Измеритель эффективных значений напряжения

 

с (ОПИСАНИЕ

< 748259

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.1076 (21) 2423321/18-21 (51) М. Кл.

2. с присоединением заявки ¹

6 01 и 19/02 (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень №26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) Дата опубликования описания 180780 (72) Авторы изобретения

3. Аббясов и В.А. Потапов (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности

К измерению значений напряжений произвольной формы и может быть использовано в различных вольтметрах переменного напряжения с линейной шкалой.

Известен измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, формирователь квадратичной зависимости и фильтр. Двухполупериодный выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формирователь квадратичной зависимости имеет реэисторные делители напряжения, 15 диоды и резистор. Реэисторные делители напряжения включены параллельно друг другу и подключены к выходу выпрямителя, а их средние выводы соединены через диоды с фильтром, к кото- 20 рому -через упомянутый резистор подключен выход выпрямителя $1).

Однако это устройство работает в режиме заданного напряжения и имеет ограниченный динамический диапазон измеряемых сигналов, не более 20 дб.

Кроме того, погрешность измерения значительна иэ-эа изменения внутреннего сопротивления диодов при различных уровнях сигнала.- 30

Известен также измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, формирователь квадратичной зависимости и фильтр.

Выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формирователь квадратичной зависимости имеет два многоступенчатых резисторных делителя напряжения и диоды. Первый многоступенчатый резисторный делитель напряжения подключен к выходу выпрямителя и через первый диод ко второму многоступенчатому реэисторному делителю напряжения, который с другой стороны через второй диод соединен с последним средним выводом первого многоступенчатого делителя и с фильтром. Остальные средние выэоды обоих многоступенчатых делителей соединены между собой через диоды j2).

Однако измеритель эффективного напряжения работает в режиме заданного тока и имеет такие же недостатки, что и первое иэ известных устройств.

Наиболее близким к изобретению является измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные выпрямитель,. формирователь квадратичной зависимости, вспо748259 могательный резистор и фильтр, выход которого соединен с дополнительным входом формирователя квадратичной зависимости, подключенного вторым входом ко входу выпрямителя. Выпрямитель и формирователь квадратичной зависимости состоят иэ каскада, выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых соединен со входом каскада и усилителя, в цепи обратной связи которого параллельно и встречно друг другу включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной иэ цепочек является выходом каскада.

Вход усилителя подключен к третьему 15 резистору, который в каскаде выпрямителя соединен с его входом, а в каскаде формирователя квадратичной зависимости — с его дополнительным входом. Второй резистор в каскаде ны- рО прямителя с другой стороны соединен

cего выходом, а общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен ко нходу фильтра. Такой же второй резистор и каскаде формирователя квадратичной зависимости соединен со вторым его входом, а общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен ко входу усилителя, выход каскада формирователя квадратичной зависимости через, инвертор соединен с вспомогательным резистором (3g.

Устройство измеряет эффективные напряжения н широком динамическом диапазоне порядка 40-50 дб. 35

Однако оно имеет большую погрешность измерения напряжений сложной формы, так как формирование квадратичной зависимости осуществляются аппроксимацией параболы двумя прямы- 40 ми. Увеличение числа аппроксимирующих каскадов для уменьшения погрешности измерения иэ-эа наличия дрейфа нулевого уровня усилителей этих каскадов не обеспечивает необходимого результата.

Целью изобретения является повышение точности измерения напряжений произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем, 5О что н измеритель эффективных значений напряжения, содержащий последовательно соединенные выпрямительный блок, блок формирования квадратичной зависимости, вспомогательный резистор и фильтр, первые два блока состоят иэ каскада,. выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый .из которых соединен со входом каскада и усилителя, в цепи обратной связи которого параллель- 40 но и встречно друг другу включены две цепочки из последовательйо соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной из цепочек является выходом каскада, а вход усили- 65.теля подключен к третьему резистору, введены дополнительные каскады и дополнительные вспомогательные резисторы, причем первый дополнительный каскад введен в ныпрямительный блок параллельно его упомянутому каскаду, а остальные дополнительные каскады— н блок формирования квадратичной зависимости и их входы соединены между собой и подключены ко входу его упомянутого каскада, а выходы через дополнительные вспомогательные резисторы подключены к фильтру, во всех каскадах вторые и третьи резисторы соединены с корпусом,,а в,дополнительных каскадах и в упомянутом каскаде блока формиронания квадратичной зависимости общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен к другому входу усилителя.

На чертеже представлена блок-схема измерителя эффективных значений напряжения.

