Устройство для сравнения синфазных переменных напряжений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»947778

:1)i "" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.80 (21) 2934632/18

Р1 М К з с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

С- 01 R 19/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317. .7(088.8) Опубликовано 300782 Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30 ° 07 82 (72) Авторы изобретения

Ю.К.Рыбин и Б.Л.Грошев

ЛЯ 1 Й, Й:- ° е.

Научно-исследовательский институт злектронней интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени поливехнич@Чком ..., институте им. С.И.Кирова

:з е D 4 û т f «а;л (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ СИНФАЗНЫХ

ПЕРЕИЕНН61Х НАПРЯЖЕН ИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве нуль-индикатора в метрологических установках для поверки масштабных устройств.

Известно устройство для сравнения синфазных переменных напряжений, содержащее два параллельных канала, каждый из которых имеет последовательно соединенные повторитель, усилитель и преобразователь, вьтчитатель, входы которого соединены с выходами преобразователей, последовательно соединенные ЫДМ-усилитель, вход которого присоединен к выходу вычитателя, и индикатор Г13.

Недостатком известного устройства является нестабильность показаний индикатора, обусловленная наличием раэностной нестабильности параллельных каналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения синфазных переменных напряжений, содержащее блок калибровки чувствительности, два входа которого соединены с входными клеммами устройства, последова- тельно соединенные блок сравнения, два входа которого раздельно присоединены к выходам блока калибровки чувствительности, перемножитель, выполненный в виде синхронного детектора, фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, выход которого соединен с выходной клеммой устройства, формирователь опорного напряжения, вход которого соединен с одним из входов блока сравнения, а выход подключен к другому входу перемножителя (21.

Недостатком известного устройства является необходимость его ручной калибровки перед каждым измерением, что снижает быстродейетвие устройства и приводит к увеличению погрешности измерения в случае сравнения напряжений с изменяющейся амплитудой.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения синфазных переменных напряжений, содержащем блок сравнения, последоватдлЬно соединенные фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, выход которого соединен с клеммой устройства, и перемножитель, входы блока сравнения присоединены соответственно к входным клеммам устрой947778 ства и дополнительно введены дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом перемножителя, неинвертируюций вход присоединен к выходу блока сравнения, а выход подключен к входу фильт- 5 ра нижних частот и одному иэ входов перемножителя, и последовательно соединенные преобразователь и сумматор, причем вход преобразователя и другой вход сумматора соединены с одной иэ входных клемм устройства, а выход сумматора присоединен к дру-, гому входу перемножителя.

На чертеже изображена блок-схема устройства, l5 устройство содержит последователь но соединенные блок 1 сравнения, два входа которого раздельно присоединены к входным клеммам устройства, дифференциальный усилитель 2, соединенный с выходом блока 1 сравне-, ния неинвертирующим входом, фильтр

3 нижних частот и усилитель 4 постоянного тока, выход которого соединен с выходной клеммой устройства, перемножитель 5 и последовательно соединенные преобразователь б и сумматор 7. Выход перемножителя 5 соедйнен с инвертирующим входом диффереи" . циального усилителя 2, один вход подключен к выходу дифференциального э0 усилителя 2, а другой соединен с выходом сумматора 7, Вход преобразователя б и другой вход сумматора 7 присоединены к одной иэ входных клемм устройства. 35

Работа устройства происходит следующим образом, Сравниваемые синусоидальные переменные напряжения 0„ и 0, являющиеся синфаэными, через входные клеммы 40 устройства поступают на входы блока

1 сравнения, на выходе которого формируется напряжение 0Р, пропорцио" нальное разности сравниваемых напряжений., т.е. Op = (О„- 01) kq p где 45

k - коэффициент передачи блока 1 сравнения. Напряжение Up с выхода блока 1 сравнения через дифференциальный усилитель 2 поступает на один из входов перемножителя 5. Од" новременно одно из сравниваемых иаI пряжений UÄ, принятое за образцовое, поступает на вход преобразователя б и один иэ,входов сумматора 7. Преобразователь б представляет собой ли-.. нейный преобразователь переменного напряжения в постоянное и его выходное напряжение Пб .по абсолютному значению равно сравниваемому напряжению Vg ° принятому за образцовое

U6 /дI. При этом на выходе сумма»,бО тора 7 ормируется напряжение U>

10 f.+ U„, которое при любом значении U> отлично от нуля. Напряже-. ние U> с выхода сумматора 7 поступа" ет на другой вход перемножителя 5.

Дифференциальный усилитель 2 совместно с перемножителем 5, включенным в цепь его параллельной отрицательной обратной связи, осуществляет деление выходного напряжения U p = (tt< - б ) ° k блока 1. сравненйя на выходное напряжение U = (U„t + U„ сумматора 7, в результате чего на выходе дифференциального усилителя 2 формируется напряжение, содержащее постоянную составляющую, прямо пропорциональную .амплйтуде выходного напряжения 0< блока 1 сравнения, равного разности сравниваемых напряжений U< и U<, и обратно пропорциональная амплитуде выходного напряже" ния U = ) 01 l + U сумматора 7, сформйрованйого из сравниваемого напряжения U, принятого эа образцовое, а также переменная составляющая. Напряжение с выхода дифференциального усилителя 2 поступает на вход фильтра 3 низких частот, который осуществляет его усреднение, а с его выхода через усилитель 4 постоянного тока подается на выходную клемму устройства, При этом выходное напряжение

U4. устройства оказывается равным . где kq, k<, k5 - коэффициенты передачи дифференциального усилителя 2, усилителя 4 постоянного тока и перемножителя 5 соответственно.

При достаточно большом значении коэффициента К передачи дифференциального усилителя 2 выходное напряжение U устройства равно

UMcP 1бР}К К4.

-7 "о асе 5 где 0 1ср " 1@р " средние значения сравйиваемых напряжений U è U, ф "- †в относительная раэ

S Фициент передачи блока сравнения 1, перемножителя. 5 и усилителя 4 постоянного тока.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа на выходе формируется постоянная составляющая, пропорциональная относи-.

947778

10,Формула изобретения

Составитель С.Вейский

Техред С. Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Редактор H.Ãðèøàíoâà

Заказ 5645/69 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельной разности сравниваемых синфаэных переменных напряжений, которая при неизменном значении указанной относительной разности остается постоянной по величине при изменении амплитуды сравниваемых напряжений, Это позволяет исключить операцию калибровки устройства перед измерением, повысить быстродействие устройства и его точность. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить производительность труда при поверке масштабных устройств и производить точные измерения, когда аМплитуды сравниваемых напряжений существенно изменяются за время измерения.

Устройство для сравнения синфаэных переменных напряжений, содержащее блок сравнения, последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, выход которого соединен с выходной клеммой устройства, и перемножитель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, входы блока сравнения присоединены соответственно к входным клеммам устройства и дополнительно введены дифференциальный усилитель, инвертируюший вход которого соединен с выходом перемножителя, неинвертируюций вход присоединен к выходу блока сравнения, а выход подключен к входу фильтра нижних частот и одному из входов перемножителя, и последовательно соединенные преобразователь и сумматор, причем вход преобразователя и другой вход сумматора соединены с одной из входных клемм устройства, а выход сумматора присоединен к другому входу перемножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Калиниченко Н.П. Дифференциаль ные указатели переменных напряжений. — "Известия ТПИ", 1974, т. 298, Томск, изд-во ТГУ, с. 73, рис. 2.

2. Грошев Б.Л. Дифференциальный указатель синфаэных переменных напряжений,Сб. "Стандартизация и измерительная техника", вып. 3, Красноярск, 1977, с. 133-136 (прототип).