Высоковольтный масштабный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстннесннх

Республик о>788009 (б1) Дополнительное к ass. саид-ву (22) Заявлено 181278 (21) 2699615/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 15,12.80. Бюллетень HP 46

Дата опубликования описания 15.12.80 (51)М, Кл.

С 01 R. 15/04

1осуяарствеиный комитет

СССР по пелам изобретений . и открытий (53) УДК 621.317.7 (Oe8 . 8) (72) Авторы изобретения

С.С.Побегайло и A.N.Ñîëîøåíêî

Краснодарский ордена Трудового Красного знамени завод электроизмерительных приборов (71) заявитель (5 4 ) BbIC0K0BOJIbTHbIA NACIJITABHbIA IIP EOEPA3OBATEJIb

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерител» ной технике, в частности к активным высоковольтным масштабным преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано в 5 прецизионных измерительных приборах, контрольных и регулирующих устройствах для изменения величины входного напряжения в определенное число раэ.

Известны активные масштабные 10 преобразователи напряжения, содержащие измерительный усилитель и резис-. торный делитель напряжения, образующий цепь последовательной отрицательной обратной связи по напряжению

E13.

Недостатком известных устройств является недостаточная точность преобразования и нестабильность работы. 2О

Известны также высоковольтные масштабные преобразователи постоянного напряжения, содержащие измерительный усилитель, высоковольтный реэисторный делитель напряжения, од- 25 во из плеч которого является общим для входного и выходного контуров измерительного усилителя, и цепь последовательной отрицательной обратной свяэи по напряжению, об- Щ раз ованную плечами упомянутого реэисторного делителя )2 j.

Недостатками известного устройства является наличие большой погрешности, снижающей точность преобразования, и нестабильность работы устройства, обусловленная неточностью нэ— готовления и нестабильностью резисторов делителя напряжения. Этот недостаток еще более усугубляется прн необходимости использования высоковольтных резисторов для получения высоких напряжений.

Цель изобретения — повышение точности и стабильности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный масштабный преобразователь постоянного напряжения, содержащий измерительный усилитель, высоковольтный резисторный делитель напряжения, одйо из плеч которого является общим для входного и выходного контуров измерительного усилителя,и цепь последовательной отрицательной обратной связи по напряжению,образованную плечами упомянутого резисторного делителя, введены низковольтный прецизионный делитель напряжения с параллельно включенным ключом,свяэанным с генератором тактовых

788009 импульсов, и последовательно соединенные разделительный конденсатор, усилитель рассогласонания, исПолнительный орган, причем одно из плеч низкoBQJIJ.òíñãо прецизионного делителя напряжения подключено к регулируемому плечу упомянутого высоковольтного резисторного делителя, соединенному с исполнительным органом, другое — через нерегулируемое плечо высоковольтного реэисторного делителя подключено к вы од ному контуру измерительного усилителя, а выход низковольтного прецизионного делителя напряжения соединен с разделительным конденсатором и входной клеммой устройства. 15

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства. устройство содержит входные клеммы 1 и 2, измерительный усилитель 3, содержащий в цепи последонательной 2О отрицательной обратной связи высоковольтный резисторный делитель напряжения 4 с плечами 5 и б, одно из которых (плечо 5)выполнено регулируемым. Между плечаьы 5 и б делителя напряжения 4 включен низковольтный прецизионный делитель напряжения 7 с выходом 8, плечами (образованными точными резисторами ) 9,10 и параллельно с ними соединенным ключом 11, управление которым осущестнляется от генератора тактовых импульсов 12.

Регулируемое плечо 5 геэисторного делителя напряжения 4 связано со средним выводом усилителя 3 и исполнительным органом 13, вход которого соединенЗ5 с выходом усилителя рассогласования

14, а вход последнего соединен через разделительный конденсатор 15 с выходом 8 прецизионного делителя напряжения 7. Резисторный делитель 4 с плечами 5 и б, прецизионный делитель

7 с плечами 9, 10 и выходная клемма .устройства 16 образуют выходной контур усилителя 3. Выходная клемма 16 соединена также с выходом измерительного усилителя 3 и нагрузкой (на чертеже не показано). Входная клеьма1 устройства,выход 8 прецизионного делителя напряжения 7, его плечо 9, а также плечо 5 резисторного делителя 4 образуют входной контур усилителя 3. 17 — вторая выходная клемма устройства.

