Измерительный преобразователь

 

Союз Советсммк

Соцмалистмчесими

Республик

ОПИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к летовскомю свидетельству

< 894583 (6l ) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 05.05.80 (2! ) 2920477/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30.12,81. Бюллетень И 48

Дата омубликоваммя описании 30.12,81 (5l)M. Кл.

Gi 01 Р 19102

Ibcyaayneonu4 «емитет

СССР ао делан изебретенвй и открытий (63) УДК 821.317 „

° 7 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Кандыбин

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования и измерения переменного напряжения в различных радиотехнических устройствах, например в многофункциональных вольтметрах.

Известно устройство для измерения переменного напряжения произвольной фо !

4, содержащее трансформатор, вторич» ная обмотка которого через выпрямители соединена со входами сумматора, при то этом индикатор подключен к выходу сумматора, а средняя точка вторичной обмотки трансформатора соеди иена с выходом генератора треугольного напряжения. Для т5 осуществления операции квадрирования применяются время-импульсные квадриру« юшие устройства с использованием линейно измеряющегося напряжения (1), К недостаткам данного устройства от20 носится необходимость обеспечения высокой стабильности амплитуды треугольного напр@кения, поскольку ее нестабильность в основном определяет погрешность иэ--

2 мерения и квадратичный характер функции преоб разования.

Известно также устройство для изме рения действующей величины электрического сигнала, содержащее вьтнрямитель, к выходу которого подключены послед вательно соединенные первый цороговьтй блок, блок управления, ключ, интегриру киций усигвттеиь и второй пороговый блок, причем выход последнего соединен со вторым входом блока управления, а к выхо» ду интегрирующего усилителя подключен генератор треугольного напряжения, вы» ищ которого соединен со вторыми входами ключа и обоих пороговых блоков 2 j, Недостатки данного устройства состоят в необходимости наличия выпрямителя, что уменьшает частотный диапазон в области высоких частот. а также эначитеа ном влиянии дрейфа нуля интегрирующего усилителя, выпрямителя и пороговых блоков.

Наиболее близким к предлагаемому является измерительный преобразователь

894583 переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения, содержащий последовательно соединенные блок управления, ключ и интегрирующий усилитель, подключенный к выходу уст5 ройства, а также генератор треугольного напряжения, выход которого соединен со входами первого и второго пороговых блоков и через инвертор - со входом третьего порогового блока. Вторые входы перво- 10 го и третьего пороговых блоков объеди1 иены и подключены ко входу устройства, и через пиковый детектор - ко входу генератора треугольного напряжения З ).

Основным недостатком устройства яв15 ляется иаличие погрешности преобразования, за счет влияния дрейфа нуля дифференциальных усилителей, на.основе которых выполнены пороговые блоки. При этом влияние дрейфа нарастает пропорционально уменьшению напряжения HG вхо» де преобразователя. цель изобретения - повышение точнос» ти преобразования переменного напряже ния в постоянное по уровню среднеквад»

25 рати ческого значения, Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий последовательно соединенные блок управления, ключ и интегрирующий й„зо ства, а также генератор треугольного напряжения, выход которого соединен со входами первого и второго пороговых блоков к через кнвертор - со входом третьего порогового блока, при этом вторые ç5 входы первого к третьего пороговых блоков объединены и подключены ко входу преобразователя и через пиковый детектор - ко входу Генератора треугольного напряжения„введены четыре управляемых 40 кнвертора, генератор, модулятор и четвертый пороговый блок, первый вход котороГо подключен к выходу инвертора, а второй вход - к выходу модулятора и второму входу второго пОроГОВого блОка при 4s этом управляемые инверторы включены между выходами пороговых блоков и соответствующими входами блока управления, вторые входы управляемых инверторов подключены к выходу генератора и второ- so му входу генератора треугольного напряженки, второй выход которого соединен со вторым входом ключа, а третий выходсо входом модулятора, второй вход котоРого подключен к выходу интегрирующеГО усилителя.

На чертеже представлена блок схема измерительного преобразователя.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 управления, ключ 2 и интегрирующий усижтель 3, а также генератор 4 треугольного напряжения, первый пороговый блок 5, второй пороговый блок 6, инвертор 7, третий порого вый блок 8, пиковый детектор 9, четыре управляемых инвертора 10-13, гене ратор 14, модулятор 15 и четвертый пороговый блок 16, Одни входы первого порогового блока

5 и третьего порогового блока 6 через пиковый детектор 9 соединены со входом генератора 4 треугольного напряжения, выход которого соединен со вторыми входами первого 5 и второго 6 пороговых блоков и через инвертор 7 - со входами третьего 8 и четвертого 16 пороговых блоков, вторые входы которых подключены к выходу модулятора 15. Выходы по роговых блоков 5, 6, 8 и 16 через управляемые инверторы 10, 11, 12 и 13 подключены к соответствующим входам блока 1 управления, выход которого через последовательно соединенные ключ 2 и интегрирующий усилитель 3 подключен к входу модулятора 15, второй вход которого соединен с третьим выходом. генератора 4 треугольного напряжения, второй вхсд которого подключен ко второму входу ключа 2. Вход пикового детектора 9 является входом устройства, а выход интегрирующего усилителя 3 - выходом..Преобразователь работает следующим образом.

