Преобразователь действующихзначений toka или напряжения

 

Союз Советских

Социапистическик

Республик

«»794552

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЬЛьСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2703311/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. К.. б 01 К 19/ 02

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Андреев, В. И. Губарь, В. П. Зновяк и А. Г. Струнин

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ

ЗНАЧЕНИЙ ТОКА ИЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования различного рода в приборах и системах при необходимости линейного детектирования действующих значений.

Известен преобразователь действующих значений, выполненный на двух термопреобразователях с встречным включением термопара, и содержащий, кроме того, усилитель некомпенсации Ц.

Недостаток известного устройства определяется погрешностью от нелинейности преобразования, вызванной конечным значением коэффициента усиления усилителя.

Наличие последнего создает также трудности обеспечения устойчивости устройства, увеличивает уровень шумов.

Известен также преобразователь действующих значений тока или напряжения, содержащий два квадратичных детектора, первый из которых установлен на входе преобразователя, а второй связан с выходом устройства j2). Квадратичные детекторы в известном устройстве выполнены в виде термопреобразователей, одноименные выходные выводы которых соединены между собой, а разноименные подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам усилителя постоянного тока.

2.

При практической реализации известного устройства для уменьшения нелинейности схемы необходимо стремиться к бесконечно большому значению коэффициента ь усиления усилителя, что не является возможным. Большой коэффициент усиления здесь также создает трудности, связанные с необходимостью обеспечения устойчивости и значительным уровнем шумов усилиlO теля.

В известном устройстве не представляется возможной компенсация нелинейности, обусловленной неидентичностью статических характеристик термопреобразователей.

15 Целью изобретения является повышение точности линейного преобразования действующих .значений.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе действующих значе20 ний тока или напряжения, содержащем два квадратичных детектора, первый из которых установлен на входе преобразователя, а второй связан с выходом устройства, введены два сумматора и масштабирующий

26 элемент, причем один вход первого сумматора подключен к выходу первого квадратичного детектора, а другой вход — к выходу масштабирующего элемента, а выход — к входу второго квадратичного детекЗ0 тора и суммирующему входу второго сум794552

3 матора, вычитающий вход второго сумматора соединен с выходом второго квадратичного детектора, а выход — с входом масштабирующего элемента.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя действующих значений тока или напряжения.

Преобразователь содержит квадратичный детектор 1, сумматор 2, квадратичный детектор 3, сумматор 4, масштабирующий элемент 5.

Работает преобразователь следующим образом.

Входной переменный сигнал v (t) поступает на квадратичный детектор 1, преобразуется им в сигнал постоянного тока, пропорциональный оценке квадрата действующего значения входного сигнала за время

Ть где Т вЂ” постоянная времени квадратичного детектора 1. Этот сигнал подводится к первому входу сумматора 2. Выходной сигнал у сумматора 2 является выходным сигналом устройства, вместе с тем он следует на вход детектора 3 и на вход сумматора 4. Сигнал постоянного тока с выхода детектора 3, пропорциональный квадрату выходной величины у, направляется на вход сумматора 4. Результирующий сигнал с выхода сумматора 4 через элемент

5 поступает на второй вход сумматора 2.

Уравнение, связывающее входной сигнал

v(t) с выходным сигналом у, запишется следующим образом: т, у = kI — 1 х (t) dt + k (у — key ), Т,,1

О где k и 14 — коэффициенты преобразования соответственно детекторов 1 н 3;

k — коэффициент преобразования линейного масштабирующего элемента 5.

В данном уравнении для упрощения записи не учитывается тот факт, что на выходе детектора 3 сигнал пропорционален не просто квадрату выходной величины, а среднему значению ее квадрата за время

Тг, где Т вЂ” постоянная времени квадратичного детектора 2.

Однако можно показать, что эквивалентная постоянная времени т, определяется разностью постоянных времени квадратичных детекторов т,— т, 1+ а Т

С учетом этого замечания решение последнего уравнения выглядит

У = 1, () — " — I õ It)at о

Зо

60

1. Авторское свидетельство СССР № 382014, кл. G 01 R 19/24, 1973.

2. Патент ФРГ ¹ 1814520, кл. 21е 19/02, 55 1968 (прототип).

4

Анализ последнего выражения позволяет выявить ряд преимуществ предлагаемого преобразователя по сравнению с известными.

Предлагаемый преобразователь выгодно отличается от известных отсутствием усилителя с коэффициентом усиления 10 —:

-:-104 и более, так что в нем исключена методическая погрешность, вызванная конечностью коэффициента передачи усилителя, отсутствуют шумы на выходе усилителя, вносящие случайную составляющую погрешности, не имеет места проблема обеспечения устойчивости преобразования.

Нелинейность характеристики преобразователя, обусловленная отклонением статических характеристик квадратичных детекторов от квадратичных, может быть скомпенсирована нелинейностью обратного знака, вызванной линейным масштабирующим элементом, регулировкой его коэффициента передачи в обе стороны от единицы. Таким образом, в данном случае имеется принципиальная возможность коррекции нелинейной характеристики линейным блоком, включенным в цепь обратной связи.

Инерционность предлагаемого преобразователя определяется не постоянными времени квадратичных детекторов, а их разностью и не уступает техническим показателям известных устройств.

Формула изобретения

Преобразователь действующих значений тока или напряжения, содержащий два квадратичных детектора, первый из которых установлен на входе преобразователя, а второй связан с выходом устройства, о тличающийся тем, что, с целью повышения его точности, в него введены два сумматора и масштабирующий элемент, причем один вход первого сумматора подключен к выходу первого квадратичного детектора, а другой вход — к выходу масштабирующего элемента, а выход — к входу второго квадратичного детектора и суммирующему входу второго сумматора, вычитающий вход второго сумматора соединен с выходом второго квадратичного детектора, а выход — с входом масштабирующего элемента, Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе

794552

Заказ 865

Изд. № 140 Тираж 749

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

Составитель Л. Морозов

Редактор Г. Петрова Техред И. Пенчко Корректоры О. Силуянова и Н. Федорова