Устройство для измерения отношениядвух напряжений

 

(.@кээ рветских

Социалистических

Республик

ОЙИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву—

Р2) За ле,о 101079 (21) 2827592У18-21 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 300681. Бюллетень Ио 24

Дата опубликования описания 300681 (51)М. К>,э

0 01 и 19/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317, 61 (088 8) (72) Автор изобретения

B.Т. Кондратов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики

АН Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

ДВУХ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано как для измерения отношений двух напряжений, так и построения фаэометров, частотометров, компенсаторон переменного тока, функциональных преобразователей и т.д.

ИзвестнсУ устройство для измЕрения отношения двух напряжений, содержащее последовательно соединенные генератор управляемого напряжения, линейный преобразователь входных напряжений в переменные напряжения с разностью фаз 90С, сумматор, усилитель и фазочувствительный детектор, второй вход которого соединен с выходом. генератора управляемой частоты Г1) .

Недостатком устройства является недостаточная точность измерения, обусловленная увеличением фазовой погрешности с уменьшением неличины отношения измеряемых напряжений, трудностью измерения фазового сдвига с высокой точностью в широком диапазоне частот.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для изМерения отношения двух напряжений, содержа- 3О щее фаэовращатель, суммирующий блок, нуль-орган, выход. которого соединен с тангенциальным преобразователем и регистрирующим устройством (27.

Недостатками устройстна являются недостаточно широкий диапазон измеряемых отношений и низкая точность измерения.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измеряемых отношений и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее установочный фазовращатель, выход которого соединен с первыми входами суммирующего и вычитающего блоков, нуль-орган, выход которого соединен с последовательно соединенными тангенсным преобразонателем и регистрирующим устройством, введены делитель напряжения, генератор опорного напряжения, преобразователь фаза-напряжение, дна модулятора, два выпрямителя и дифференциальный усилитель, выход которого соединен со входами нуль-органа и установочного фазовращателя, выход последнего соединен с первым входом преобразонате842602 ля фаза-напряжение, второй вход которого соединен со вторыми входами суммирующего и вычитающего блоков, установочного фазовращателя и с вы— ходом генератора опорного напряжения, выход преобразователя фаза-напряжение соединен через делитель напряжения с тангенсным преобразователем,. причем выход суммирующего блока соединен через последовательно соединенные первый моцулятор, второй вход которого соединен с шиной первого входного сигнала и первый выпрямитель с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен через последîBa=åëüíо сосдинен— ные второй модулятор, второй вход 1з которого соединен с шиной второго входного сигнала и второй выпрямитель с выходом вычитающего блока.

Иа чертеже представлена структурная схема устройства для измерения 2О отношения двух напряжений.

Устройство содержит двухфазныи генератор 1, включающий в себя >å нератор 2 опорного напряжения фикси— рованной частоты, установочный фазовращатель 3 и преобразователь 4 фа. за-напряжение, суммирующий блок 5, вычитающий блок б, два модулятора

7 и 8, два выпрямителя 9 и 10, дифференциальный усилитель 11, нуль— орган 12, делитель 13 напряжения, ЗО тангенсный преобразователь 14, регистрирующее устройство 15.

При этом в двухфазном генераторе 1 выход генератора 2 опорного напряжения фиксированнои часто:ы подключен ко входу установочного фазовращателя 3, к одному из входов преобразователя 4 фаза-напряжение и к входам суммирующего 5 и вычитающего б блоков. Выход фазовращателя 3 4Q подключен к первым входам преобразователя 4 фаза-напряжение, суммирующего 5 и вычитающего б блоков. Выход преобразователя 4 фаза-напряжение подключен через делитель 13 напряжения к сигнальному входу тангенсного преобразователя 14, выход которого соединен с регистрирующим устройством 15, выход суммирующего блока 5 через последовательно соединенные модулятор 7 и выпрямитель 9, подключенный к первому входу дифференциального усилителя 11, выход вычитающего блока 6 через паслецовательно соединенные модулятор 8 и выпрямитель 10 соединен с вторым вхо- ЗЗ дом дифференциального усилителя 11.

Выход дифференциального усилителя 11 подключен к первым входам фазовращателя 3 и нуль-органа 12, второй вход которого соединен с земляной шиной.

