Цифровой вольтметр действующего значения

 

Г

ОПИСАНИ -ИЗОБРЕТЕНИЯ

Б сес о. : е и

;. нд- c :,;;êaa !,! в !,4 Г 1 4"

Сеюэ Советспиа

Социалистичесник

Республи о1 653562

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. твид-ву ч4 5 8 76 6 (22) ЗаЯвлено 15.07.74 (21) 2046145/18-21 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпубликовано 2503.79. Бюллетень № 11

Лата опубликования описания 250379 (51) М. Кл.

G 01 R 13/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317., 7 (088. 8) (73) Авторы изобретения

В.Ф. Бахмутский, А; И. Мартяшин, Б.В.Султанов, С.М.Телегин, Э.К.Шахов, P.Ç.Øåïòåáàíü и В.M.tJ1ëÿíäèí (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54 ) ЦИФРОВОЙ ВОЛ ЬТМЕТР ДЕПСТВУЮЦЕГО

ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к области цифровой электрон змерительной техники.

Известен цифровой вольтметр действующего значения по авт.св.9458766, б содержащий квадратичный преобразователь напряжения в частоту, синхронно работающие переключатели, блок управления, реверсивный счетчик, преобразователь код-частота, триггер, элемент 1О

И, генератор опорной частоты, устройство разделения совпадающих во времени импульсов, счетчик и цифровое отсчетное устройство.

Недостатком этого устройства является погрешность, обусловленная некратностью длительности отдельных тактов измерения (при принятом алгоритме работы) периоду измеряемого на- ( пряжения. Эта погрешность может оказаться незначительной при выборе времени измерения во много раз превышающего период измеряемого напряжения; однако в диапазоне инфранизких частот 25 это вызывает недопустимое снижение быстродействия.

Цель изобретения - уменьшение погрешност.r измерения в области низких частот . ЗО

Эта остигается за счет того, что в цифровой вольтметр действующего значения по основному авт.св.

Р 458766, содержащий квадратичный преобразователь напряжения в частоту, синхронно работающие переключатели, блок управления, реверсивный счет— чик, преобразователь код-частота, триггер, элемент И, генератор опорной частоты, устройство разделения совпадающих во времени импульсов, счетчик и цифровое отсчетное устройство, дополнительно введены блок выделения периода измеряемого напряжения, элемент И и дополнительный преобразователь код-частота, входы которого соединены с выходами элемента И и переключателя, а выход — с входами основцого преобразователя код-частота и разделителя совпадающих во времени импульсов ° Входы элемента И подключены к соответствующим выходам генератора опорной частоты и блоку управления, а блок выдел -ния периода соединен своим входом с входдом вольтметра, а выходом — с входом блока управления.

Структурная схема вольтметра предс авлена на чертеже.

3 65356

Устройство содержит квадратичный преобразователь 1 напряжения в частоту, синхронно работающие переключатели 2 и 3, блок 4 выделения периода, блок 5 управления, реверсивный счетчик 6, элемент И 7, преобразователи 8,9 код-частота, узел 10 разделения совпадающих во времени импульсов, элемент И ll триггер 12, генератор. 13 опорной частоты, счетчик

14 и цифровое отсчетное устройство

15. В процессе работы в пеоеключате- )О ле 2 подвижный конт акт конт актирует с одним из неподвижных 16-18, а в переключателе 3 - с одним из контактов 19-21.

Вход квадратичного преобразователя(5

1 напряжения в частоту через переключатель 2 соединен либо с шиной земля через контакты 16,18, либо с входной клеммой преобразователя (через контакт 17) и с входом устройства 4 выделения периода. Выход последнего соединен с входом блока 5 управления, один иэ выходов которого соединен с управляющим входом переключателей 2 и 3, а другие - с одним из установочных входов триггера 12 и с одним иэ входов элемента И 7.

