Измерительный преобразователь

 

Союз Советскик

С оциалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДИ П!ЛЬСТВУ оо 732756 (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1306.75 (21) 2145068у18 с присоединением заявки ¹â€”

{23) Приоритет— (51)М. Кл.2

G 01 R 19/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и ($$) gÄ (621. 314 (088. 8) Опубликовано 0505,80. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 0505,80 (72) Авторы изобрет ения

A.Â.Êîáçåâ и Ю.M.Ëåáåäåâ

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (5 4 ) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБ РАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при -создании электроизмерительных приборов, а также в компенса- 5 ционных стабилизаторах напряжения.

Известен измерительный преобразователь, содержащий две преобразующие RC-цепи, вход каждой из которых через выпрямитель соединен с источником измеряемого напряжения, а выход, зашунтированный разрядным ключом, управляемым от системы управления, — с входом согласующего устройства, выходом подсоединенного к селектору напряжений (1). .Недостатком известного измерительного преобразователя является его весьма низкая точность измерения среднего значения напряжения, 20 поскольку для каждого интервала преобразования процессы в RC-цепях описываются линейным дифференциальным уравнением: а + U с (t) = 0„(t), (1) 25 где () (t) — напряжение на конденсаторе R<: — öåïè, изменяющеесяя во времени;

U„ (t) — измеряемое напряжение) и — постоянная времени

RC-цепи.

Решение уравнения (1) существенно зависит от вида функции U»„ (t), расположенной в правой части уравнения (1). В частности, при измерении синусоидального напряжения решение уравнения (1) имеет видг

Ф: т.) Ю= < у . 81псот; count -с ) где со — круговая частота измеряемого напряжения.

Величина. напряжения на конденсаторе 0 (t) по истечении полупериода измеряемого синусоидального напряжения определится по формуле

Среднее значение синусоидального напряжения за его полупериод равно:

2 ЧУ2

U„= / U nсa tdt = (4)

2()

О

Иэ сравнения выражений (3) и (4) видно, что известный измерительный

732756 преобразователь не позволяет получить на своем выходе напряжение, пропорциональное среднему значению измеряемого напряжения.

Другим недостатком преобразователя являются его низкие функциональные возможности, поскольку он позволяет осуществлять измерение только переменных напряжений. При измерении же однополярных напряжений в этом преобразователе невозможна поочередная работа RC-цепей.

Целью изобретения является повышение точности измерения среднего значения напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что измерительный преобразователь, содержащий две RC-цепи, вход каждой иэ которых через соответствующие последовательно соединенные ключ и выпрямитель связан с источником напряжения, выход каждой из RC-цепей через согласующий блок подключен к селектору напряжения, выход которого соединен с регистрирующим блоком, а вход — c одним выходом управляющего блока, другие выходы этого блока подсоеди нены к управляющему входу второго ключа, подключенного параллельно выходу RC-цепи, снабжен двумя дополнительными согласующими блоками, входы каждого из которых соединены с выходами соответствующей RC-цепи, а выходы — с входами этой цепи.

На чертеже приведена функциональная схема измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь со- держит источник 1 напряжения, к выходу которого через выпрямители 2,3, ключи 4,5 и выходные сопротивления согласующих блоков 6, 7 подключены

RC-цепи, выполненные на резисторах

8, 9 и конденсаторах 10, ll . Конденсаторы 10, 11 зашунтированы разрядными ключами 12, 13 и соединены с входами согласующих. блоков 6, 14 и 7,15. Выходы согласующих блоков

14, 15 через селектор 16 напряжения подключены к регистрирующему блоку 17, а цепи управления ключей

4,5,12,13 и селектора 16 †. к выходам управляющего блока 18.