Выход нуль-органа 2 подключеH к первому входу тангенсного преобразователя 14.

Устройство рабо-. ает следующим образом.

Опорное напряже .ие с выхода гене— ратора 2 с фиксированной частотои ор и амплитудои U, поступает на вторси сигналь".ûè вход фазовращателя 3, который вносит в него д,ополнительный фазовый сдвиг

Иапряже.->е с Bbl>ода генератора 2 (U„„, 5 l >.ж>о t! и с выхода фазовраща/ телЯ 3 (U бlп (ж о t r>; ) псстУпают соотве-.ственно :а вторые и первые входы суммирующего 5 и вычитающего 6 б>ноков. С выхода суммирующего блока 5 на вход модулятора 7 поступает напряжение с амплитудой

>, 1 )

20>» Cps

C выхода вычитающего блока 6 на вход модулятора 8 поступает напряжение с амплитудой

I х б Ъ .>Д == 2 lnб " (2)

Модуляторы 7 и 8 умножают соответс "венно суммарное напряжение (1) на напряжение 0, и разностное напряжение (2) на напряжение Uо.

В результате получаем напряже:è i:

U >,,t> — U., U Дt>s-- S n а>О.+ )

) (3)

1 „

0 (t) = 202 0 Б i г-"-, Ccs (ю(>+ --"-) {rr)

С выхода выпрям .телей 9 и 10 на входа! дифференциального уси.>:ителя 11 поступают напряжения:

Ог К. 2(- 0> Ct> —.—, (5)

0б = K. 2-.2 U+ i г.: —, (б) где К, — коэффициент пропорциональности.

Разность (5) и (6, напряжений поступает с выхода усилителя :1 на первый вход установочного фазовращателя 3 и на вход нуль-o„"àíà 12.

При воздействии разно"тного напряжения на фазовращатель 3 происходит изменение значения вносимого фазового сдвига „ дс > --- Vg, при котором разность напряжений (5) и (б) станет равной нулю.

В момент равенства нулю срабатывает нуль-орган 12, который выдает импульс разрешения на преобразование полученного фазового сдвига.

Импульс разрешения поступает на управгяющий вход тангезсного преобразователя 14. Последний осуществляет преобразование значения î -г о

2 в

Выходное напряжение -a!»генсного преобразователя посту..ает на регистрирующее устройство 15, которое выдает результат измере;-:.. я отношения

842602

Формула изобретения

И Заказ 5087/50

732 Подписное двух напряжений равным тангенсу половинного фазовогo угла .2 ,/! v

Расширение динамического диапазона измеряемых отношений в предлагаемом устройстве достигается за счет расширения вдвое диапазона перестройки вносимого фазового сдвига. Работа устройства на фиксированной частоте с использованием уравновешивающего метода измерения обеспечивает повышение точности измерения.

Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее ус тановочный фаэовращатель, выход которого соединен с первыми входами суммирующего и вычитающего блоков, нуль-орган, выход которого соединен с последовательно соединенными тангенсным преобразователем и регистрирующим устройством, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых отношений и повышения точности измерения, в него введены делитель напряжения, генератор опорного напряжения, преобразователь фазанапряжение, два модулятора, два выпрямителя и дифференциальный усилитель, выход которого соединен со входами нуль-органа и установочного фазовращателя, выход последнего соединен с первым входом преобразователя фаза-напряжение, второй вход которого соединен со вторыми входами суммирующего и вычитающего блоков, установочного фазовращателя и с выходом генератора опорного напряжения,. выход преобразователя фаза-напряжение соединен через делитель напрял<ения с тангенсным преобразователем, причем выход суммирующего блока соединен через последовательно соединенные первый модулятор, второй выход которого ссединен с шиной первого входного сигнала и первый выпрямитель с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен череэ последовательно соединенные второй модулятор, второй вход о которого соединен с шиной второго входного си- íà.ë à и второй,выпрямител..выходом вычитающего блока.

Ис-оччики чнформации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 591782, кл. G 01 R 19/10, G G 7/16, 30.06.75.

2. Жилинскас Р,П. Измерители отношения и их применение в радиоиэмерительной технике. И., "Советское радио", 1975, с. 37-46 (прототип), Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектная,4