Измеритель нестабильности напряжений постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено180375 (21) 2133116/18-21 (я)М. Кл.2 с присоединением заявки ¹

С 01 Я 19/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (- з) УДК 621. 317. .7 (088.8) Опубликовано050579. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания Q 7 Q 5 79 (72) Авторы изобретения

Л. Б, Рудницкий и A A Костюк (71) Заявитель

Винницкий политехнический институт

{ 54 } ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕСТАБИЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано в устройствах измерения параметров источников питания, выраженных в терминах нестабильности.

Известен измеритель, нестабильности для измерения параметров источников постоянного напряжения, реализующий принцип дискретного дифференциро- ®л вания измеряемой величины, в котором в качестве памяти использованы пассивные запоминающие устройства (ЗУ), выполненные на конденсаторах (1) .

Однако такой измеритель нестабиль-I5 ности имеет недостаточную точность

"1 измерения, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель нестабильности, содержащий дискриминатор, подсоединенный к блоку управления, выходы которого подключены к двум последовательно .соединенным ключам, индикатор нестабильности, зашунтированный одним иэ ключей, а также основное ЗУ 2) °

Йедостатком измерителя с пассивным ЗУ на запоминающей емкости является то, что область его применения ограничена наличием погрешности па 30 мяти об исходном (для каждого цикла измерений) напряжений, обусловленной несовершенством хранения информации.

Целью изобретения является повышение точности измерения. !

Эта цель достигается тем, что измеритель нестабильности напряжений постоянного тока, содержащий дискриминатор, подсоединенный к блоку управления, выходы которого подключены к двум последовательно соединенным ключам, индикатор нестабильности, эашунтированный одним иэ ключей, а также основное Зу, снабжен параллельно соединенными дополнительными ЗУ и дополнительным ключом, а также устройствами выравнивания постоянных времен разряда основного ЗУ и заряда дополнительного ЗУ, блоком коррекции постоянной времени разряда, подключенным параллельно с основным ЗУ и делителем найряжения, подсоединенным к индикатору нестабильности, устройст-. ву выравнивания и к выходу дополнительного ЗУ, вход которого совместно с выходом основного Зу подсоединен к устройству выравнивания, а управляющие входы дополнительного ключа и

661368 з } Р 2®

Сз экв

+ Q(y y } g экв (3 устройств а коррекции подключены к блок у "управлени я ."

На чертеже представлена структурйая схема измерителя нестабильности напряжений постоянного тока с компенсацией погрешности хранения информации, Измеритель нестабильности содержит дискриминатор 1, блок управления 2, делитель напряжения 3, ключи 4 и 5, ЗУ б, блок коррекции 7, дополнительный ключ 8, дополнительное ЗУ 9, уст10 ройство выравнивания 10 и индикатор

;нестабильности 11;.

На чертеже показаны возмущающее . устройство 12 и испытуемый источник питания 13, Измеритель нестабильности работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 4 и 8 разомкнуты, ключ 5 замкнут, блок 7i отключен от ЗУ. б Управляющим сигна- N

Э лом от блока 2.—;

Обозначим время измерительного цикла (to -. Я, причем (р -. t<), — время запоминания -информацйи об измеряемом параметре;(t 1 - t.g)25 1 с Ф. с „ - время хранения информацйи в Зу 5, à (t2 - t>) - время индикации. Влияющий фактор обозначим через Х.

В момент времени to, соответствую- О щий начальному значению. влияющего фактора Хр, сигнал с дискриминатора

1 через блок 2 переводит ключи 4 и 8 в замкнутое состояние, благодаря .чеу через делитель 3 на 3у б подается 35 напряжение U (Х ) источника питания

13 и к моменту t4 конденсатор ЗУЬзаряжается до этого напряжения. При этом на блоке 7 продолжает действовать сигнал блока 2, поддерживая внут-. реннее сопротивление первого на уров-; 40 не R (где R — сопротивление изоиэ ! ляции на конденсаторе Зу б) . .В момент tg сигналом с блока 2 ключи 5 и .8 переводятся в- разомкнутое состояние. . ., 45

При этом ЗУ 6 переводится в режим хранения информации об U; (Х ), осуществляемый с потерями. В измерителе эти потери компенсируют изменением напряжения на ЗУ 9; введенной в дейст-у вие раэмыканием ключа 8. При выполнении, например, ЗУ 9 аналогично ЗУ б.. в виде пассивного ЗУ на конденсаторе с емкостью С®, можно осуществить: его заряд от источника 13 с постоянной СзЧэк, где Рэкет определяется сопротивленйем устройства-. выравнивания

10. В результате на ЗУ 9 напряжение изменяется по закону

Так как ЗУ 9 и б включены последовательно, то напряжение памяти об исходном значении выходного HBITpsl жения источника питания 13 равно

t

CP„3

U(xî1e U(xр) 1-е

При выполнении условия Вэкь = Виь

U э () = U (X ) т.е. напряженйе памяти сохраняется равным нагряжению на Зу б в начале цикла хранения информации.

