Преобразователь среднеквадратического значения напряжения
ОП ИСАНИНА
ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиии Социалистических Республик (б! ) Дополнительное к ает. сеид-ву (22)Заявлено 13.06.80 (21) 2940323/18-21 с присоединениеет заявки М (23) Приоритет (5I)NL. Кл. G 01 R 19/02 тЪеудэретееииыИ кеиитет СССР ию делан изебретеиий и аткрытий (53) УДК 621.317. 7(088.8) Опубликовано 30.04. 82. Бюллетень М 16 Дата опубликования описания 30.04.82 (72) Авторы изобретения Ю.А. Пасынков и С.В. Рубан (71) Заявитель Новосибирский электротехнический инстит (54) ПРЕО6РАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ 1 Изобретение относится к электро.измерительной технике и предназначе но для использования при создании амперметров и вольтМетров среднекаад ратического значения. Известен преобразователь средне- . квадратического значения напряжения:, содержащий электротепловой компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, .а дру! О гой вход - с выходом источника образцового напряжения, усилитель некомпенсации, вход которого подклю" чен к выходу электроток плового компаратора, а выход через блок управ35 . ления — к управляющему входу усили" теля с регулируемым коэффициентом передачи 11) . Недостаток устройства - узкая час-20 тотная полоса преобразуемого напряжения. Наиболее близким технйческим ре- . шением к предлагаемому является преобразователь среднеквадратического значения напряжения, содержащий электротепловой компаратор, первый из входов которого подключен к выходу источника образцового напряжения, второй вход — к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи и к первому входу блока дискретного масштабного преобразователя, включающего в свой состав генератор импульсов, а выход через усилитель некомпенсации — к первому входу переключателя, второй вход которого связан с общим входом устройства, а первый выход — с одним из входов усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, блок памяти, вход которого подключен ко второму выходу переключателя, а выход - к другому входу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока дискретного масштабного преобразователя, а второй вход - с 92459 одним из выходов источника вспомогательного напряжения, другой выход ко. торого подключен к третьему входу переключателя, блок управления, первый выход которого соединен со вторым входом блока дискретного масштабного преобразования, второй выход — с четвертым входом переключа- . теля, третий выход - со входом индикатора, а вход - с выходом блока 10 сравнения (21. Недостаток устройства связан с I незначительной частотной полосой при большой регулируемой глубине обратной связи усилителя иэ-за трудности 1S обеспечения устойчивой работы усилителя во всем диапазоне регулирования. 4ель изобретения — расширение частотного диапазона преобразуемого 20 напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь среднеквадрати-. ческого значения напряжения, содержащий электротепловой компаратор, первый из входов которого подключен к выходу источника образцового напряжения, а выход — к входу усилителя некомпенсации, переключатель, один из сигнальных входов которого соединен 30 с общим входом устройства, другой сигнальный вход — с выходом усилителя некомпенсации, а управляющий входс первым выходом блока управления, генератор импульсов, блок сравнения, введены два счетчика импульсов, триггер, широтно-импульсный модулятор, два ключа и блок совпадения, причем счетный вход первого счетчика импульсов подключен.к выходу генератора .импульсов непосредственно, а счетный вход второго счетчика импульсов " через первый из ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока совпадения, разрядные выходы обоих счетчиков импульсов подключены к входам блока сравнения „ выход которого соединен с одним из входов .триггера, другой вход триггера подключен к выходу старшего разряда первого счетчика импульсов, а вы- Ж ход - к управляющему входу второго ключа, установленного между выходом переключателя и вторым входом электротеплов6го компаратора, вход сброса второго счетчика импульсов соединен с вторым выходом блока управления, сигнальный вход широтнр-импульсного модулятора подключен к выходу усилиСреднеквадратическое значение последовательности импульсов, пропорциональных напряжению компенсации компаратора 3, соответствует ос, - иЯ (1) Образованная замкнутая статическая система первого порядка стремится к установлению равенства (2) (10@ = 00= 1 где 0О= - постоянное напряжение с выхода источника и образцового напряжения. Учитывая (1), имеем (3) 0 4 теля некомпенсации, синхраниэирующий вход - к третьему выходу блока управления, а выход - к одному из входов блока совпадения, другой вход которого соединен с четвертым выходом бло" ка управления. