Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

нц 665273

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.76 (21) 2428090/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (51) М. Кл.

G 01 R 19/22

Государственный комитет (53) УДК 621.317.7 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Попов и Н. Г. Рубан

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано совместно с цифровыми вольтметрами постоянного тока при построении точных быстродействующих мультиметров.

Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, пропорциональное средневыпрямленному значению переменного, состоящие из линейного выпрями- 10 теля и усредняющего фильтра (1).

Время преобразования этих устройств велико. Оно определяется постоянной времени фильтров и для сигналов одной частоты тем больше, чем большей точности 15 преобразования необходимо достичь.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линей- 20 ный выпрямитель, входной ключ, основной интегратор и компаратор, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение,вы- 25 ход которого через компенсированный ключ связан с входом основного интегратора, и блок преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, выход которого соединен с вхо- 30 дом управления входного ключа и с одним из управляющих входов компенсационного ключа, другой управляющий вход которого подключен к выходу компаратора (2), Известное устройство имеет невысокую точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точности преобразования, Цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линейный выпрямитель, входной ключ, основной интегратор и компаратор, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выход которого через компенсационный ключ связан с входом основного интегратора, и блок преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, выход которого соединен с входом управления входного ключа и с одним из управляющих входов компенсационного ключа, другой управляющий вход которого подключен к выходу компаратора, введен дополнительный интегратор, выход которого является выходом преобразователя, а вход через дополнительный ключ соединен с входом блока преобразования периода входного сигнала в по665273

Твх

U,=— т, 3 стоянное напряжение, выполненного в виде последовательно соединенных вспомогательного ключа и вспомогательного интегратора, причем управляющий вход основного ключа связан с управляющим входом вспомогательного ключа и с одним из управляющих входов дополнительного ключа, другой управляющий вход которого соединен с выходом компаратора.

На чертеже изображена схема преобразователя.

Преобразователь содержит линейный выпрямитель 1, входной 2 и компенсационный

3 ключи, основной интегратор 4, компаратор 5, блок 6 преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, блок 7 преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, состоящий из последовательно соединенных вспомогательного ключа 8 и вспомогательного интегратора 9, источник

10 опорного напряжения и последовательно соединенные ключ 11 и дополнительный интегратор 12. Выход интегратора 12 является выходом преобразователя переменного напряжения.

Преобразуемое напряжение У„поступает на вход блока 6 преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов и одновременно через линейный выпрямитель 1 на входной ключ 2 интегратора 4. Первый выходной импульс блока 6, соответствующий началу периода преобразуемого напряжения, замыкает входной ключ 2 интегратора 4 и ключ 8, через который на вход интегратора

9 подается опорное напряжение U0. Ключи

3 и 11 при этом разомкнуты, интеграторы 4 и 9 интегрируют напряжения Uex и U0 соответственно. В момент времени, соответствующий началу следующего периода преобразуемого напряжения, блок 6 выдает второй импульс, который размыкает ключи 2 и 8 и одновременно замыкает ключи 3 и 11.

В этот момент времени выходные напряжения интеграторов 4 и 9 соответственно равны т,„

) Uex ) dt = т7вх.ср т, 0

Твх

У,Ж= — У, Т2 . т2 где U »,р — средневыпрямленное значение преобразуемого напряжения;

Твх- — период преобразуемого напряжения;

Т, — постоянная времени интегратора 4;

T2 — постоянная времени интегратора 9.

Теперь напряжение Uz подается на вход интегратора 4, а опорное напряжение U0—

Зо

4 на вход интегратора 12. Выходное напряжение интегратора 4 начинает убывать, и в момент времени, когда оно станет равным нулю, срабатывает компаратор 5, выходной сигнал которого размыкает ключи 3 и 11.

Интервал времени, в течение которого ключи 3 и 11 замкнуты, равен вх.ср

: T„=- T„„

О а выходное напряжение интегратора 12 за этот интервал времени достигает значения

Та тЗ,) тЗ

0 где T3 — постоянная времени интегратора 12;

Относительная погрешность преобразования 6 Uee зависит от относительных нестабильностей постоянных времени 6Т2 и

ЬТ>. При правильном выборе схемных элементов интеграторов дестабилизирующие факторы будут вызывать изменения постоянных времени интеграторов одного знака, в первом приближении ЬТ2 — — 6TS=ЬТ.

Для коррелированных величин ЬТ> и ЬТЗ относительная погрешность l 6 Users. I =

) ЬТ,— ЬТ,) =О (ЬТ).

В преобразователе переменного напряжения полностью исключена составляющая погрешности преобразования 600, ) 6T>— — ЬТз) на порядок меньше величины составляющей 6Ть а быстродействие предложенного и известного преобразователей одинаково.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные линейный выпрямитель, входной ключ, основной интегратор и компаратор, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выход которого через компенсационный ключ связан с входом основного интегратора, и блок преобразования частоты входного сигнала в последовательность управляющих импульсов, выход которого соединен с входом управления входного ключа и с одним из управляющих входов компенсационного ключа, другой управляющий вход которого подключен к выходу компаратора; отлич аю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введендополнительный интегратор, выход которого является выходом преобразователя, а вход через дополнительный ключ соединен с входом блока преобразования периода входного сигнала в постоянное напряжение, выполненного в виде последовательно соединенных вспомогательного ключа и вспо- могательного интегратора, причем управ665273

Составитель В. Баганов

Техред Н. Строганова.Редактор А, Купрякова

Корректоры: Л. Бралнина и Е. Осипова

Заказ 1038/16 Изд. № 330 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ляющий вход основного ключа связан с управляющим входом вспомогательного ключа и с одним из управляющих входов дополнительного ключа, другой управляющий вход которого соединен с выходом компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 222734, кл. G 01 R 19/26, 1967.2. Авторское свидетельство СССР № 267746, кл. G 01 R 13/02, 1967.