Устройство для измерения электродвижущей силы источника постоянного или переменного тока

 

Союз Советскии

Социалистнческик

Республик

ОПИСАНИЕ

<1789777 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 170778 (2! ) 2645680/18-21 Р1) М

6 01 В 19/00 с присоединением заявки t49 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (Щ УДК 621. 317..7(088.8) Опубликовано 231280. Бюллетень t4o 47

Дата опубликования описания 2312.80 т :

f м.А. Раков, е.в. ярошевокии и И.а.(5Щи, „ .::,, Физико-механический институт AH Украинской СОР/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УстРОЙство длЯ иэмерения электРОдвижущей

СИЛЫ ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ИЛИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изсбретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измерении ЭДС источников с неизвестными и изменяющимися внутренними сопротивлениями.

Известно устройство для измерения напряжения, содержащее усилитель охваченный цепью отрицательной обратной связи, переключатель глубины отрицательной обратной связи и выходной измерительный прибор (1).

Недостатки известного устройства связаны с малым быстродействием, низкой точностью измерения и необходимостью расчета измеряемого напряжения по двум показаниям выходного прибора.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для измерения ЭДС источника постоянного или переменного тока, содержащее усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к одному из выводов источника ЭДС, инвертирующий вход — к выходу первого коммутатора, а выход — ко входу выделителя огибающей и сигнальному входу второго коммутатора, множительно-делительный блок, сигнальные входы которого соединены с выходами выделителя огибающей и второго коммутатора, генератор импульсов, выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов и множительно-делительного блока (2) Недостаток известного устройства

10 заключается в сравнительно невысокой точности измерения из-за зависимости результатов измерения не только от величины коэффициента преобразования усилителя, но и от сопротивт5 ления добавочного резистора, входного сопротивления усилителя и их соотношения. При измерениях в высокоомных цепях недостаточно высокая точность обусловлена также не2О идеальностью параметров входного коммутатора. Кроме того, коммутация высокоомных резисторов даже при незначительной их параэитной емкости и малой входной емкости усилителя

25 приводит к длительным переходным процессам, что обуславливает невысокое быстродействие устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения ЭДС источника посто30 янного или переменного тока и бы789777 стродействия измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения ЭДС источника постоянного или переменного тока, содержащее усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к одному иэ выводов источника ЭДС,инвертирующий вход — к выходу первого коммутатора, а выход — ко входу выделителя огибающей и сигнальному входу второго коммутатора, множительноделительный блок, сигнальные входы которого соединены с выходами выделителя огибающей и второго коммутатора, генератор импульсов, выход которого подключен к управляющим вхо- 1$ дам коммутаторов и множительно-делительного блока, введены два резистивных делителя напряжения, причем одни крайние выводы деЛителей соединены с выходом усилителя, другие 20 крайние выводы — с другим выводом источника ЭДС, а средние выводы — с сигнальными входами первого коммутатора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит усилитель 1, входной коммутатор 2, делители напряжения, состоящие из резисторов 3,4 и 5,6, выходной коммутатор 7, выделитель 8 огибающей (блок выделения разности), множительно-делительный блок 9 и генератор 10 импульсов. На схеме показан также источник 11 с измеряемой ЭДС Е < и внутренним сопротивлением и >.

Устройство работает следующим образом.

Источник 11 измеряемой ЭДС подсоединяется одним полюсом к неинвертирующему входу усилителя, а другим 40 к общей точке соединения резисторов

4 и 6 делителей напряжения. Входной коммутатор 2 под действием управляющих импульсов генератора (О периодически изменяет глубину отрицательной обратной связи усилителя 1, подключая попеременно к его инвертирующему входу средние выводы резисторов 3,4 и 5,6.

Получаемые при этом значения давыд и

0 в » выходного напряжения усилителя

1 равны

-И Е Яв вьа1 я „+и+Р„к%в,„

КЕ "вч.

ЬЫЪ 2 где К в

Ьъкоэффициент передачи усилителя 1 при разомкнутой цепи отрицательной обратной связи; значение входного сопротив @ ления усилителя 1; коэффициент передачи резисторов 3 и 4; коэффициент передачи резисторов 5 и 6. 65

Определяя из уравнения (1) вА вью (R +()О в„(Е„- „Ов» „„) и подставляя найденное выражение в уравнение (2), получим вых | вьия

Входной сигнал усилителя 1, промодулированный по амплитуде, подается одновременно на выделитель 8 огибающей и на выходной коммутатор 7.

На выходе выделителя 8 огибающей действует напряжение, пропорциональное Овых q — Овы .

С помощью коммутатора 7 напряжеHHR U8ых q H Оаын2 разновременно подаются на входы сомножителей множительно-делительного блока 9, а на его вход делителя подается выходной сигнал выделителя огибающей 8. Выходное напряжение U9 множительноделительного блока 9 оказывается пропорциональным величине измеряемой ЭДС Е у, и U вот, вью 2. 9 (5) U =К К

9 9 О, „„„-Овь, где К9 — коэффициент передачи множительно-делительного блока 9.

Как видно из (4), измеряемое значение ЭДС Е "однозначно определяется выходными напряжениями U>b,z< и

О ц усилителя 1, а результат измерения не зависит от величины и нестабильности таких параметров усилителя, как коэффициент преобразования и входное сопротивление. Этим обеспечивается повышение точности результатов измерения в предложенном устройстве по сравнению с известными.

Воэможность же применения (беэ потери точности измерения) усилителей с относительно невысокими значениями коэффициента преобразования и входного сопротивления позволяет уменьшить шумы, дрейф, смещение усилителя и тем самым повысить стабильность его работы.

В предложенном устройстве повышение точности измерения и увеличение быстродействия достигается также за счет сравнительно облегченных требований к ключевым параметрам входного коммутатора 2,поскольку этот коммутатор осуществляет коммутацию резисторов отрицательной образной связи, сопротивления которых обычно намного меньше входного сопротивления усилителя.Благодаря этому удается также значительно уменьшить погрешность ком789777

Составитель Л. Морозов

Редактор Е. Лушникова Техред H.èàáóðêà Корректор Л. Иван

Заказ 9026/39

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 мутации за счет выбросов напряжения, вызванных перепадами управляющих напряжений.

Формула изобретения

Устройство для измерения электродвижущей силы источника постоянного или переменного тока, содержащее усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к одному иэ выtO водов источника электродвижущей силы, инвертирующий вход — к выходу первого коммутатора, а выход - ко входу выделителя огибающей и сигнальному входу второго коммутатора,мно- 15 жительно-делнтельный блок,сигнальные входы которого соединены с выходами выделителя огибающей и второго коммутатора, генератор импульсов, выход которого подключен к управ« ляющим входам коммутаторов и множительио-делительного блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены два ре« зистивных делителя: напряжения, причем одни крайние выводы делителей соединены с выходом усилителя, другие крайние выводы — с другим выводом источника электродвижущей силы, а средние выводы - с сигнальными входаМи перво

ro коввюутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 230972, кл. 6 01 к 19/00, 1967.