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя среднеквадратического значения напряжения.1 Устройство содержит переключатель 1, ключ 2, электротепловой компаратор 3, источник 4 образцового напряжения, усилитель 5 некомпенсации, широтно-импульсный модулятор б, блок 7 совпадения (логический элемент И), ключ 8, генератор 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, блок 11 сравнения, счетчик 12 импульсов, триггер 13 и блок 14 управления. Устройство работает следующим образом. Работа происходит в два такта.На первом такте переключатель 1 замыкается в положение, в котором электротепловой компаратор 3 подключается через ключ 2 и переключатель 1 ко входу устройства. Измеряемое напряжение подается ко входу электротеплового компаратора 3 в течение интервалов времени, определяемых длительностью импульса Я с выхода триr-гера 13 и формируемых с постоянным периодом Т, задаваемым блоком 14 управления. Триггер 13 устанавливается в единичное состояние в момент переполнения счетчика 12 импульсов и в нулевое - при равенстве кодов в счетчиках 10 и 12 импульсов. Установка же в нулевое состояние счетчика 10 производится блоком 14 управле.— ния в конце каждого периода Т. 924590 Формула изобретения = "вью - = "о Е откуда 5 После окончания всех переходных процессов блок 14 управления запрещает прохождение импульсов с выхода — : широтно"импульсного модулятора 6 через блок 7 совпадения на управляющий вход ключа 8. При этом в счетчике 10 импульса остается записанным код, пропорциональный найряжению Uoc, в момент установления равенства 1ос = 1ф=, 8о втором такте блок 14 управления переключает переключатель 1 в положение, в котором на электротепловой компаратор 3 подается последовательность импульсов с амплитудой, равной ампли уде выходного напряжения 0 вы„, с тем же постоянным перио. дом Т, задаваемым блоком 14 управления и длительностью импульсов Т, 2О зафиксированной в счетчике 10 импуль сов в конце первого такта. Образованная замкнутая статическая система стремится к состоянию равновесия, при котором среднеквадратическое значение последовательности импульсов становится эквива" лентным постояннЬму напряжению ис,точника образцового напряжения 4 "вых — T = " =, (4 Так как во втором такте 7., T,U+ астались такими же как и в конце первого такта, то из (3) и (4) следует, что 35 "вы = " . (6) Из выражения (6) видно, что преобразователь осуществляет линейное преобразование среднеквадратического значения входного сигнала в постоянное напряжение. Преобразователь работает в одной точке характеристики электротеплового компаратора. 3. Преобразование напряжения некомпенсации в интервал времени, запоминание того интервала времени и замена усилителя с регулируемым коэффициентом передачи на ключ, открываемый на зафиксированный интервал времени, позволяет существенно расширить частотный диапазон преобразователя. Преобразователь среднеквадратического Значения напряжения, содержащий электротепловой компаратор,первый из входов которого подключен к выходу источника образцового напряжения, а выход - к входу усилителя некомпенсации, переключатель, один иэ сигнальных входов которого соединен с общим входом устройства, другой сигнальный вход - с выходом уси" лителя некомпенсации, а управляющий вход - с первым выходом блока управления, генеоатор импульсов, блок сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона преобразуемого напряжения, в него введены два счетчика импульсов, триггер, широтно-импульсный модулятор, два ключа и блок совпадения, причем счетный. вход пер" вого счетчика импульсов подключен к выходу генератора импульсов непосред" ственно, а счетный вход второго счетчика импульсов - через первый из ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока совпадения,разрядные выходы обоих счетчиков импульсов подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с одним из входов триггера, другой вход триггера подключен к выходу стар. шего разряда первого счетчика импульсов, а выход — к управляемому входу второго ключа, установленного между выходом переключателя и вторым вхо" дом электротеплового компаратора, вход сброса второго счетчика импуль" сов соединен с вторым выходом блока управления, сигнальный вход широтноимпульсного модулятора подключен к выходу усилителя некомпенсации, синхронизирующий вход — к. третьему выходу блока управления, а выходк одному .из входов блока совпадения, другой вход которого соединен с .четвертым выходом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. К., "Вища школа", 1971, с. 509-510. 2. Авторское свидетельство СССР и 221 163, кл. С 01 R 19/26,1966.
