Цифровой прямоугольно-координатный компенсатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ изоы ете н йя

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ве) 631356 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 040I.76 (21) 2308080/IS — 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.06.78. Бюллетень № 22 (45) Дата опубликования описания 06.05.78 (51) М. Кл.

G 01 R 17/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делом изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Бабий, С. С, Обозовский и С. С. Ткаченко (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт

Радиоэлектронной медицинской аппаратуры (54) ЦИФРОВОЙ ПРЯМОУ ГОЛЬНΠ— КООРДИНАТНЫЙ КОМПЕНСАТОР

Изобретение относится к области электронзмерительной техники и предназначено для измерения ЭДС, падений чгапряжения и других элект. рических, неэлектрических и магнитных величин, функционально связанных с напряжением.

Известен цифровой прямоугольно-координатный компенсатор, содержэцций усилитель, дискретный делитель, фазочувствительный выпрямитель, источник синфазного и квадратного коммутирующих напряжений, переключатель, источник опорно-10 то напряжения, устройство сравнения и устройство управления (1); Принцип его работы заключается в установлении в процессе уравновешивания такого коэффициента отрицательной обратной связи, при котором проекция вектора измеряемо-1я

ro налряжения на соответствующую ось равна заданному значению опорного напряжения. Точность этогс компенсатора зависит от метрологических характеристик фазочувствительного выпрямителя.

При использовании в качестве фазочувствительного выпрямляющего устройства интегратора требуется усреднение его выходного напряжения за время интегрирования. В противном случае измерения возможны только на фиксированной частоте, при отклонениях от которой возникает погрешность.

Целью изобретения является повышение точ- ности и расширение частотного диапазона компенсатора, Это достигается тем, что в предлагаемый компенса тор. введены последовательно соединенные вычитающее устройство, ключ, интегратор и второй ключ, а также дополнительный переключатель, два входа которого соединены с источником опорного напряжения, а выход через третий ключ — с одним из входов вычитающего устройства, друтой вход которого соединен с выходом усилителя. при. чем управляющие входы третьего ключа, нереключателей и интегратора соединены с выходами устройства управления, выход переключателя соединен с управляющими входами первого и второго ключей, а выход второго ключа — со схемой сравнения.

На чертеже дана структурная схема описываемого компенсатора.

Компенсатор содержит входной усилитель 1, дискретный делитель ? устройство 3 автоматического управления, знакочувствительпое устройство

4 сравнения, источник 5 опорного напряжения, источник 6 синфазного и квадратурного коммутирующих напряжений, вЫчитаюшее устройство 7.

611156 где щей цели; — постоянная времени интегрирую- 60 интегратор 8, переключатели 9 и 10 и ключи 11—

13.

В цепь отрица ельной обратной связи усилителя 1 включен дискретный делитель 2, управляемый через устройство 3 устройством 4, Выход источника S через последовательно соединенные переключатель 9 и ключ 11 подключен к одному нэ входов вычитающего устройства 7, другой вход которого соединен с выходом усилителя 1, а выход через ключ 1? подсоединен к интегратору 8.

Выход интегратора через ключ 3 соедицен с входом устройства 4 сравнения, выход которого подключен к входу устройства 3 управления, выходы которого соединены с управляющими входами интегратора, переключателей 9 и 10 и ключа 11

l5 а выход источника 6 через переключатель 1О соединен с управляющими входами ключей 12 и 3, Измеряемое напря>кение U y, óðàâíîBeøèâàe Tся компенсирующим напряжением U (т.) цени обК ратной связи усилителя 1, у кото1юго при достаточ->0 но болыцом коэффициенте усиления выходное наи ря >кение х (1

АЛЫХ( где 9 — коэффициент отрицательной обратной связи.

В исходном состоянии ключи 11 — 13 закрыты, положения переключателей дискретного делителя соответствующих максимальному значению /3, а положения переключателей 9 и 10 заданы программой измерения.

В начале измерения через устройство 7 и ключ

12, управляемый синфаэным илн квадратурным коммутирующим прямоугольным напряжением, сформированным исп>чником 6 из напряжения пи35 тания исследуемой цепи, на вход интегратора 8 в течение поло>кительного полулериода Т/2 коммутирующего напряжения поступает напряжение о (Ц, Bbl1

Во время отр>щательного полупериода коммутирующего напряжения ключ 1 закрывается, а ключ 13, имеющий противоположную полярность упрарляющего напряжения, открывается и устройство 4 сравнения, реагируя на полярность выходного напряжения интегратора 8, посредством устройства 3 открывает ключ 11, через который опор45 ное напряжение Oо поступает на вход вычитающего устройства 7.

В процессе уравновешивания измерительной цепи (вклю в тельно с выбором диапазона измере-

"1

50 нии) на вход интегратора 8 подается с выхода устройства 7 разность напряжений U û ß "U U„(Ц//5-Уо и в конце промежутка времени интегрирования, . равного 7/2, при ТГ„Я= Т, т(„ р)

11апряжение на выходе интегратора .г/Z

О„„„„„sin (ы + q) инт „. 1То с

L Р о 7 о

29i

Н „ии - — соответственно амплитуда и круговал истота измеряемого напряжения;

tp — угол сдвига фаз между вектором измеряемого напряжения и осью абсцисс.

На основании выражения (1) при измерении синфазной составляющей выходное напряжение интегратора г и инт х — со& > - — Х ц

/Ь Х Z << „, а 1(2) l Х а при измерении квадратурной составляющей

"щ . а Т 4 3инту =„ V — = — " Uo (3) " e /Зх " j y — значения (5 при измерениях1 синфаэной и квадратурной составляющих, соответственно; соь Тх„= соь p— соответственно синфаэная и квадратурная составляющие среднего выпрямленного значения синусоидального измеряемого напряжения.

Устройство 4, реагируя на знак выходного напряжения интегратора 8, которое устанавливается в ковше каждого положительного полупериода

Т/2 коммутирующего нап,,яжения, .в процессе уравновешивания измерительной цепи посредством устройсгва 3 изменяет коэффициент преобразования дискретного делителя 2 до момента равенства нулю выходного напряжения интегратора. Тогда на основании выражений (2) — (4)

>r«u,/ „, ls„> u, „

Следовательно, значения синфаэцой Б и

ХХ квадратурной u x составляющих измеряемого напряжения 1з (<} при заданном значении опорноХ го напряжения По полностью определяются значениями P х и,6 у коэффициента преобраэовапия дискретного делителя 2 в цепи отрицательной обратной связи усилителя 1. При этом зависимость показаний компенсэтора от частоты устраняется, что позволяет расширить его частотный диапазон и повысить точность.

Формула изобретения

Цифровой прямоугольно- координатный компенсатор, содержащий усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен дискретный делитель, управляемый через устройство управления схемой сравнения, источник опорного напряжения, источник синфазного и квадратурного коммутирующих напряжений, соединенный с переключателем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в него введены последовательно соединенные вы пггающее устройство, ключ, интегратор и второй ключ, а также дополнительный переключатель, два входа которого соединены с источником опорного напряжения, а вы611156

Составитель И. Бахтина

Техред М . Борн сова

Корректор С, Гараснняк

Редактор А. Пеясоченко

Тираж 1112 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нзобретсннй и открьггнй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3149/37

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ход через третий ключ — с одним из входов вычитающего устройства, другой вход которого соединен с выходом усилителя, причем управляющие входы третьего ключа, переключателей и интегратора соединены с выходами устройства управления, выход переключателя соединен с управляющими входами первого, второго ключей, а выход второго ключа — со схемой сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Р 457037, кл. 6 01 R 17/06, 13.07.72.