Калибратор переменного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоескомх с тельство

Саеез Сееетсмнк

Соцналистнчеакик

Фесвублнк

<1855573 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 081Ц76 (21) 2412570/18-21 (53)М. Кл3 с прмсоедмненмвм заявим М

С 01 R 35/00

Государственный комитет

СССР ио делам июбретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 317. . 7 (088.8) Опубликовано 150881 Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15 0Ц81 (54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ис.пользовано в качестве прецизионного источника калиброванного переменного напряжения с высокой стабильностью выходного напряжения, например, для поверки электроизмерительных приборов переменного тока.

Известен калибратор напряжения,со- 1 держащий источник переменного напряжения, управляемый делитель напряжения, источник опорного напряжения и дифференциальный фотоэлектрический компаратор напряжения 1).

Недостатком этого калибратора яв- 15 ляется наличие фотоэлектрического компаратора напряжения, обладающего сравнительно низкой временной и температурной стабильностью и требующего специальной калибровки его характе- 2О ристики в процессе работы, которая выполняется вручную.

Известен также калибратор напряжения, содержащий источник переменного напряжения, регулирующее звено, усилитель мощности, два фотоэлектрических компаратора напряжения одновременного сравнения, два дифференциальных усилителя рассогласования, схему управления, емкость,запоминакщую сиг- 30 нал рассогласования, и масштабный преобразователь калиброванного напряжения с дискретным переключением коэффициентов передачи (индуктивный делитель. напряжения) (2) .

Недостатком известного калибратора напряжения является наличие двух фотоэлектрических компараторов напряжения одновременного сравнения, обладающих сравнительно низкой временной и температурной стабильностью и требующих подбора элементов компарирукщих преобразователей; а также специальной ручной или автоматической калибровки их характеристик в процессе работы. Кроме того, наличие компаратора, работакщего в одной точке вольтамперыой характеристики компарирующего преобразователя, соответствующей номинальному рабочему току» позволяет выполнить. калибратор с одним значением выходного напряжения.

Все промежуточные значения выходного напряжения получавт на выходе индуктивного делителя, вносящего значительную погрешность, увеличивакщего габариты, и потреблякщего значительнув мсщность от источника переменного напряжения, и ограничивающего частотный диапазон.

855573

Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в калибратор напряжения, содержащий источник опорного напряжения, источник регулируемого переменного на,.пряжения, состоящий иэ последовательно включенных задающего генератора, регулирующего звена и усилителя мощйости, схему управления, дифференциальный усилитель рассогласования, два компаратора напряжения и запоми-. нающую емкость сигнала рассогласования, дополнительно введены две запоминающие емкости, повторитель напряжения, размыкающий и пять переключающих контактов схемы управления, при этом выход источника опорного напря-. жения через первый переключающий контакт соединен со входом первого компаратора напряжения и вторым переключающим контактом, выход усилителя мощности через второй переключающий контакт соединен со входом второго компаратора напряжения и первым переключающим контактом, первая запоминающая емкость через третий переключающий контакт соединена с выходом первого компаратора напряжения и пятым переключающим контактом, вторая запоминающая емкость через четвертый переключающий контакт соединена со входом повторителя напряжения и третьим переключающим контактом,выход повторителя напряжения подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя рассогласования, инвертирующий вход которого через пятый переключающий контакт соединен с выходом второго компаратора напряжения и четвертым переключакщим контактом, причем выход дифференциального усилителя рассогласования через размыкающий контакт схемы управления соединен с запоминающей емкостью сигнала рассогласования и регулирующим звеном источника регулируемого переменного напряжения. Кроме того, компараторы напряжения содержат полупроводниковые термоэлементы,имеющиь тепловой контакт, по крайней мере, с тремя безреактивными нагревателями, и операционные усилители, подключенные к выходу полупроводниковых термоэлементов.

На чертеже представлена функциональная схема калибратора напряжения. !

Схема устройства содержит источник 1 опорного напряжения, схему 2 управления, содержащую основное коммутирующее реле 3 с пятью переключающими контактами 4 - 8 и дополнительное реле 9 с размыкающим контактом 1О, первый компаратор 11 напряжения, состоящий из полупроводникового термоэлемента 12 и операционного усилителя 13, второй компаратор

14 напряжения, состоящий нэ полупро . водникового термоэлемента 15 и операционного усилителя 16, первую и вторую запоминакщие емкости 17 и 18, источник 19 регулируемого переменного напряжения, состоящий иэ последовательно включенных задающего генератора 20, регулирующего звена 21 и усилителя 22 мощности, дифференциальный усилитель 23 рассогласования, повторитель 24 напряжения, запомина-!

0 кицую емкость.. 25 сигнала рассогласования, переключатель 26 пределов выходного напряжения и -эадатчик 27 программы работы схемы управления.

Калибратор напряжения работает следующим образом.

