Селективный измеритель напряжения
Союз Советских
1 х
"" 661376
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.77 (21) 2467913/18 21 (51) M. Кл, С 01Я. 19/22 с присоединением заявки №
Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано5.05.79 Бюллетень №1 7 (45) Дата опубликования описания по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8), (72) Авторы изобретения
В. М. Кодрянский, Ю. А. Масюренко, А. Д. Ниженский, IO. A. Скрипник, M. М. Таран (71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР (54) СЕЛЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к области электро и радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения гармоник сигналов переменного тока сложной формы..
Известны сежктивные микровольтметры, в которых для обеспечения высокой точности измерения используется самонастройка иэ мерительной схемы путем периодического сравнения входного и части выходного сиг налов с помощью одноканального тракта (Ip сравнения (1 .
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является селективтплй микровольтметр, Этот микровольтметр помимо основного избирательного усилителя, 15 детекторного преобразователя и выходного п ри бора содержит тракт сравне ния, состоя щий иэ последовательно соединенных автома тического переключателя, дополнительного иэбиратвльного усилителя, настроенного на 20 ту we частоту, что и основной избирательный усилитель, амплитудного детектора, усилителя низкой частоты и фазочувствительногО выпрямителя с сглаживающим фильтром на выходе. В процессе работы микровольтметра 25 на вход дополнительного избирательного уси. литвля с помощью автоматического переключателя, коммутируемого с низкой частотой, периодически и поочередно подаются входное напряжение, снимаемое с опорного сопротив ления и рантое входному. При равенстве ал п литуд этих напряжений послз первоначальной градуировки микровольтметра на выходе амплитудного детектора образуется разност ное переменное напряжение с частотой, оп ределяемой частотой коммутапии двухканального переключателя, Усиленное и выпрямлвн ное напряжение используется для подстройки коэффициента усиления основного избиратель ного усилителя.
Известный селективный измеритель нап ряжения имеет следующий недостаток. В со
nòâåòñòâèè с принципом работы частота ком мутации напряжений на входе тракта сравне ния должна быть значительно меньше часто ты измеряемого напряжения. Поэтому сгла живающий фильтр, исп ольэуе л ы и для по дав лвния фазочувствительного выпрямителя, имеет большую постоянную времени. Это обстс ятельство су пвственно увеличивает время
3 установления показаний измерителя и прак тически делает невозможным его примвнв
we для измерения низкочастотных напряжений.
Цепью настоящего изобретения является повышение быстродействия и расширение ча стотного диапазона, Достигается она тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные первый избирательный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, мостовой выпрямитель и опорное сопротивление, вы ходной прибор, подключенный к выпрямите лю, а также последовательно соединенные автоматический переключатель, один вход которого подключен к входу первого изби рательного усилителя, а другой к опор ному сопротивлению, второй избирательный усилитель и первый, амплитудный детектор, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом автоматического пе реключателя, между выходом первого амп литудного детектора и управляющим входом первого избирательного усилителя включе ны последовательно соединенные дифферен циальный усилитель, другой вход которого через второй амплитудный детектор подклюнен к выходу первого избираэзльного усили твля, преобразователь напряжения в число импульсов, реверсивный счетчик и регистр памяти.. При этом управляющие входы преобразователя напряжения в число импульсов, реверсивного счетчика и ре.гистра памяти подсоединены к блоку уп . равления.
На чертеже представлена функциональ ная схема измерителя.
Измеряемое напряжение У поступает на вход избирательного усилителя 1, усилива ! ется, выпрямляется мостовым выпрямителем 2 и измеряется выходным прибором 4.