Вышеприведенные, выражения базируются на том, что постоянная времени ья Зу б равна С ВкЭ. ЕсЛи ЗУ 9 выполнено на конденсаторе такого же типа, то выполнить условие Взкв = йкэ невозможно: Взкьэаведомо ниже 1 кЭ.

Для преодоления этой трудности в предложенном измерителе постоянная времени ЗУ б снижается параллельно включенному блоку коррекции 7, сопротивление которого изменяется от

Rg@ в интервале времени t - t1 до входного сопротивления индикатора 11, т.е. До х и с R и Э г вследствие чего. значение йостоянной памяти хранения информации ЗУ б корректируется до постоянной времени ЗУ 9, Устройство может быть реализовано в виде управляемого элемента с варьируемым от

Вк до r„, внутренним сопротивлением.

Чтобы уровнять постоянные разряда конденсатора ЗУ 6 и заряда конденсатора ЗУ 9, в цепь последнего введено устройство выравнивания постоянной заряда 10 (в .общем случае представляющее собой некоторое сопротивление газка = гйоВ иэ °

В итоге напряжение памяти об исходном значении выходного напряже,ния (для каждо о измерительного цикла)„ снятое с последовательно вклю« ченных Зу 6 и 9, равно зю= Ф)+и (1}-ц()()е "" иэ где йэкз = гкО иэ

Следовательно, погрешность хранения информации в ЗУ компенсируется.

При применении пассивных, ЗУ на конденсаторах (б и 9) последние необходимо выбирать однотипными,с близкими значениями нестабильности емкости и сопротивления изоляции, В этом случае, как показано выше, сумма напряжений на обоих ЗУ равна U (X@).

Измерительный цикл заканчивается интервалом t2 — t, в начальный момент которого t в результате иэмене5 ния влияющего фактора на некоторую нормированную величину Х = Х вЂ” Х срабатывает дискриминатор 1, ключ Ь переводится в замкнутое состояние, ключ 4 - в разомкнутое состояние, а блок коррекции 7 отключается от ЗУ 6 °

Но так как внутреннее сопротивление .источника питания rö значительно меньше сопротивления индикатора 11, то . можно считать, что конденсатор компенсирующего устройства заряжается От источника с эквивалентным вйутренним lO сопротивлением R„>//г„ и эквивалентной ЭДС. к где Ux t - напряжение испытуемого источника. 15

Для обеспечения правильной работы .измерителя сигнал нестабильности целесообразно снимать через делитель 3, отношение сопротивлений которого в любой момент времени равняется отношению r /Rz>, а чувствительность индикатора при этом изменяется соответ-! ственно коэффициенту деления этого делителя.

Таким образом, с момента времени

t индикатор 1.1 регистрирует разность, напряжений

6613

30 где К " коэффициент деления делителя

3; которая пропорциональна нестабильности исследуемого напряжения.

По завершении измерения нестабильнбсти цикл измерения повторяется.

Использование новых структурных элементов - устройства компенсации потери информаций об исходном значении выходного напряжения испытуемого источника, устройства коррекции по- 40 стоянной времени основного ЗУ, устройства выравнивания постоянной вре68 6 мени заряда конденсатора устройства компенсации, делителя, ключевого уст ройства позволяет значительно повысить точность измерения и тем саьмм расширить область применения устройства.

Формула и з обретени я

Измеритель нестабильности напряжений постоянного тока, содержащий дискриминатор, подсбединенный к блоку управления, выходы которого подключены к двум последовательно соединенным ключам, индикатбр нестабильности, зашунтированный одним из упомянутых ключей, а также основное запоминающее устройство, (ЗУ), о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен параллельно соединенными дополнительным ЗУ и дополнительным ключом, а также устройством выравнивания пстстоянных времени разряда основного

ЗУ и заряда допоЛнительного ЗУ, блоком коррекции, постоянной времени разряда, подключенным параллельно с ос- . новньм ЗУ и делителем напряжения, подсоединенным к индикатору нестабильности, устрОйству выравнивания и к выходу дополнительного Зу вход которого совместно с выходом основйого подсоединен к устройству выравнивания, а управляющие входы дополнительного ключа и устройства коррекции подключены к блоку управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 175258, Cj 01 Д 5/14, 1965.

2. Рудницкий Б. Л. Измерение нестабильности электрических напряжений. М., Советское радио, 1969, с. 15-16.

Составитель 0. Богомолов

Редакто Л. Утехина Тех е Л.An е ова Корректор В.Синицкая

Заказ 2434/41 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва 8-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная; 4