В качестве исполнительного органа

13 и изменяемого плеча 5 могут быть использованы нагревательный элемент 55 и резистор иэ меди, светодиод и фотореэистор, двигатель и реохорд, .термонагренатель и термистор и т.п.

Устройство работает следующим образом. 6G

При подаче напряжения на входную клем .у 2 и входной контур усилителя

3 через кле в:у 1, ныход 8 делителя 7, егс плечо 9, плечо 5 делителя 4 сигнал принимается и усиливается усили5 с> где (R y Rg p R (R coпротивления .со делителя 4 и низковольтного делителя 7 .

При замкнутом ключе 11

1! Яь+ R

ВЫ (В, 5 (2) Разность напряжений а U между значениями при замкнутом и разомкнутом ключе 11 с частотой модулирующего сигнала подается с ныхода 8 делителя 7 через разделительный конденсатор 15 на вход усилителя рассогласования 14, где сигнал усиливается и подается на исполнительный орган 13, который воздейстг,ет на величину сопротивления плеча 5 до тех пор, пока д- не станет близким к нулю.

При равенстве сигнала разбаланса (=;.ц=о, U„-и, т.е.

P +((+ (((+(или, выполнив необходимые математи-ческие действия, получим 5 Ч Rg+R,6 R pt jig тогда

Подставиг, значения обратных величин Равенства (t) в (1), получим

R ((((((В(к "8("о

Таким образом, выходное напряжение высоковольтного преобразователя, поступающее на выходные клеммы 16 и

17, прямо пропорционально отношению сопротивлений низковольтного прецизионного делителя напряжения 7, выполненного на печатных резисторах с очень высокой точностью отношения (0,0001 В) от номинальных значений, вследствие чего повышается точность и стабильность устройства в целом. гслем 3. Часть выходного напряжения с выхода усилителя 3 через ъыходной контур усилителя 3, образованный клеммой 16, плечами 6,10,9 и 5 делителей напряжения 4 и 7, поступает на входной контур усилителя 3, образуя последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, что при достаточно большом входном сопротивлении усилителя 3 и при разомкнутом ключе

11 создает зависимость между выходным и входным напряжениями по постоянному току, определяемую выражением .

788009

Формула изобретения

1 д (7 гГ

1Z g,7

ВНИИПИ Заказ 8343/51 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП"Патент"„г.ужгород,ул.Проектная,4

Режим работы измерительного усилителя 3 подбирается таким, чтобы

его сопротивление по переменному току со стороны выходных клемм 15 и 17 было близким к нулю. Это обстоятельство, а также высокое входное сопротивление усилителя 3 и сведение раз3 ности О во входном контуре к нулю практически исключает влияние переменного напряжения на точност"= масштабного преобразователя.

Таким образом, Устройство Обладает высокой точностью и стабильностью.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит около 3 тыс. р. в год на одну устаНОВКУ ° 15

Высоковольтный масштабный преоб- Щ разователь постоянного напряжения, содержащий измерительный усилитель, высоковольтный резисторный делитель напряжения, одно из плеч которого является общим для Входного и выходного .контуров измерительного усилителя,и цепь последовательной отрицательной обратной связи по напряжению, образованную плечами упомянутого резисторного делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности устройства, в него введены низковольтный прецизионный делитель напряжения с параллельно включенным ключом, связанным с генератором тактовых импульсов, и последовательно соединенные разделительный конденсатор, усилитель раct tr çñÎÂéêêÿ, и пОлнительный орган

:Ph" e. : ОДНО КЗ ЛЛЕЧ НИЗЕОВОЛЬТНОГО пре..-™. зионного дели- -я напряжения

;сдключено к регулируемому плечу упомянутого Высоковольтного резисторНОГС ДЕЛИТЕЛЯ, СОЕДИНЕННОМУ С ИСПОЛнительным органом, другое — через нерегулируемое плечо высоковольтного резисторного делителя подключено к выходному контуру измерительного усилиTBFR,=". выход низко =.îëüòíorî прецизионного делителя напряжения соединен с разделительным конденсатОрОм и входной клеммой устройства.

Источники информации, принятые Во Внимание при экспертизе

1.Эскин С.П.Высокочувствительные измерительные усилители. М.,"Машиностроение", 1974, с. 15.

2. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительнь;х приборов и систем. М.,"Сов. раш с ", 1971, с. 7."-":4 .