Кроме того, напряжение 4уи равное ему напряжение 4, снимаемое с сопротивления
3, поступают на входы двухканального автоматического переключателя 5. В первом такте работы переключателя 5, управляв мого блоком 13, на,вход избирательного усилителя 6, настроенного на. ту же часто ту, что и усилитель 1, подается напряжения Ц . Усиленный сигнал двтекритувтся 1 амплитудным детектором 7 и воздейству ет на один из входов дифференциального уси лителя 9. При этом постоянное напряжение на выходе детектора 7 равно Q =KgK«Qy гдв К - коэффициент усиления усилителя
6; К коэффициент преобразования детек,тора 7, На другой вход дифференциального усилителя 9 подается выходное напряжение усилителя 1, выпрямленное амплитудным детектором 8. При этом постоянное напря
1376 4
masse вв выходе двтвхтора 8 одрвдвлввтоо выражением Q =Kgkg, и, гдв K коэффи цивнт усиления усилителя 1, уст1ановлвниый кодомЮ записанным при градуировке измерителя в регистр 12; К вЂ” коэффициент преобразования детектора 6. Усиленное разностное напряжение, равное Og = kg (4> Pg
= КуУаЫфц р где К - коэффициент уси9 лвния усилителя 9, поступает на вход пре образователя 10. С выхода преобразовате ля 10 импульсьi, число которых.4 -Кщй s
=)4оКуЦ(Кенар А) "дв К10 крутизна преобразования преобразователя 10, по даются на вход реверсивного счетчика 11, находящегося в режиме "сложение". До эта го момента в регистр счетчика 11 записан код, соответствующий числу имнульсов®
В результате счетчик 11 зафиксирует в ви де кода число импульсов, равное,Я =®
М +4о Во втором такте по сигналу блока 13 переключатель 5 переключается в.другое положение. В этом случае на вход усилителя 6 поступает напрянсение Р 4ЦИо, гдето крутизна преобразования выпрямите ля 2; R .. опорное сопротивление, выби о раемое из условия И » И=К у5Й . Поста янное напряжение на выходе детектора 7 равно с=44 4 "4К«СКЖ, а» p w ние на выходе дифференциального усилителя 9 4-К (И-Й)=КМ.,(К КДЯ.- ;4 â) Тогда число импульсов, поступившее с вы хода преобразователя 10 на вход счетчика 11, переведенного во втором такте сигна лом с блока 13 в режим "вычитание" оп ределяется зависимостью б ю >«. При этом число импульсов, зафиксиро ванное счетчиком в виде кода за два такта преобразования, равно Ау б 4-А K % У
Этот код переносится в регистр 12 и .устанавливает значение коцффициента уси ления усилителя. 1. Если напряжения Q, и L равны, то, как следует из выражения для„, цифровой коц в регистре 12 равен первоначально уста новленному кодуЛ т. к, в этом случае Я ;- . При неравенстве Q< и Qg, вследствие нестабильности К и S получим скорректированный код, который восстанавливает номинальное значение чувствительности измерительной схемы. Необходимо отметить, что использование дифференциального усилителя и второго амплитудного детектора позволяет обеспечить высокую разрешаю щую способность тракта коррекции. Таким образом, в предлагаемом измерителе регулирующее воздействие, пропорцио НаЛЬЮА тттъттт1о тчтттсълтттт ° и л «.4 л 661376 К усилителя 1 и крутизны преобразования р выпрямителя 2, формируется всего за два .(1 такта коммутации, тогда как в прототипе эта цель достигается путем многократного повторения двухтактного преобразования, т.е. за счет непрерывной низкочастотной коммутации сравниваемых сигналов. Получение регулирующего воздай(ствия всего за два такта коммутации и цифровая память его позволяют по сравнению с известными устройствами сушественно новы сить эксплуатационное быстродействие и расширить частотную область применения селективного измерителя напряжений. Форм ула изобретения Селективный измеритель напряжения, со держаший последовательно соедине(п(ые пер вый избирательный усилитель с регулируе MblM коэффициентом усиления,. мостовой вып рямитель и опорное сопротивление, выход ной прибор, подключенный к выпрямителю, а также послодов((тельпо соединенные автоматичоский переключатель, один вход ко торого подклю (он к входу первого избираВольного усилителя, а другой — к опорно му сопротиВлению, второй избирательный усилитель и первый амплитуднь(й детектор, блок управления, выход которого соединен с управляюшим входом автоматического не реключателя, о т л и (а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения частотного диапазона, между выходом первого амплитудного детектора и управля(ощим входом первого избирательного усилителя включе(гы введенные г(схе му нос(((едовательно соединенные дифферен циальный усилитель, другой вход которо(-о через второй амплитудный детектор полк(((О чен к выходу первого избира гельного усилителя, преобразователь напряжения В чи сло импульсов, реверсиг(нь(й счетчик и ро ги с тр и а м я ти, il p (I это м p ï ) 0D 2 è (o (I (è(I ВхОды преобразователя напряжения в число ими уль сОВ, реверсивного счетчика и регистра памяти подсоедицень(к блоку управления. Источники информации, 1(ринятые ВО Внимап(!О 1(t>((экспорт((зо 1. Лвуорскоо свидетельство Л". 20232 3, ЯКИ С 01Р 19/22.
