Преобразователь среднеквадратичногозначения напряжения произвольнойформы b постоянное

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>813281 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл з (22) Заявлено 180178 {21) 2569166/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

6 01 R 19/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 150381. Бюллетень Мо 10 (53) УДК 621. З17; 7 (088. 8) Дата опубликования описания 15.0381 (72) Авторы изобретения

Ю. A. Пасынков и С. В. Рубан .

Новосибирский электротехнический инсти (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратичного значения напряжения и тока произвольной форьы, а также для измерения среднеквадратичной ошибки периодическими. сигналов.

Известно устройство преобразования среднеквадратичного значения напряжения произвольной формы, содержащее два термистора с косвенным подогревом, включенные совместно с резисторами по мостовой схеме, источником пи- тания которой служит источник переменного напряжения, выход мостовой схемы соединен со входом усилителя переменного тока, подключенного через детектор, собранный на двух диодах, к подогревателю одного из термисторов l1) 20

Недостаток устройства - погрешность иэ-за неидентичности характеристик термисторов.

Известно также устройство преобра- 2 зования среднеквадратического значения напряжения произвольной формы в постоянное, содержащее мост, в плечи которого включены два термистора .с косвенным подогревом и резистор 30 и усилитель, подключенный к одной. из вершин моста {,2 .

Это устройство обладает невысокой точностью преобразования, обусловленной неидентичностью характеристик термнсторов с косвенным подогревом, которая обуславливает неидентичное изменение сопротивлений термнсторов, включенных в смежные плечи моста,.при изменении температуры, окружающей среды и во времени, что приводит к нарушению равновесия моста. Кроме того, термисторы с косвенным подогревом имеют низкую чувствительность при малых входных сигналах,что объясняется работой на начальных участках вольтомной характеристики с малой крутизной и обуславливает низкую точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь среднеквадратичного значения напряжения произвольной формы в постоянное, содержащий мост, в плечи которого включены два термистора с косвенным подогревом .и резистор, и усилитель, подключенный к одной из вершин моста, введены третий термистоп с косвенным подогревом, вто813281 рой усилитель, трансформатор, два запоминающих устройства, преобразова" тель переменного напряжения в постоянное и два переклщчателя, при этом вторичная обмотка трансформатора, средний вывод которой соединен с общей шиной устройства, включен в диагональ питания моста, а входом устройства является один иэ входов первого пе-. реключателя, выход которого через введенный входной резистор соединен со входом первого термистора, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения, к которому через введенный входной резистор подключен выход второго усилителя, вход которого соединен с другой вершиной 15 моста, выход второго усилителя через введенный резистор обратной связи соединен со входом второго термистора, являющегося входом источника переменного напряжения смещения,к это- Щ му входу через ннеденый балластный резистор подключен ныход первого запоминающего устройства, являющийся выходом устройства, а вход запоминающего устройства соединен со вто- д5 рым выходом второго переключателя, первый выход которого соединен со входом второго запоминающего устройстна, а его выход подключен через другой введенный балластный резистор ко вхоцу третьего термистора с косвенным подогревом, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения и включенного последовательно со вторым термистором, вход второго переключателя соединен с выходом преобразователя переменного напряжения в постоянное, вход которого подключен к выходу первого усилителя, первичная обмотка трансформатора является входом источника перемен- 4О ного напряжения питания моста.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя среднеквадратичного значения, напряжения, 45 произвольной формы в постоянное.

Преобразователь содержит три термистора с косвенным подогревом 1-3, включенных совместно с резистором 4.

По схеме моста трансформатор 5, вто- 5О ричная обмотка которого включена н диагональ питания мостовой схемы и соединена средним выводом с общим выводом устройства, два усилителя 6 и 7, преобразователь 8 переменного напряжения в постоянное, два запоминающих устройства 9, 10 гереключатель 11, один иэ входон которого соединен со входом устройства, а выход - через входной резистор

12 со входом первого термистора 1, d0 переключатель 13, вход которого сое-. динен с выходом преобразователя 8 переменного напряжения в постоянное, а выходы - со входами запоминающих устройств 9,10 другой входной резис- 65 тор 14, .резистор обратной связи 15, и два балластных резистора 16, 17.

Вторичная обмотка трансформатора 5 делит, мост на два самостоятельных моста, причем первый мост образован вторичной обмоткой трансформатора 5, резистором 4 и термистором 1, а второй — этой же обмоткой трансформатора 5 и термисторами 2 и 3.

Вместо термисторов 1-3 можно применить любые другие электротепловые преобразонатели среднеквадратичного значения напряжения в сопротивление.

Устройство работает в два такта.

На первом такте переключатель 11 замыкается в положение Т, в котором вход первого термистора 1 соединен через резистор 12 со нободным входом переключателя 11, а переключатель 13 замыкается в положение Т, в котором выход преобразователя 8 переменного напряжения в постоянное подключен

Ко входу запоминающего устройстна 10.

