Устройство для деления напряжений

 

Союз Соаетскик

Сеци Влистических

Респубттик (>>)604003

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (бт) Дополнительное к авт. свид-By (22) Заявлено 1602.76 (21) 2327608/18-24 (51) М. Кл.

606 G 7/16 с присоединением заявки М

ГВ61ДВРФтВВннын ннмнтнт

666вта МВВВВТРВВ ОССР

Ве Далли нзнбрнтнннн

В ВтнрытВД (23) Приоритет— (43) Опубликовано 250478.Бюллетень И 15 (45) Дата опубликования описания 200478 (5З) УДК 681 335 (088. 8) (72) Двторью изобретения

В.А. Лабунов, В.A. Сокол, А.A. Можухов и C Â. Чукаев (73) ЗаяВИтЕЛЬ Минский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и моделирующих устройствах, а также в контрольно-измерительной технике. б

Известно устройство для деления напряжений, содержащее два делителя напряжений, включенных по мостовой схеме, имеющей две клеммы диагонали питания и две клеммы выходной диагонали, причем последние являются выходами устройства и к ним подключен компаратор, выходы которого являются входами логической схемы, а в два смежных плеча мостовой схемы включены цифровые управляемые сопротивления, ко входам которых подключены выходы упомянутой логической схемы, реле, контакты которого подключают к клеммам диагонали питания мостовой схемы„ выходы источника питания мостовой схемы 111 .

Недостатксм этого устройства является ограниченный. диапазон деления напряжений.

Известно также устройство, содержа"?8 щее неуравновешенный резистивный мост, между первой вершиной и шиной нулевого потенциала неуравновешенного резистивного моста включен линейный преобразователь напряжение — сопротивление 80 между второй вершиной и шиной н левоI го потенциала неуравновешенного резистинного моста включен эталонный резистор, в диагональ между первой и второй вершинами включен управляемый источник питания (2j .

Однако для этого устройства характерна недостаточная точность деления иэ-за неодинаковой крутизны преобразователей напряжение — сопротивление.

Кроме того, использование цифрового управляемого сопротивления, блока управления и дешифратора обуславливают сложность схемной реализации устройства деления, что не позволяет проектировать его в виде гибридной интегральной схемы.

Целью изобретения является повышение точности деления и упрощение устройства.

Это достигается тем, что в предложенное устройство введены управляемый генератор линейного напряжения, первый блок сравнения, один из входов которого подключен к эталонному резистору неуравновешенного резистивного моста, второй вход — к источнику напряжения делителя, а выход- к управляющему входу управляемого источника питания, второй блок сравнения, один иэ входов

604003 которого связан с третьей вершиной неуравновешенного реэистивного моста, второй вход — с источником делимого напряжения, а выход соединен с управляющим входом управляемого генератора линейного напряжения, выход которого связан со входом линейного преобразователя напряжение- сопротивление и. выходного устройства.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства для де- ления напряжений.

Устройство для деления напряжений содержит неуравновешенный резистивный мост 1, линейный преобразователь 2 напряжение- сопротивление, эталонный резистор 3, управляемый источник питания 4, первый блок 5 сравнения, второй блок 6 сравнения, управляемый генератор 7 линейного напряжения.

Устройство для деления напряжений работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение 0 на выходе устройства, которое является одновременно выходным сигналом управ.— ляемого генератора линейного напряжения 7, равно нулю. Соответственно. равны нулю напряжении на обоих входах устройства — делимое напряжение Uz на первом входе второго блока сравнения

6, а также напряжение 0 делителя на 30 первом входе первого блока сравнения 5.

Вследствие отсутствия сигнала на входе линейного преобразователя 2 напряжение- сопротивление выходное сопротивление к „ его, включенное в плечо не- 35 уравновешенного резистивного моста 1! равно сопротивлению R эталонного резистора 3 и напряжение О в выходной диагонали неуравновешенного резистивного моста 1 отсутствует, так как 40 в этом случае последний оказывается сбалансированным независимо от наличия или отсутствия напряжения в диагонали питания, которое является выходным напряжением управляемого источника пи- 45 тания моста 4. На втором входе второго блока сравнения 6 напряжение равно нулю, а на его выходе, а следовательно, и на входе управляемого генератора линейного напряжения 7. Управляющий сигнал отсутствует. В этом случае на его выходе, а следовательно, и на выходе

scего устройства напряжение U „ отсутствует сколь угодно долго.

Если делимое напряжение не равно нулю, т.е. U Ф О, на входе второго блока сравнения 6 появляется раэностный сигнал U - u 4 00, который является управляющим для генератора линейного напряжения 7, и последний, например, интегрирует его в течение промежутка 60 времени, пока не установится равенство напряжений на обоих входах второ-! го блока сравнения 6, т.е. U> = Uz

Интегрирование раэностного сигнала

U - U приводит к появлению и возраста- 65

Х нию напряжения Uz на входе линейного преобразователя 2 напряжение — сопротивление и соответственно к изменению сопротивления Я к плеча, которое определяется выражением

Ь„ где — постоянный коэффициент ne+ 9т редачи линейного преобразователя 2 напряжение — сопротивление.