Устройство содержит последовательно соединенные выпрямительный блок 1 и блок 2 формирования квадратичной зависимости, выход которого через вспомогательные резисторы 3-6 подключены к фильтру 7. Выпрямительный блок состоит из двух каскадов 8 и 9, включенных параллельно друг другу и образующих его нход и выход. Блок 2 формирования квадратичной зависимости состоит из четырех каскадов 10-13, входы которых соединены между собой и образуют вход формирователя, а выходы подключены к вспомогательным резисторам 3-6. Все каскады 8-13 выполнены на усилителе 14, н цепи обратной связи которого параллельно и встречно друг другу включены дне цепочки из последовательно .соединенных резистора 15 и диода 16, вывод соединения которых является выходом каскада 8. Кроме того, все каскады 8-13 имеют два последовательно соединенных резистора 17 и 18 н третий резистор 19. Два последовательно соединенных резистора 17 и 18 включены между входом каскада и корпусом> а их средний вывод в каскадах 8-13 подключен к неиннертирующему входу усилителя

14. В каскаде 9 средний вывод разисторов 17 и 18 подключен к инвертирующему входу усилителя 14. Третий резистор 19 в каскадах 8-13 включен между инвертирующим входом усилителя 14 и корпусом, а в каскаде 9 — между неинвертирующим входом усилителя 14 и корпусом.

Измеряемое напряжение произвольной формы подают на вход выпрямительного блока 1, которое детектируется его каскадами 8 и 9. Далее сигнал поступает на блок 2 формирования квадратичной зависимости н с выходов его каскадов 10-13, через вспомогательные резисторы 3-6 на фильтр 7. Блок 2 формирования квадратичной зависимости

748259 осуществляет аппроксимацию параболы четырьмя отрезками прямых, по числу каскадов 10-13 с различными наклонами. Поскольку квадратичную зависимость формируют каскады 10-13 с помощью полупроводниковых диодов, имеющих разброс характеристик, то регулировку величины выходного сигнала каждого каскада осуществляют путем изменения его коэффициента передачи, т.е. изменением коэффициента передачи двух последовательно соединенных резисторов 17 и 18 (делитель напряжения). При этом величины вспомогатель" ных резисторов 3-6 уменьшены в число раз, обратно пропорциональное коэффициенту передачи каскада, с соответст- 5 вующим выходом которого они соединены. Это позволяет подзаряжать фильтр

7 сигналом, ослабленным в такое же число раз, т.е. не происходит подэаряда фильтра 7 пока один из выходных 20 сигналов каскадов 10-13 не превышает напряжения на нем.

Величина вспомогательных резисторов 3-6 выбрана согласно выражению

R 25

6С1 и . где R „ — величина вспомогательных резисторов 3-6;

R, — расчетная величина вспомогательных резисторов 3-6; 30

n=1/К вЂ” коэффициент передачи каскада 10-13.

Разделение цепей заряда фильтра 7 и исключение влияния каскадов 10-13 один на другой позволяет повысить их число в блоке 2 формирования квадратичной зависимости, т.е. увеличить число аппроксимирующих отрезков параболы. Последнее обеспечивает повышение точности измерения эффективно- 40

ro напряжения произвольной формы по сравнению с известными аналогичными устройствами.

Формула изобретения

Измеритель эффективных значений напряжения, содержащий последовательно соединенные;выпрямительный блок, блок формирования квадратичной зависимости, вспомогательный резистор и фильтр, первые два блока состоят из каскада, выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых соединен со входом каскада и усилителя 6 цепи обратной связи которого параллельно и встречно друг другу включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной иэ цепочек является выходом каскада, а вход усилителя подключен к третьему резистору, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения напряже.— ний произвольной формы, в него введены дополнительные каскады и дополнительные вспомогательные резисторы, причем первый дополнительный каскад введен в выпрямительный блок параллельно его упомянутому каскаду, а остальные дополнительные каскады в блок формирования квадратичной зависимости и их входы соединены между собой и подключены ко входу его упомянутого каскада, а выходы через дополнительные вспомогательные резисторы подключен к фильтру, во всех каскадах вторые и третьи резисторы соединены с корпусом, в дополнительных каскацах и в упомянутом каскаде блока формирования квадратичной зависимости общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен к другому входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., "Советское радио", 1971, с. 166.

2 . Патент ГДР Р 29990, кл. 21 е 31, 1961.

3. Окс, Ричмен. Быстродействующий измеритель эффективного напряжения."Электроника", 1969, Т, 42, 9 20, сентябрь, с. 9-13.

748259

Л а

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж- 5 Ра ск я а 5

Эакаэ 4351/10

3, уш а н б., д. 4/

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

Составитель А. волков

Редактор Ю. Петрушко Техред А. Куликовская Корректор Г. -Базарова