Электронный интегратор

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>723597 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (53))ч . Кл.2 (22) Заявлено 211175. (217 2191368/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G G 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.0380.. Бюллетень кт 11

Дата опубликования описания 25,0380

{53) УДК 681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П.П. Орнатский и Г.Ф. Ярошенко (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫИ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к электронной измерительной технике и может быть использовано при определении интегральных значений напряжения.

Известны преобразователи, использующие решающий усилитель в режиме двухтактного интегрирования входного напряжения (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интегратор, который позволяет точно интегрировать длительные сигналы (2).

Однако такой интегратор не позволяет точно интегрировать входное напряжение в течение длительного промежутка времени, задаваемого реле времени. Это объясняется. тем, что задаваемый реле времени промежуток времени интегрирования может заканчиваться в течение первого или второго такта интегрирования, а для точного интегрирования необходимо, чтобы он совпадал с окончанием второго такта интегрирования.

Цель изобретения — повышение точности интегрирования в течение заданного промежутка времени.

Поставленная цель достигается тем, что в интегратор введено реле времени, вход которрго является входом запуска устройства, а выход подключен ко входам второго реле и дифференцирунхцего элемента, выход которого связан с иервым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом управляющего элемента, а второй вход — с выходом интегрирующего решающего усилителя, положительный полюс источника входного напряжения подключен к нормально разомкнутому, а отрицательный — к нормально замкнутому контактам второго реле, переключающий контакт которого связан с положительным полюсом источника эталонного напряжения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема интегратора; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы интегратора; а) входное напряжение, подаваемое на вход интегратора в течение времени Т, б) напряжение на выходе интегрирующего решающего усилителя, в) напряжение иа выходе интегрирующего решающего усилителя, г) напряжение на входе хронометт 3

ЗО

723597

В момент времени Т срабатывает д реле 5 времени и выдает сигнал (на фиг. 1 показан случай выдачи сигнала отрицательной полярности) об окончании. интервала времени То . При этом срабатывает реле 18, контакты

19 и 20 размыкаются, а контакты 20 и 21 замыкаются, вызывая тем саьым отключение источника б входного напряжения от входа усилителя 1 и подключение положительной клеммы источника 7 эталонного напряжения к об30 щей шине. Кроме того, сигнал с выхода реле 5 времени через конденсатор

10 и диод 11 поступает на вход управляющего элемента 4. Конденсатор 10 и входное сопротивление 12 управляю35 щего элемента 4 образуют дифференцирующую цепочку для выходного сигнала реле 5 времени. Поэтому на входе управляющего элемента 4 действует отрицательный импульс, обеспечивающий срабатывание последнего в момент срабатывания реле 5 времени. Так как при этом срабатывает реле 14, то источник 7 эталонного напряжения оказывается подключенным в отрицательной полярности ко входу решающего уси45 лителя 1. Напряжение на выходе усилителя 1 увеличивается и определяет момент отпускания управляющего элемента 4 и реле 14, а хронометр 2, как и ранее, измеряет интервал вре50 мени Т вЂ” Т (фиг. 2 г). Величина интеграла от входного напряжения за время Т определяется по произведению 0 тэ, где 09 — значение напряжения источника эталонного на55 пРЯжениЯ, Тэ сУммаРное вРемЯ включения хронометра.

Все процессы в интеграторе протекают так же, как описано выше, с той разницей, что в момент срабатывания реле 5 времени происходит сра® батывание управляющего элемента 4, чем подтвержцается включенное состоя. ние реле 14 (фиг. 3) .

Введение новых элементов — дифференцирующего устройства и схемы ИЛИ

65 выгодно отличает предлагаемый инИнтегратор содержит интегрирующий решающий усилитель 1, электронный хронометр 2, коммутатор 3, управляющий элемент 4, реле 5 времени, источник б входного напряжения, источник 7 эталонного напряжения, дифФеренцирующее устройство 8 и элемент ИЛИ 9. Величина напряжения источника 7 эталонного напряжения превышает величину напряжения источника б входного напряжения. Электронный хронометр 2 обладает свойством суммировать показания. Управляющий элемент 4 срабатывает при напряжении и отпускает при напряжении, равном нулю. Постоянная времени дифференцирующего устройства 8 больше длительности второго такта интегрирования при интегрировании от значения U на выходе интегрирующего решающего усилителя до нуля при подключении к его входу только источника эталонного напряжения.

