Измеритель отношения двух переменных напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«»653569 (63) Дополнительное к авт. свил-ву

{22) Заявлено 08J. 2.74 (23) 2081618/18-21 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Опубликовано2503.79. Бвллетепь И 11

Дата опубликования описания 2Ы3.79 (5Ц И. Кл.

G 01 R 19/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (БЗ) УМ 621. 31 7. .61(088.8) (72) Авторы цВОбрЕтЕИИ@ А.Б.Сели бер, Б.К.Никитин и И.А,Подлиск (73) Залвитель

Ленинградский электротехнический институт связи им. профессора М;А.Бонч-Бруевича (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ

ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение предназначено для использования в различных областях электро- и радиои змерит ел ьной т ехники .

Известны измерители отношения двух перемен ных напряжений, содержащи е 5 последовательно соединенные сумматор, усилитель, фильтр выделения сигнала отношения, детектор и индикатор (1) .

Однако этот измеритель имеет значительную погрешность измерения. И

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является измеритель, содержащий последовательно включенные сумматор, на один вход которого подается напряжение делимого, 15 усилитель с регулятором усиления, фильтр выделения сигнала отношения, детектор сигнала отношения и индикатор,а также детектор напряжения делителя (2) . И

В этом измерителе формирование сигнала отношения происходит за счет регулировки отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока таким образом, что постоянное напряже- И ние на его выходе, пропорциональное сигналу делителя, поддерживается не-. изменным, поэтому коэффициент передачи усилителя обратно пропорционален напряжению делителя. Следовательно, 39 переменное напряжение сигнала делимого на выходе усилителя пропорционально сигналу отношения переменных напряжений, подаваемых на вход устройства. Коэффициент передачи Ко усилителя постоянного тока различей на различных частотах исследуемых напряжений, в то время как коэффициент передачи усилителя по постоянному току, а, следовательно, и опорное напряжение на его выходе поддерживаются неизменными, Это приводит к погрешности формирования сигнала отношения,которая характеризуется частотной погрешностью коэффициента передачи усилителя. Преобразование (детектирование) одного из переменных напряжений в пропорциональное ему постоянное в широком динамическом диапазоне уровней является причиной дополнительной погрешности за счет нелинейности вольт-амперной характеристики (ВАХ) преобразователя.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения отношения двух переменных напряжений.

Это достигается тем, что в измеритель отношения двух переменных напряжений, содержащий последовательно включенные сумматор на один вход ко65356

Формула и зобрет ени я торого подается напряжение делимого усилитель с,регулятооом усиления, фильтр выделения сигнала отношения, детектор сигнала отношения и индикатор, а также детектор напряжения де;лителя дополнительно введены последовательно включенные второй сумматор, на один вход которого подается напряжение делителя, второй усилитель с регулятором усиления и заграждающий фильтр вспомогательного сигнала, соединенный через детектор напряже- 10 ния делителя с входом этого регулятора усиления, а также источник вспомогательного сигнала, подключенный к вторым входам обоих сумматоров, и дифференциальное устройство, входы 15 которого соединены с выходами усилителей, а выход через фильтр выделения вспомогательного сигнала и детектор вспомогательного сигнала подключен к входу регулятора усиления первого усилителя.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Сумматоры 1,2 предназначены для сложения напряжений делимого и делителя с напряжением источника 3 вспомогательного сигнала имеющего фиксированную частоту. Усилители 4,5 каналов делимого и делителя содержат несколько каскадов усиления, коэффициент усиления которых регулируется