Первый мост при этом автоматически уравновешивается напряжением обратной связи Uoo, подаваемым с выхода второго усилйтеля б на вход термистора 1, рабочая точка которого задана постоянным напряжением смещения U < Второй мост уравновешивается совместным действием напряжения обратной связи первого моста U подаваемого с выхода усилителя б через резистор 15, на вход термистора, рабочая точка которого определяется величиной переменного напряжения смещения 3О„„ и напряжения обратной связи 0 „второго моста, подаваемого с выхода запоминающего устройства 10 через шестой резистор

16 на вход третьего термистора 3, рабочая точка которого определяется величиной постоянного напряжения смещения Ui . В момент равновесия на входах термисторов 1 и 2 устананливаются напряжения U o и Uzo соответственно где Ою и 0 — среднекнадратические значения напряжений на входах термисто рой 1 и 2 з момент равновесия;

Upco среднеквадратическое значение напряжения на входе усилителя б н момент равновесия, К1 и К2 — коэффициенты пропорциональности.

Во втором такте переключатели 11 и 13 замыкаются в положение TI, при этом вход термистора 1 через резистор 12 соединен со входом устройства, а выход преобразователя 8 переменного напряжения в постоянное соединен со входом запоминающего устройства 9.При

813281 этом на вход термистора 1 подается два напряжения преобразуемое входное напряжение 0 и переменное напряжение U c выхода усилителя 6, а на вход второго термистора 2 — напряжение Up c выхода усилителя 6 и постоянное напряжение 0 с выхода запоминающего устройства 9. Оба моста вйовь окажутся в состоянии .равновесия. Причем мосты будут уравновешены тогда, когда сопротивления плеч мостов будут такими же, как и при установке нуля, т.е. когда напряжение 0д уменьшится настолько, что среднекнадратическое значение напряжения на входе термистора 1 будет равно 0,р, а напряжение

О ь увеличится настолько, что средне- 15 квадратическое значение напряжения на входе термистора 2 будет равно 0д

Напряжение на входе третьего термистора 3 поддерживается с помощью запоминающего устройство 10 постоянным и 2р равным напряжению tl>p на термисторе 3 в момент равновесия моста. В этом случае для среднеквадратических значений напряжений справедливо следующие соотношения 25

" p=(Кbx 0x)+(Kq 0pqp) Р)

2 2

ОтО=(Кт ООсо)+(Кь,д 0 эьц (4) где КЬу, и Kpex — коэффициенты пропорциональности соо твет-30 ственно по входу и выходу пр ео бр аз эв ателя.

Из выражений (1-4 ) следует, что 35

"Йых=К "Ьк > ® где К Ьх =сов .

К К

"1 к ььис и зависит только от коэффициентов передачи пассивных цепей.

Из выражения (5) видно, что преоб= разователь осуществляет линейное преобразование среднеквадратического. значения вхоДЙого напряжения произвольной формы 0к в постоянное напря- 45 жение UЬы„

Таким образом, точность работы преобразователя повышается, во-первых, за счет работы термисторов н одной и той же рабочей точке, зада- 50 ваемой напряжением смещения, с постоянной, заранее выбранной чувствительностью, во-вторых, за счет того, что функция преобразования не зависит от их характеристик, а определяется 55 только стабильностью коэффициентов .передачи К„, К, К „ и Кь,цц зависящих от стабильности пасcHBHblx . элементов преобразователя, а временная и температурная нестабильность термисторов сказывается лишь в промежутках между двумя установками нуля.

Формула изобретения

Преобразователь среднеквадратично

ro значения напряжения произвольной формы в постоянное, содержащий мост, в плечи которого включены два термистора с косвенным подогревом и резистор, и усилитель, подключенный к одной из вершин моста, о т л и ч аю шийся тем,,что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий термистор с косвенным подогревом, второй усилитель, трансформатор, два запоминающих устрайства, преобразователь переменного напряжения в постоянное и два переключателя, при этом вторичная обмотка трансформатора, средний ныход которой соединен с общей шиной устройства, включен в диагональ питания. моста, а входом устройства является один из входон .первого переключателя, выход которого через введенный входной резистор соединен со входом перного термистора, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения, к которому через другой введенный входной резистор подключен выход второго усилителя, вход которого соединен с дру" гой вершиной моста, выход второго усилителя через введенный резистор обратной связи соединен со входом второго термистора, являющегося входом источника переменного напряжения смещения, к этому входу через нведенный балластный резистор подключен выход первого запоминающего устройства, являющийся выходом устройства, а вход запоминающего устройства соединен со вторым выходом второго переключателя, первый выход которого соединен со входом второго запоминающего устройства, а его выход подключен через другой введенный балластный резистор ко входу третьего термистора с косвенным подогревом, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения и включенного последовательно со вторым термистором, вход второго переключателя соединен с выходом преобразователя переменного напряжения н постоянное, вход которого подключен к выходу первого усилителя, первичная обмотка трансформатора является входом источника переменного нап« ряжения питания моста.

Источники информации принятые но внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. "Советское радио", 1970, с. 189-190.

2. Попов В.С. Металлические подогревные сопротивления в электроиэмерительной технике и автоматике, "Наука", 1964, с. 155-156.

813281

Составитель Ф.Цареградский

Редактор О. Колесникова Техред М. Федорнак Корректор B. Бутяга

Эаказ 765/55 Тираж 732 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