Преобразователь среднеквадратическогозначения переменного напряжения b постоянное

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 847217

К АВТОРСКОМУ СВРЩЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17.1178 (21)2685155/18-21 (51)М. Клз с присоединением заявки М

0 01 К 19/02

Госуларствеииый комитет r

СССР

IIo делим изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150781. Бюллетень Но 26

Дата опубликования описания 150781 (53) УДК621 317..7(088.8) j

С.А. Андрусяк, Д.M Демьянюк, И,Д. Коэицкнй, В.И. Матвиив и М.Г. Рылик

\ (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в точных аналоговых измерителях переменного напряжения.

Известен преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное, содержащий дифференциальный компаратор напряжения, образованный двумя двухнагревательными термопреобразователями, выходы которых включены встречно на вход усилителя, а также вспомогательный усилитель и источник опорного напряжения (1).

Недостатком преобразователя является частотная погрешность, возникающая в связи с наличием паразитных емкостей между подогревателями и термопарами термопреобразователей.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное, содержащий два однонагревательных термопреобраэователя, источник постоянного опорного напряжения, основной и вспомогательный усилители постоянного тока, неуправляемый коммутатор, четыре ограничительных резистора, в которых выходы термопар термопреобразователей соединены между собой входом вспомогательного усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника постоянного опорного напряжения, а выход вспомогательного усилителя постоянного тока через неуправляемый коммутатор и четвертый ограничительный резистор соединен с одним из выводов нагревателя второго термопреобразователя, который через второй ограничительный резистор соединен с выходом устройства и с выходом основного усилителя, вход которого соединен с отрицательным термоэлектродом второго термопреобразователя, другой вывод нагревателя которого, отрицательный термоэлектрод и один .из выводов нагревателя первого термопреобразователя соединены с шийой "Земля", а другой вывод нагревателя первого термопреобразователя через первый ограничительный резистор соединен со входом устройства и через третий ограничительный резистбр — с выходом вспомогательного усилителя постоянного

ЗО тока (2).

847217

Недостатком преобразователя является низкая точность преобразования в широком диапазоне частот, вызванная влиянием паразитных реактивностей термопреобразователей и неодинаковыми потерями части переменного тока, протекающего через подогреватели термопреобразователей.

Цель изобретения — повышение точности преобразования в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное, содержащий два термопреобраэователя, источник постоянного опорного напряжения, основной и вспомогательный . усилители постоянного тока, коммутатор, четыре ограничительных резистора, в котором выходы термопар термопреобраэователей соединены между собой положительными термо-электродами, которые соединены с инвертирующим входом вспомогательного усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника постоянного опорного напряжения, а выход вспомогательного усилителя постоянного тока через коммутатор и четвертый огра.ничительный резистор соединен с одним из выводов нагревателя второго термопреобраэователя, который через второй ограничительный резистор соединен с выходом устройства и с выходом основного усилителя, вход которого соединен с отрицательным термоэлектродом второго термопреобразователя другой вывод нагревателя которого, отрицательный термозлектрод и один из выводов нагревателя первого термопреобразователя соединены с шиной

"Земля", а другой вывод нагревателя первого термопреобразователя соединен с одним иэ выводов первого ограничительного резистора, через третий ограничительный резистор с выходом вспомогательного усилителя постоянного тока, дополнительно введены усилитель-ограничитель, инвертор, разделительный конденсатор, а коммутатор выполнен с управляемым входом и дополнительным сигнальным входом, который через инвертор соединен с выходом вспомогательного усилителя постоянного тока,. а управляемый вход через усилитель-ограничитель соединен с другим выводом первого ограничительного резистора и один из выводов разделительного конденсатора, другой вывод которого соединен со входной клеммой преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит входную клемму 1, первый и второй термопреобразователи 2 и 3, основной усилитель 4 постоянного тока,вспомогательный усилитель 5 постоянного тока, коммутатор 6, источник 7 постоянного опорного напряжения, усилитель-ограничитель 8, инвертор 9, первый, второй, третий и четвертый ограничительные резисторы 10, .11, 12 и 13 соответственно, разделительный конденсатор 14, выходную клемму 15 (выход устройства).

Входная клемма 1 устройства че-, рез разделительный конденсатор 14 соединена со входом усилителя-ограни- чителя 8, выход которого соединен с управляемым входом коммутатора 6, один иэ сигнальных входов которого через инвертор 9 соединен с выходом вспомогательного усилителя 5 постоянного тока и с другим сигнальным входом коммутатора 6, а также через третий ограничительный резистор 12 с одним из выводов нагревателя перного термопреобраэователя 2, который через первый ограничительный резистор 10 соединен с разделительным конденсатором 14 и со входом усилигеля-ограничителя 8.

Другой вывод нагревателя, отрица- тельный термоэлектрод первого термопреобразователя 2, один из выводов нагревателя второго термопреобразователя 3 соединены с шиной "Земля".