Другой вход последнего соединен с одним из входов элемента И 11 и с выходом генератора 13 опорной частоты. Выход элемента И 7 связан с управ-О ляющим входом преобразователя 8 кодчастота. Выход квадратичного преобразователя напряжения в частоту через контакт 19 переключателя 3 соединен.с входом прямого счета реверсив- 35 ного счетчика 6, через контакт 20 с входом обратного счета реверсивного счетчика и выходом преобразователя 9 код-частота, а через контакт 21 с сигнальным входом преобразователя 40

8 код-частота, выход которого связан с сигнальным входом преобразователя

9 код-частота и с одним из входов устройства 10 разделения совпадающих во времени импульсов. Другой вход 45 последнего соединен с выходом элемента И 11 и входом счетчика 14, а выход - с управляющим входом преобразователя 9 код- частота. Выход реверсивного счетчика 6 соединен с устано- „ вочным входом триггера 12, выход которого.соединен с вторым входом элемента И 11. Выход счетчика 14 подключен к входу цифрового отсчетного устройства 15.

Устройство работает следующим образом.

В первом и втором тактах, длительность кот1зрых посредством устройства выделения периода и блока управления задается кратной целому числу периодов измеряемого напряжения (Т .-AT„ ), в зависимости от команды подвйжные контакты переключателей 2 и 3 соединены с контактами 16,19 и 17, 20 соответственно. Кроме того, в одном 65

2 4 из тактов (например в первом) на элемент И 7 с блока управления подается разрешающий потенциал. В результате по окончании двух тактов в реверсивном счетчике фиксируется число число

N< равное (a где A=-1,2,3... — коэффициент кратности длительности такта измерения периода измеряемого напряжения Т,.

V -действующее значение измеряемого напряжения;

В -некотрая постоянная величина, характеризующая параметры преобразователя 1.

В управляющий счетчик преобразователя 8 код-частота записывается число М

N8=XQTT=Ео AT„, где о- частота следования импульсов генератора 13.

Таким образом погрешность, обусловлен ная н екрат ностью длительности отдельных тактов периоду измеряемого напр яжени я, отсутствует .

В третьем такте подвижные контакты переключателей 2 и 3 соединены с контактами 18 и 21. При этом происходит списывание числа из реверсивного счетчика линейно-изменяющейся частотой, скорость изменения этой частоты зависит от величины Т> -лТ, что исключает зависимость результата измерения от частоты входного сигнала. Выходной сигнал блока устанавливает триггер 12 в состояние, при котором на элемент И 11 поступает разрешающий потенциал, и на выход элемента И 11 проходят импульсы генератора 13 через устройство 10 и далее на управляющий счетчик преобразователя 9 и счетчик 14. Выходная частота преобразователя 9 код-частота определяется следующей формулой:

МЯ1

1,= „ оя где N(t) =(— текущее значение числа в управляющем счетчике;

N - емкость счетчиков преобразоо вателя 9; выходн ая частот а пр еобраз ов вателя 8, е

1 =—

Nо О1 е где N — емкость счетчиков преобраое зователя 8; начальная частота преобразователя 1.

Решая полученные уравнения, находим о о "тл о т о1 (о "о о1 No Но

9 8 9 - е

Выходной сигнал преобразователя 9 поступает на шину вычитания реверсивного счетчика. Процесс измерения за65 3562

Составитель В.Латышев

Техред З.фанта Корректор С. Патрушева

Редактор А.Шмелькин

Заказ 1610/56 Тираж 1089 Подписное

11ÈÈÈÏÈ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãopoä, ул.Проектная, 4 канчивается в момент обнуления последнего. При этом справедливо равенство тс (сН. = о где Т вЂ” время списывания числа из реверсивного счетчика 6 (время третьего такта).

Подставляя в последнее равенство полученные ранее выражения для o ., % q и 11г и производя матема01 тические преобразования, имеем г но

Т

О О

Осуществляя измерение интервала

Т путем подсчета в нем количества импульсов опорной частоты, в счетчике 14 получаем число о ое гм м ="а U о которое индицируется в цифровом отсчетном устройстве.

Формула и э обрет ени я цифровой вольтметр действующего значения по авт.свид. 9458766,,о т5 л и ч а ю шийся тем. Что с целью уменьшения погрешности измерения в области низких частот, в него введе- ны блок выделения периода измеряемого напряжения, элемент И и дополнительный преобразователь код-частота, ВХО» ды которого соединены с выходами элемента И и переключателя, а выходс входами основного преобразователя код-частота и разделителя совпадающих во времени импульсов, входы элемента И подключены к соответствующим выходам генератора опорной частоты и блока управления, а блок выделения периода соединен своим входом с входом вольтметра,а выходом — с входом

20 блока управления.