На третьем выходе генератора 4 треугольного напряжения формируется двухполярное напряжение треугольной формы с амплитудой, равной напряжению на выходе пикового детектора 9, который определяет максимальное значение входного переменного сигнала вне зависимости от знака последнего. Напряжение на первом выходе генератора 4 треугольного напряжения такое же по форме и амплитуде, как и напряжение на третьем выходе, но фаза его изменяется скачкообразно от о нуля до 180 относительно последнего в GBBHcHMoc m От сигнала управления с выхода генератора 14. Модулятор 15фор- мирует двухполярный сигнал типа меандр с амплитудой, равной напряжению на вы» ходе интегрирующего усилителя 3. Управление модулятором осуществляется со второго выхода генератора 4 треугольного напряжения с частотой, в два раза мень» шей частоты напряжения треугольной формы. Пороговые блоки 5, 6, 8 и 16 по10

IS

4Ф

5 89 средством блока 1 управления управляют работой ключа 2, который формирует на входе интегрирующего усилителя 3 положительные треугольные импульсы с амплитудой, равной мгновенному значению входного сигнала вне зависимости от знака последнего, и отрицательные с амплитудой, равной мгновенному значению напряжения с выхода модулятора 15. Уп рввпяемые инверторы 10-13 представляют собой логические устройства, которые передают сигнал с инверсией ипи беэ ,нее в зависимости от управляющего на пряжения нв выходе генератора 14. Генератор 14 формирует сигнал типа мевндр с частотой, значительно меньшей частоты треуго ьного напряжения.

Первую половину периода напряжения с выхода генератора 14 кввдрирование входного переменного напряжения, имею щего положительный знак, осуществляется посредством первого порогового блока

S„a имеющего отрицательный знак - посредством третьего порогового блока 8.

Во вторую поповину периода напряжения с выхода генератора 14 квадрирование положительного входного напряжения осу» шествпйется посредством третьего порогового блока 8, а отрицательного - посредством первого порогового блока S.

Аналогично происходит квадрирование напряжения с выхода модулятора 15, среднекввдратическое значение которого рав» но напряжению на выходе интегрирующего усилителя 3, при этом используются вто рой пороговый бпок 6 и четвертый пороговый блок 16. В установившемся рехш ме следящая обратная связь, осуществляемая посредством интегрирующего усилителя 3, обеспечивает равенство квадра та среднеквадратического значения входного переменного напряжения квадрату среднеквадрвтического значения напряжения с выхода модулятора 15, т.е. равенство напряжения на выходе преобраэова тепя среднекввдратическому значению входного напряжения.

Сравнительные испытания предлагаемо» . го преобразователя с известным показы»

4583 Ь вают, что прн сигнале типа меандр на пределе измерения 1 В, изменяющемся

ar 0,1 до 1 В, выигрыш в точности пре образования составляет от 20 до 200 у раз.

Формула изобретения

Измерительный цреобраэоватепь, оодер» жаший последовательно соединенные блок управления, ключ и интегрирующий усилитель, подключенный к выходу устройства, а также генератор треугольного напря женки, выход которого соединен со входа ми первого и второго пороговых бажов и через инвертор - со входом третьего порогового блока, при этом вторые вхо ды первого и третьего пороговых блоков объединены и подкпючены ко входу преоб» разоватепя и через пиковый детектор ко входу генератора треугопьного напря,жения о т и и ч а ю шийся тем, что, с цепью повышения точности преобразования, в него введены четыре управляемых инвертора, генератор, модупятс р и четвертый пороговый блок, первый вход которого подключен к выходу инвертора а второй вход - к выходу модулятора и второму входу второго порогового блока, при этом управляемые инверторы включи ны между выходами пороговых бажов и соответствующими входами блока управления, вторые входы уиравпяемых инвер торов подключены к выходу генератора и второму входу генератора треугольного иа пряжения, второй выход которого соеди» нен со вторым входом ключа, а третий вы ход - со входом модулятора, второй вход которого подключен к выходу интегрирую

llIeFo усилитейя

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3064192, IIII. 324-118, опубпик. 1962.

2. Заявка Франции М 2298111, кп. G 01 Н 19/02, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2663931/21, кл. б 01 В 19/02, 1979 (прототип).

894583

Составитель А. Волков

Редактор И. Михеева Техред А. Ач Корректор С, Шомак ,Заказ 11478/72 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Noczaa, Ж 35, Раушская наб„д. 4/5

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