Опорное напряжение с выхода источника 1 опорного напряжения через первый переключающий контакт 4 основного коммутирующего реле 3 поступает

20 на вход первого компаратора 11 напряжения. Выходной сигнал компаратора

11 через третий переключакщий контакт 6 заряжает первую запоминающую емкость 17. Далее по команде задатчи25 ка программы работы схемы управления, выполненного например, в виде реле времени, срабатывает основное коммутирующее реле 3, которое переключает свои контакты. При этом вход первого компаратора 11 напряжения подключается к выходу источника 19 регулируемого переменного напряжения, а его выходное напряжение через пятый переключающий контакт 8 подается на инвертирукщий вход дифференциального усилителя 23 рассогласования. Напряг,ение с первой эапоминакщей емкости

17 подается через третий переключающий контакт б и повторитель 24 напряжения на неинвертирукщий вход диффе40 ренциального усилителя 23 рассогласования. При неравенстве действующих значений выходных напряжений источника 1 опорного напряжения и источника

19 регулируемого переменного напряже4$ ния HB выходе дифференциального уси лителя 23 рассогласования возникает сигнал рассогласования, запоминаемый запоминающей емкостью 25 сигнала рассогласования и воздействукщий на рещ гулирукщее звено 21, стабилизируя выходное напряжение калибратора, т.е. поддерживая неизменным напряжение на выходе усилителя 22 мощности. В сработанном состоянии основного коммутирующего реле 3 опорное напряжение через первый переключающий контакт 4 поступает на вход компаратора 14 напряжения, аналогичный компаратору

13 напряжения, выходной сигнал которого через четвертый переключающий

40 контакт 7 запоминается эапоминакщей емкостью 18. Далее в момент возврата основного коммутирующего реле 3 в ,исходное состояние напряжение с запо-! минающего конденсатора 18 прикладывается к повторителю 24 напряжения и

I с

855573 согласования, о т л и ч i ю щ и йс s тем, что, с целью повькаения точ ности и расширения динамического диапазона измерения, дополнительно введены две запоминающие емкости, повторитель напряжения, размыкающий и пять переключающих контактов схемы управления, прн этом выход источника опорного напряжения через первый переключакщий контакт соединен со входом первого компаратора напряжения и вторым переключающим контактом, выход усилителя мощности через второй переключающий контакт соединен со входом второго компаратора напряжения и первым переключающим контах15 том, первая запоминающая емкость . через третий переключакщий контакт соединена с выходом первого компаратора напряжения и пятым. переключающим контактом, вторая, запоминающая

20 емкость через четвертый переключаю25

50 через него к неинвертнрующему входу дифференциального усилителя 23 рассогласования, к инвертирукщему входу которого, в свою очередь, прикладывается напряжение с выхода второго компаратора 14 напряжения. При неравенстве этих напряжений на выходе дифференциального усилителя рассогласования возникает сигнал-рассогласования, который воздействует на регулирующее звено 21. Для устранения влияния переходного процесса, возникающего на выходах компараторов во время перенлючения контактов основного коммутирующего реле З,на выходное напряжение калибратора предусмотрено дополнительное реле 9 с раэьикающим контактом 10. Это реле отключает выход дифференциального усилителя 23 рассогласования от регулирующего звена 21 иа время длительности переходного процесса. Регулирующее звено в это время управляется напряжением на запоминающей емкости 25 сигнала рассогласования. Использование в калибраторе дифференциального усилителя 23 рассогласования с большим коэффициентом подавления сигнала общего вида снимает с полупроводниковых термоэлементов компараторов 11 и 14 напряжения требование строгой идентичности и длительной стабильности их характеристик. Выполнение источника опорного напряжения многопредельным, а полупроводниковых термоэлементоас несколькими нагревателями позволяет исключить из калибратора индуктивиые делители напряжения, упростить структуру усилителя мощности и снизить требования ко входным параметрам поверяемых приборов, также повысить точность и расширить динамический диапазон измерения.

Формула изобретения

Калибратор переменного напряжения, содержащий источник опорного напряжения, источник регулируемого переменного напряжения, состоящий из последовательно включенных задающего генератора, регулирующего звена и усилителя мощности, схему управления, дифференциальный усилитель рассогласования, два компаратора напряжения и запоминающую емкость сигнала рас35

4S щий контакт соединена со входом повторителя напряжения и третьим переключающим контактом, выход повторителя напряжения подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя рассогласования, инвертирующий вход которого через пятый переключакщий контакт соединен с выходом второго компаратора напряжения и четвертым переключакщим контактом, причем выход дифференциального усилителя рассогласования через разьыкающий контакт схемы управления соединен с запоминающей емкостью сигнала рассогласования и регулирующим звеном источника регулируемого переменного напряжения.

2. Калибратор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что компараторы напряжения содержат полупроводниковые термоэлементы, имеющие тепловой контакт, по крайней мере, с тремя безреактивными нагревателями, и операционные усилители, подключенные к выходу полупроводниковых термоэлементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ройтман М.C. и др. Генераторкалибратор ГК-10А. - "Измерительная техника", 1975, 9 11, с. 84-85.

2. Фомичев 10.И. и др. Генераторкалибратор ГК-12А. "Известия ТПИ", 1974, т. 298, с. 66-70 (прототип).

855573 ,Составитель В. Костин

Редактор Л. Повхан Техред й. Еастелевн Корректор В. Синидкая

Закаэ 6901/65 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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