При интегрировании входного напряжения в течение заданного промежутка времени Т. могут быть две ситуации, состоящйе в том, что момент окончания промежутка времени Т попадает на участок работы интегратора, когда ко входу интегрирующего решающего усилителя 1 подключен только источник б входного напряжения (фиг. 2), или когда подключены как источник б входного, так и источник

7 эталонного напряжения, включенные встречно. По сигналу Пуск в момент времени Т запускается реле 5 времени, которое включает реле 18, и напряжение источнйка:б входного напряжения (на фиг. 1 показан источник положительной полярности) поступает на вход интегрирующего решающего усилителя 1 через контакты 19 и 20, а также через нормально замкнутые контакты 15 и 16 реле 14. Напряжение на выходе усилителя 1 начинает уменьшаться пропорционально интегралу от входного напряжения (фиг. 2 а, б) и по достижении значения 0, соответствующего напряжению срабатывания управляющего элемента 4, вызывает срабатывание реле 14, При этом контакты 15 и 16 размыкаются, а контакты 16 и 17, замыкаются

В результате ко входу усилителя 1 подключаются источники входного б и эталонного 7 напряжений, включенные встречно. Так как значение эталонного напряжения превышает значение входного напряжения, то напряжение на входе интегрирующего решающего усилителя 1 меняет знак (фиг. 2 в), вследствие этого напряжение, равное разности величин входного и эталоннога напряжений, через диод 22 поступает на вход электронного хронометра

2 (фиг. 2 r), вызывая его включение, а напряжение на выходе решающего усилителя 1 начинает увеличиваться (фиг. 2 б). Когда напряжение на выходе усилителя 1 увеличится до такой величины, что управляющий элемент 4 возвратится в исходное состояние, то отпускает реле 14. Контакты 16 и 17 размыкаются, а контакты 1.5 и 16 замыкаются. На вход решающего усилителя 1 вновь поступает только напряжение источника 6 входного напряжения, поэтому напряжение на входе электронного хронометра 2 становится равным нулю, вследствие чего последний прекращает измерение времени (фиг. 2 г). Напряжение на выходе решающего усилителя 1 уменьшается пропорционально интегралу от входного напряжения и вызывает срабатывание управляющего элемента 4 и реле 14, после чего все процессы повторяются и так происходит до момента времени Т .

723597

Формула изобретения тегратор от известного, так как исключается составляющая погрешности интегрирования, обусловленная несовпадением окончания второго такта интегрирования с окончанием промежутка времени интегрирования, выдаваемого реле времени. В результате снижается погрешность при интегрировании входного напряжения в течение длительного заданного временного интервала.

Преимуществом предлагаемого интегратора является и его упрощение, так как отдельные его устройства (управляющий элемент и реле), кроме того .выполнение своего основного назначения, дополнительно используются также для окончания процесса интегрирования после срабатывания реле времени.

Электронный интегратор, содержащий интегрирующий решающий усилитель, вход которого, соединенный: со входом хронометра, подключен к переключающему контакту первого реле, вход которого связан с выходом управляющего элемента (например, нуль-органа), источник эталонного на пряжения, отрицательный полюс ко. срого подключен к нормально разомкнутому, а положительный — к нормально замкнутому контактам первого реле, и источник входного напряжения отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования в течение заданного временного интервала, в него введено реле времени, вход которого является входом запуска устройства, а выход под10 ключен ко входам второго Реле .и диференцирующего элемента, выход которого связан с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом управляющего элемента, а ко второму входу элемента ИЛИ подсое15 динен выход интегрирующего решающего усилителя, положительный полюс источника входного напряжения подключен к нормально разомкнутому, а отрицательный — к нормально замкнуЯ тому контактам второго реле, переключакщий контакт которого связан с положительным полюсом источника эталонного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при;экспертизе

1. Орнатский П. Автоматические измерительные приборы. Киев, Техника, 1965, с. 372-373.

2. Авторское свидетельство СССР— 30 9 374618, кл. G 06 G 7/18, 1971 (прототип).

723597

- u>

Составитель И. хаэанова

Редактор С. Львкова Техред М.Петко Корректор О. Ковинская

Закаэ 929/15 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4