В этом случае баланс неуравновешенного реэистивного моста 1 нарушается.

Рассмотрим два случая, когда напряжение делителя 0 равно нулю и отлично от нуля.

При U = 0 напряжение на первом вхоЪ де первого блока 5 сравнения, а также напряжение на втором входе последнего

U,т..е. напряжение на эталонном резисторе 3, отсутствуют, а на выходе первого блока 5 сравнения, и, следовательно, на входе управляемого источника питания моста 4 отсутствует разностный сигнал U 0эт . Напряжение питания

0 д „„ неуравновешенного резистивного моста 1 равно нулю, а следовательно, в выходной диагонали 0 д тоже равно нулю, т.е. при 0д, 0 делимое напряжение является раэностным сигналом на выходе второго блока б сравнения, которое непрерывно интегрируется управляемым генератором 7 линейного напряжения.

В случае идеального интегрирования на входе последнего, а следовательно, и на выходе всего устройства, напряжение0- сочто математически означает х i 0 (т

-Ь OO

U О

При 0 Ф 0 на выходе первого блока 5 э сравнения появляется раэностный сигнал U - U т,который управляет выходным ч напряженйем управляемого источника питания моста 4. Интегрирование этого раэностного сигнала 0 - U приводит к появлению напряжения в диагонали питания неуравновешенного реэистивного моста 1(0 я м.)! причем напряжение на эталонном резисторе 0 т по мере интегрирования разностного сигнала U„ - 0э стремится к 0, Изменение U q, происходит до тех пор, пока U z не станет равным 0 т т.е. пока не установится равенство.

0 U>

В соответствии с теорией неуравновешенных мостов напряжение в выходной диагонали 0 в этом случае определяется выражением

5<

0 * 0,5 0 О эт

Это выражение дает величину напряжения, которое непрерывно сравнивается с напряжением делимого 0т на втором блоке 6 сравнения.

604003

Устройство для деления напряжений, содержащее неуравновешенный резистивный мост, между первой вершиной и шиной нулевого потенциала неуравновешенного резистивного моста включен линейный преобразователь напряжение-сопротивление, между второй вершиной и шиной нулевого потенциала неуравновешенного реэистивного моста включен эталонный резистор, в диагонало между первой и второй вершинами включен управляемый источник питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности деления и упрощения устройства, в него введены управляемый генератор линейного напряжения, первый блок сравнения, один из входов которого подключен к эталонному резистору неуравновешенного реэистивного моста, второй вход - к источнику напряжения делителя,а выход - к управляющему входу управляемого источника питания, второй блок сравнения, один из .входов которого связан с третьей вершиной неуравнове-. шенного реэистивного.моста, второй вход» с источником делимого напряжения,а вы. ход соединен с .Управляющим входом управляемого генератора линейного напряжения, выход. которого связан со входом линейного преобразователя напряжениесопротивление и выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 354422, кл. 6 06 Ст 7/16, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 350011, кл. 606 G 7/16, 1972.!

Как только Uz станет равным т.е. выполняется равенство

I о в рост напряжения на выходе управляемо5 го генератора 7 линейного напряжения прекращается и на выходе его, а следовательно, на выходе всего устройства устанавливается следующее напряжение: т ат

U =2 х 51

Введя обозначение

2Я ат

Ь

15 получим выражение входного напряжения всего устройства.

Uzz ц * К

Отсюда следует, что напряжение Ох 20 на выходе устройства деления напряжений пропорционально частному от деления напряжений 0 и и>, которые являются соответственно делимым делителем.

Таким образом, использование новых 25 элементов двух блоков сравнения, управляемого генератора линейного напряжения, а также возможность осуществления в устройстве деления только одного линейного преобразователя напряжение- 30 сопротивление (вместо двух) позволяют значительно повысить точность операции деления, так как в этом случае не требуется подбора двух абсолютно идентичных линейных преобразователей напряжение -сопротивление и, следовательно, методическая погрешность вследствие различной крутизны этих преобразователей исключена.

Кроме того, исключение сложных (с 40 точки зрения схемной реализации) цифрового управляемого сопротивления, блока управления, дешифратора, нуль-.органа и .одного из линейных преобразователей напряжение -сопротивление позволяет значительно упростить устройство деления и проектировать его в виде гибридной интегральной схемы. Точность давления увеличивается на порядок.

Формула изобретения

ИПИ, Заказ 2097/41 аж 826 Подписное иал ППП Патент, Ужгород, ул. Проектная, 4