30 с помощью регуляторов усиления 6 и 7 соответственно. Выход усилителей 4, 5 подключены, соответственно, к заграждающему фильтру 8 вспомогательного сигнала в канале делителя и к фильт- 35 ру 9 выделения сигнала отношений в канале делимого, являющемуся заграждающим фильтром для вспомогательного сигнала, а также к двум входам дифференциального устройства 10, выход ко- 40 торого через фильтр 11 выделения вспомогательного сигнала и детектор 12 вспомогательного сигнала подключен к входу регул ятора усиления 6. Выход фильтра 9 выделения сигнала отношения 45 через детектор сигнала отношения 13 подключен к индикатору отношения 14,. а выход заграждающего фильтра 8 через детектор 15 напряжения делителяк регулятору. усиления 7.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение делителя Ug,через сумматор 2 поступает на вход усилителя 5. Уровень напряжения делителя на выходе усилителя 5 поддерживается постоянным (a=const)при помощи регулятора усиления 7, на который поступает сигнал управления от детектора напряжения делителя 15, подключенного к выходу усилителя через заграждающий фильтр 8. Таким образом на выходе усилителя 5 уровень напряжения делителя равен 0> Ê =a=const, где Кд= —, г коэффициент передачи усилителя 5.

Сигнал 0 источника 3 вспомогатель9 4 ного напряжения через сумматоры 1, 2 поступает на усилители 4 и 5, с выхода которых подается на дифференциальное устройство 10. Если коэффициент передачи К усилителя 4 не paBeн коэффициенту передачи КZ усилителя 5, на выходе устройства 10 появится напряжение, пропорциональное разности К -К,, Это напряжение поступает на вход фильтра 11 выделения вспомогательного сигнала и через детектор 12 вспомогательного сигнала на автоматический регулятор усиления 6, который изменяет коэффициент усиления усилителя 4 так, чтобы К„-К=О.Уровень сигнала отношения U „на выходе усилителя 4 равен

Оотг - К101 ) 20

Сигнал отношения, сформированный на выходе усилителя 4, через фильтр

9 и детектор 13 поступает на индикатор 14, шкала которого соответствен, но отградуирована. В качестве источника вспомогательного сигнала 3 .может быть использован генератор, име-ющий на выходе два сигнала с противоположными фазами ° В этом случае вместо дифференциального устройства

10 включается еще один сумматор, на выходе которого формируется напряжение, имеющее частоту источника вспомогательного сигнала и пропорциональное разности коэффициентов передачи усилителей 4 и 5. В качестве источника вспомогательного сигнала также„может быть использован источник постоянного напряжения. Это .исключает применение детектора вспомогательного сигнала.

Введение новых элементов позволило снизить составляющую погрешности, обусловленную неравномерностью амплитудно-частотчой характеристики (АЧХ) усилителя ьК „(й ), так как в предлагаемом устройстве основное требование предъявляется к идентичности ЛЧХ двух усилителей, которое может быть реализовано с высокой степенью точности. Детектор 15 напряжения делителя работает в узком динамическом диапазоне уровней, что приводит к снижению погрешности за счет нелинейных ВАХ преобразова-. теля (ьК„ ), а детектор 12 вспомогательного сигнала работает на фиксированной частоте и в узком динамическом диапазоне уровней, так что

его погрешностью можно пренебречь.

Поэтому предложенное устройство обеспечивает увеличение точности измерения.

Измеритель отношения двух переменных напряжений,содержащий последовательно включенные сумматор,на один вход которого подается напряжение

65 35

Составитель Ф. Цареградский

Техред 3.Фанта Корректор С.Патрушева

Редактор 7.. .Шмелькин

Заказ 1610 /56 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 делимого, усилитель с регулятором усиления, фильтр выделения сигнала отношения, детектор сигнала отношения и индикатора, а также детектор напряжения делителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ум ньшения погрешности измерения, в него вве- 5 дены последовательно включенные второй сумматор, на один вход которого подается напряжение делителя, второй усилитель с регулятором усиления и заграждаюций фильтр вспомогательного сигнала, соединенный через детектор напряжения делителя с входом этого регулятора усиления,а также источник вспомогательного сигнала, подключенный к вторым входам обоих сумматоров, 69 6 и дифференциальное устройство, входы которого соединены с выходами усилителей, а выход через фильтр выделения вспомогательного сигнала и детектор вспомогательного сигнала подключен к входу регулятора усиления первого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог Изделия радиопромышленности, т ° 3, выпуск Приборы для измерения напряжения, прибор

ВЗ-21, В3-22, НИИ экономики и информации по радиоэлектронике, М., 19 72.

2. Патент ФРГ, Р 1616096 кл. 21 е, 19/10, 1972.