Устройство для сравнения напряжений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i »894664 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву М 636584 (22) Заявлено 04. 04. 80 (21) 2904371/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 05 В 1/01

Государственный комитет

СССР во делам изобретений . и открытий

Опубликовано 30. 12.81. Бюллетень № 48 (53) УДК621. 374. . 3 3(088. 8) Дата опубликования описания 30. 12. 81 (72) Авторы изобретения

Э.И. Цимбалист и С.А. Пожидаев

Томский ордена Октябрьской Революции н ордена

Красного Знамени политехнический институт им. С.N. Кирова

Трудового . (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к классу прецизионных сравнивающих устройств, применяемых для измерения разности действующих значений двух переменных напряжений по методу периодического сравнения, и может быть использовано при построении прецизионных индикаторов отклонения напряжения от установленного уровня.

По основному авт. св. 9 636584

1О известно устройство для сравнения напряжений, содержащее автоматический переключатель, первый усилитель, измерительный преобразователь, фильтр

1S нижних частот, схему управления, сое диненную с одним из входов переключателя, два других входа которого соединены с выходами источников сравниваемых сигна20 лов, а выход переключателя через первый увилитель соединен со входом измерительного преобразователя, выход которого соединен со входом первого блока выборки и хранения информации и с первым входом второго блока выборки и хранения информации, выходы которых соединены со входами вычитающего блока, выход которого соединен с выходом устройства и со входом вто- рого усилителя, при этом выход второго усилителя подключен через третий блок выборки и хранения информации ко второму входу второго блока выборки и хранения информации, а второй выход второго блока выборки и хранения информации соединен через третий усилитель и фильтр нижних частот с управляющим входом первого усилителя, а с управляющими входами первого, второго и третьего блоков выборки и хранения информации.соединены второй, третий, четвертый выходы блока управления (11.

Недостатком известного устройства является низкая точность сравнения напряжений вследствие влияния аддитивной погрешности измерительного преобразователя.

11ель изобретения — повышение точности сравнения напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены блоки выделения максимального и минимального значений напряжения, дополнительный блок вычитания и делитель напряжения, выход которого является выходом устройства, а вход через дополнительный блок вычитания подключен к выходам блоков выделения максимального и минимального значений напряжения, информационные входы которых соединены с выходом основного блока вычитания, а управляющие входы соответственно со вторым и третьим выходами блока управления.

На фиг. 1 представлена схема устройства для сравнения напряжений, а на фиг. 2 и 3 — эпюры, иллюстрирующие принцип сравнения двух переменных напряжений при наличии аддитивной погрешности — медленного относительно периода коммутации дрейфа.

Устройство (фиг. 1) содержит авто— матический переключатель 1, усилитель

2, который через фил-.тр 3 нижних частот соединен с управляющим входом усилителя 4, выход которого соединен со входом измерительного преобразователя

5, второй фильтр 6 нижних частот, блоки 7 и 8 выборки и хранения информации, выходы которых подсоединены ко входам бгока 9 вычитания, усилитель 1О, блок 1! выборки и хранения информации, блок 12 управления, блоки 13 и 14 выделения максимального и минимального значений напряжения, дополнительный блок 15 вычитания и делитель 16 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

1<оммутирующее прямоугольное напряжение (фиг. 2с1) поступает из бло— ка 12 управления на управляющий вход автоматического переключения 1, который поочередно подключает сравниваемые напряжения U < и U, на вход усилителя 4. На выходе усилителя 4 образуется амплитудно-модулированное напряжение, амплитуда огибающей которого несет инсрормацию о разности значений сравниваемых сигналов 0 1 и 00 (Ф,„, на фиг. 2 ). Измерительный пре— образователь 5 выделяет огибающую амплитудно-модулированного напряжения, и после фильтрации второй гармо94664

4 ники в фильтре 6 нижних частот сигнал псступает на входы блоков 7 и 8 выборки и хранения информации. Для записи в блоки 7 и 8 измерительной информации (фиг. 2д) после окончания переходных процессов на фильтре 6 нижних частот блок 12 управления формирует две последовательности строб-импульсов (фиг. 25, Ь), при этом ках дый импульс в последовательности формируется. в конце соответствующего полупериода коммутирующего напряжения (фиг. 2d).

При воздействии строб-импульсов на блоки 7 и 8 обновление информации в этих блоках производится, таким образом, через интервалы времени, равные Т„ . При условии отсутствия линейного дрейфа измерительного преобразователя 5 выходные напряжения блоков 7 и 8 представляли бы собой постоянные напряжения, отличающиеся друг от друга на величину полезной информации од (фиг. 21.,В). Но поскольку выходное напряжение реального электротеплового преобразователя представляет собой сумму полезной информации с периодом повторения Т1, и медленного (относительно Тк) линейного дрейфа (фиг. 22), то выходные сигналы блоков 7 и 8 представляют собой ступенчатые напряжения (фиг. 2е,ж). Эпюра (фиг. 2а), показывающая выходное напряжение блока 9 вычитания, показывает, что при наличии аддитивной погрешности выходное напряжение содержит наряду с постоянной по величине полезной информацией Ф,А переменную составляющую частоты коммутации Ту являющуюся паразитным сигналом, приводящим к снижению точности измерения. Естественно, что величина амплитуды помехи прямо пропорциоиальна периоду коммутирующего напряжения Т < и пропорциональна Сс1с(., где * -угол наклона прямой линейно нарастающего напряжения измерительного преобразователя.

Для исключения мешающей переменной составляющей выходное напряжение блока 9 (фиг. 2Ъ и Зс1) подается на входы блоков 13 и 14 выделения максимального и минимального значений напряжения стробирование работы блоков 13 и 14 осуществляется синхронно со стробированием блоков 7 и

8 при помощи последовательностей импульсов-стробов (фиг. 25, Ьи ЗБ,Ь).

Как следует из эпюр (фиг. Зъ, Э), блок

14 запоминает и хранит напряжение, 894664 соответствующее минимальному. уровню выходного напряжения блока 9 (фиг. Зь)

) а блок 13 запоминает и хранит напрякение, соответствующее максимальному напряжению блока 9 (фиг. 33).

После вычитания в дополнительном блоке 15 вычитания и деления пополам в делителе 16 на выходе устройства остается лишь полезная информация о „(фиг. Зе), Таким образом, в предлагаемом устройстве путем вычисления среднего арифметического при помощи системы стробирования с запоминанием удается значительно ослабить аддитивную погрешность измерительного преобразователя, сохранив при этом требуемое быстродействие системы. Применение подобного устройства для построения дифференциальных указателей напряжений позволяет создать точные высокочувствительные устройства периодического сравнения действующих значений переменных напряжений с высоким быстродействием.

Формула изобретения

Устройство для сравнения напряжений по авт. св. Ф 636584, о т л и—

5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поповышения точности сравнения напряжений, в него введены блоки выделения максимального и минимального значений напряжения, дополнительный блок вычи-!

О тания и делитель напряжения, выход . которого является выходом устройства, а вход через дополнительный блок вычитания подключен к выходам блоков выделения максимального и минималь15 ного значеный напряжения, информационные входы которых соединены с выходом основного блока вычитания, а управляющие входы соответственно с вторым и третьим выходами блока

20 управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

Р 636584, кл. G 05 В l/01, 1976

2S (прототип).

894664

Составитель С. Белан

Редактор Е. Папп Техред М. Надь 1<орректор У. Пономаренко

Заказ 11487/76 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ 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