ИзМерительный преобразователь при измерении выпрямленного напряжения работает следующим образом. (змеряемое напряжение с выхода источника 1 через выпрямители 2,3, исключающие инверсную проводимость ключей 4,5, прикладывается к силовым цепям указанных ключей. В:. то же время напряжение (в данном случае оно представляет собой напряжение одной иэ фаэ выпрямления) в виде сигнала управления 0„ поступает на вход блока 18, на двух выходах которого формируются прямоугольные импульсы напряжения, сдви2 (7)

6 ЬТ

R (Ь + ОТ

2 где U, UI — уровни напряжений на конденсаторах 10, 11, достигнутые в процессе преобразования измеряемого напряжения;

Т вЂ” период напряжения одной иэ фаэ выпрямления;

II — НОМЕР ПРОИЗВОДНОГО

50 периода.

В моменты времени, соответствующие подаче импульсов управления на ключи 4, 5 на двух выходах блока 18 формируются мгновенные импульсы

55 напряжения, которые поступают в цепи управления ключей 12, 13 и замыкают их на время своей длительности.

Происходит разряд конденсаторов 10, ll до нуля и подготовка измерительного преобразователя к следующему ци клу °

Напряжения через блоки 14, 15 поступают на входы селектора 16, который пропускает на вход блока 1 7 из напряжений только их фиксирован40 нутые по фазе друг относительно друга на полупериоде напряжения, Эти импульсы, поступая в цепи управления ключей 4,5 соответственно замыкают их на время своей длитель5 ности °

После замыкания ключей 4, 5 напряжение через выходы блоков 6, 7 и резисторы 8, 9 поступает на заряд конденсаторов 10, 11 и возникшие на них напряжения подаются на входы согласующих блоков 6 и 7.

Ввиду того, что блоки 6 и 7 имеют большое входное и малое выходное сопротивления, напряжения на их выходах повторяют напряжения на

15 конденсаторах 10, 11 и суммируются с измеряемым напряжением. Уравнение (1) приобретает вид; аоы д +и И =О„Щ О (а Д

Решение уравнения (5) позволяет сделать вывод о том, что напряжение

U (t) пропорционально интегралу от измеряемого напряжения, т.е.:

П (И) =, JU„,„(t) dt. (6)

При размыкании ключей 4,5 RC-цепи отключаются от источника 1 и напряжения на конДенсаторах 10, 11 остаются неизменными на этом интервале времени, Величина этих уравнений определяется по формулам: (и 1)Т

732756

Формула изобретения

Составитель В.Кузнецов

Техред О.Андрейко Корректор B Синицкая

Реп к т ор И . Гохфельд чака 1 7 i0 Тираж 1019 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I 035, Москва, P. 35, Раушская наб., д. 4/5

М«.:: ": 1 ПИ ™ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ные уровни <горизонтальные участки напряжений). В результате этого на вход блока 17 подается идеально сглаженное напряжение, величина которого пропорциональна среднему значению измеряемого напряжения.

Предлагаемый измерительный преобразователь может найти широкое применение в измерительной технике при создании быстродействующих вольтметров среднего. значения повышенной точности. Наиболее перспективным является использование предполагаемого изобретения в быстродействующих стабилизаторах напряжения или тока в качестве датчика сигнала обратной связи. В этом случае возможно получение идеально сглаженного сигнала обратной связи, величина которого пропорциональна среднему значению регулируемого параметра.

Измерительный преобразователь, содержащий две RC-цепи, вход каждой из которых через соответствующие последовательно соединенные ключ и выпрямитель связан с источником . напряжения, выход каждой из RC-цепей через согласующий блок подключен к селектору напряжения, выход которого соединен с регистрирующим блоком, а вход — с одним выходом управляющего блока, другие выходы этого блока подсоединены к управляющему входу второго ключа, подключенного параллельно выходу RC-цепи, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения среднего значения напряжения, преобразователь снабжен двумя дополни15 тельными согласующими блоками, входы каждого из которых соединены с вы-. ходами соответствующей RC-цепи, а выходы - с входами этой цепи.

Источники инфбрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 92054120 кл. 21 d 1, 12/02, опублик. 23.03.72 (прототип).