Преобразователь действующего значения переменного напряжения произвольной формы в постоянное

 

ОПИСАНИЕ )

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Ф ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.12.76 (21) 2428681/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.Кл. 6 01 Р 19/22

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.79.Бюллетень№28 (53) УДК 621.317.7 (088.8) (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (72) Авторы изобретения

И. Ф. Клисторин, А. Е. Подхин и А. Н. Савин (71) Заявитель Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ

ФОРМЫ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться при построении точных и быстродействующих преобразователей измеряемого напряжения переменного тока в постоянное напряжение, а также при разработке цифровых измерительных приборов.

Известен масштабный преобразователь напряжения, содержащий широкополосный усилитель с регулирующим элементом, компарирующий преобразователь, вход которого через коммутатор подключен к источнику образцового напряжения и выходу широкополосного усилителя, цепь обратной связи и запоминающий элемент (1).

Однако этот преобразователь не позволяет получить постоянное напряжение, по действующему значению равное измеряемому переменному, так как неизвестен в явной форме его коэффициент передачи, который необходимо дополнительно измерять.

Из известных преобразователей действующего значения переменного напряжения в постоянное наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержащий последовательно соединенные первый коммутатор, первый управляемый делитель и усилитель, источник опорного напряжения, элемент сравнения, второй коммутатор, два элемента памяти, второй управляемый делитель (2).

Недостатком этого преобразователя является большая погрешность преобразования, основными источниками которой являются генератор, предназначенный для преобразования выходного напряжения в частоту, и модулятор. Погрешность генератора и модулятора полностью входит в погрешность преобразователя.

Кроме того, известный преобразователь имеет сравнительно низкое быстродействие. поскольку на втором этапе преобразования второй управляемый делитель напряжения, 15 так же как и первый, работает в полном диапазоне регулирования, и, следовательно, увеличивает время уравновешивания своей цепи. Это же обстоятельство приводит к увеличению погрешности преобразования, 20 так как за счет длительного времени уравновешивания на втором этапе увеличивается погрешность запоминания первого аналогового элемента памяти, которая также полностью входит в погрешность преобразования.

С целью повышения точности и увеличения быстродействия в преобразователь действующего значения переменного напряжения произвольной формы, содержащий последовательно соединенные первый ком676938

65 мутатор, первый управляемый делитель и усилитель, источник опорного напряжения, элемент сравнения, второй коммутатор, два элемента памяти, второй управляемый делитель, введены детектор среднего значения, источник вспомогательного напряжения, цепь обратной связи, третий коммутатор и сумматор, при этом третий коммутатор связан соответственно с выходом усилителя, входом элемента сравнения и выходом источника опорного напряжения, выход элемента сравнения через цепь обратной связи соединен с входом второго коммутатора, один выход которого через один из элементов памяти соединен с управляющим входом первого управляемого делителя и одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к другому выходу второго коммутатора, а выход через другой элемент памяти подсоединен к одному из входов второго управляемого делителя, другим входом связанного с выходом источника вспомогательного напряжения, а выходом — с соответствующими входами первого коммутатора и детектора среднего значения, выход которого является выходом преобразователя, а соответствующий вход первого коммутатора является входом преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоя н ное.

Преобразователь содержит коммутаторы

1, 2 и 8, управляемые делители 4 и 5, усилитель б, источник опорного напряжения 7, элемент сравнения 8, цепь обратной связи

9, сумматор !О, элементы памяти 11 и 12, источник вспомогательного напряжения 18, например, прямоугольной формы, детектор среднего значения 14.

Принцип действия преобразователя заключается в следующем.

В исходном состоянии (положение «а» коммутаторов 1, 2 и 8) осуществляется калибровка элемента сравнения 8 и цепи обратной связи 9. При этом на вход элемента сравнения 8 через коммутатор 8 подается образцовое напряжение с источника 7. Это напряжение, преобразованное в элементе сравнения 8 по действующему значению в постоянное, запоминается в цепи обратной связи 9. После этого следует первый такт преобразования (положение «а» коммутатора 1, «б» — коммутаторов 2 и 8). При этом входной сигнал через первый управляемый делитель 4, усилитель б и элемент сравнения 8 поступает в цепь обратной связи 9, в которой происходит сравнение преобразованного в элементе сравнения 8 входного сигнала с оанее запомненным калибровочным напряжением. Разностный сигнал с выхода цепи обратной связи 9 через сумматор

10 так изменяет состояние управляемого де5

Зо

50 лителя 4, что указанные выше напряжения выравниваются.

В втором такте преобразования (положение «б» коммутатора 1, «в» — коммутатора 2) состояние делителя 4 сохраняется.

При этом на вход усилителя б через управляемые делители 4 и 5 поступает сигнал источника вспомогательного напряжения 18.

Уровень этого сигнала изменяется благодаря воздействию на управляемый делитель

5 управляющего напряжения с сумматора

10 через элемент памяти 12. В сумматоре 10 формируется управляющее напряжение с учетом напряжения, хранимого в элементе памяти 11, при этом на выходе сумматора

10 образуется напряжение, по величине близкое к напряжению, необходимому для установления равенства между выходным напряжением элемента сравнения 8 и калибровочным в цепи обратной связи 9.

В данном случае сигнал, поступающий с выхода цепи обратной связи 9 на второй вход сумматора 10, лишь корректирует результирующий сигнал сумматора для достижения полного уравновсшивания. Вспомогательное напряжение прямоугольной формы, получаемое с выхода делителя 5, детектируется детектором 14. В установившемся режиме напряжение на выходе детектора 14 равно действующему значению входного сигнала.

Использование источника pñïîìîãàòåëüного напряжения 18, например, прямоугольной формы на фиксированную частоту, соединенного через делитель 5 непосредственно с вторым входом первого коммутатора 1 и с входом детектора 14, выгодно отличаег преобразователь от известных, так как устраняется погрешность преобразования, вносимая модулятором в известных устройствах. Наличие источника вспомогательного напряжения 18 позволяст также получить высокую точность и быстродействие при детектировании вспомогательного напряжения. При этом появляется возможность применить сравнительно простой детектор

14. В данном случае к источнику вспомогательного напряжения 18 не предъявляются жесткие требования в отношении его временной стабильности.

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения произвольной формы в постоянное, содержащий последовательно соединенные первый коммутатор, первый управляемый делитель и усилитель, источник опорного напряжения, элемент сравнения, второй коммутатор, два элемента памяти, второй управляемый делитель, отличающийся тем., что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия преобразователя, в него введены детектор среднего значения, источник вспомо676938

Составитель В. Ваганов

Редактор Е. Караулова Техред Е. Жаворонкова Корректор С. Фаин

Заказ 696/939 Изд. № 445 Тираж 1090 Подписное

HHO «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/6

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» гательного напряжения, цепь обратной связи, третий коммутатор и сумматор, при этом третий коммутатор связан соответственно с выходом усилителя, входом элемента сравнения и выходом источника опорного напряжения, выход элемента сравнения через цепь обратной связи соединен с входом второго коммутатора, один выход которого через один из элементов памяти соединен с управляющим входом первого управляемого делителя и одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к другому выходу второго коммутатора, а выход через другой элемент памяти подсоединен к одному из входов второго управляемого делителя, другим входом связанного с выходом источника вспомогательного напряжения, а выходом — с соответствующими входами первого коммутатора и детек5 тора среднего значения, выход которого является выходом преобразователя, а соответствующий вход первого коммутатора является входом преобразователя.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 291336, кл. Н 03 К 13/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

15 № 429365, кл. G 01 R 19/22, 1972.