Положительные термоэлектроды первого и второго термопреобразователей 2 и 3 соединены между собой и с инвертирующим входом вспомогательного усилителя 5 постоянного тока, инвертирующий вход которого соединен с выходом источника 7 постоянно40 го опорного напряжения. Отрицательный термоэлектрод второго термопреобразователя 3 через основной усилитель 4 постоянного тока соединен с выходом 15 устройства, который через второй ограничительный резистор 11 соединен с другим выводом нагревателя второго термопреобраэователя 3, который через четвертый ограничительный резистор 13 соединен с выходом коммутатора 6.

Преобразователь работает следую-. щим образом.

При отсутствии на входе устройства измеряемого сигнала напряжение от источника 7 опорного напряжения поступает на неинвертирующий вход вспомогательного усилителя 5 пост-..— янного тока, а с его выхода через третий ограничительный резистор 12— на нагреватель первого термопреобраэователя 2. Нагреватель второго термопреобраэователя 3 через четвертый ограничительный резистор 13 присоединен к выходу управляемого коммутатора 6, вход которого соединен

65 с выходом вспомогательного усилите847217

Формула изобретения

13 ля 5 постоянного тока, что обеспечи вает исходный температурный режим термопреобразователей 2 и 3 с выбором рабочей точки на участке их вольт-амперных характеристик при помощи напряжения источника 7 постоянного опорного напряжения.

При поступлении на вход устройства измеряемого переменного сигнала через нагреватель первого термопреобраэователя 2 протекает ток, повышающий его выходную термо-ЭДС, что приводит к появлению на входе основного усилителя 4 постоянного тока разностного сигнала, равного разнице термо-ЭДС термопреобразователей 2 и 3, и вызывает появление на выходе усилителя 4 напряжения постоянного тока, пропорционального входному сигналу. Часть выходного напряжения усилителя 4 ответвляется в цепь обратной связи, состоящей из второго ограничительного резистора 11 и нагревателя второго термопреобраэователя 3, что вызывает увеличение его термо-ЭДС до значения термо-ЭДС первого термопреобраэователя 2.

Одновременно входной сигнал поступает на вход усилителя-ограничителя 8, формирующего. прямоугольные импульсы с частотой входного сигнала, поступаюшие на управляемый вход коммутатора 6 (при этом через коммутатор 6 ограничительный резистор подключается к выходу вспомогательного усилителя 5 постоянного тока или к выходу инвертора 9), Увеличение термо-ЭДС на инвертирующем входе вспомогательного усилителя 5 приводит к уменьшению его выходного напряжения, в связи с чем,уменьшается постоянный ток, протекающий через ограничительный резистор 12 и нагреватель первого термопреобразователя 2, а также амплитуда переменного напряжения на выходе управляемого коммутатора 6 и ток, протекающий через нагреватель второго термопреобразователя 3.

Таким образом, температурный режим обоих термопреобразователей остается неизменным, так как при увеличении частоты измеряемого напряжения увеличивается частота выходного напряжения коммутатора 6, что приводит к одинаковым потерям части переменного тока, протекающего через нагреватели обоих термопреобразователей за счет паразитных емкостей обоих подогревателей,к значительному снижению частотной погрешности преобразования и к расширению частотного диапазона преобразуемых сигналов.

Преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное, сожержащий два термопреобраэователя, источник постоянного опорного напряжения, основной и вспомогательный усилители постоянного тока, коммутатор, четыре ограничительных резистора, в котором выходы термопар термопреобразователей соединены между собой положительными термоэлектродами, которые соединены с инвертирующим входом вспомогательного усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника постоянного опорного напряжения, а выход вспомогательного усилителя постоянного тока через коммутатор и четвертый ограничительный резистор соедиЩ нен с одним из выводов нагревателя второго термопреобразователя, который через второй ограничительный резистор соединен с выходной клеммой преобразователя и с выходом основ ного усилителя, вход которого соединен с отрицательным термоэлектродом второго термопреобраэователя, другой вывод нагревателя которого, отрицательный термоэлектрод и один из выводов нагревателя первого термопреобразователя соединены с шиной "3eMля", а другой вывод нагревателя первого термопреобразователя соединен с одним из выводов первого ограничительного резистора, через третий ограничительный резистор — с выходом вспомогательного усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в широком диапазоне

40 частот, в него введены усилитель-ограничитель, инвертор, разделительный конденсатор, а коммутатор выполнен с управляемым входом и дополнительным сигнальным входом, который через инвертор соединен с выходом вспомогательного усилителя постоянного тока, а управляемый вход через усилитель-ограничитель соединен с другим выводом первого ограничительного резистора и одним из выводов разделительного конденсатора, другой вывод которого соединен со входной клеммой преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М, "Советское радио", 1977, с. 163.

2. Патент Великобритании 91138932, ) -кл. 6 1 Ч, 1966 (прототип).

847217

Составитель С. Коротков

Редактор О. Персиянцева Техред A. Ач Корректор Г. Решетник

Заказ 5480/71. Тираж 732 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4