Преобразователь действующего значения напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< в 974576 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 200581 (2! ) 3290830/18-21 с присоединением заявки (чо— (23) Приоритет—

Опубликовано 1511.82. Бюллетень М 42 (51) М. Кт!.

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б81. 325 (088.8) Дата опубликования описания 1511,82 (72) Авторы изобретения

В.А.ЮРманов, Э.К.Шахов, В.И.Шляндин и В,.! Л,, """- i" f63ÈË q

НА тсН ГН0

1д

Пензенский политехнический институт (7!) Заявитель

1ИБЛщ, - (д (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ

HAIIPHXEHHH

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении аналоговых и цифровых вольтметров переменного тока.

Известен преобразователь действующего значения напряжения в постоянное напряжение, в котором используются два преобразователя среднего значения напряжения и формирователь опорного напряжения(1).

Недостатками данного преобразователя являются наличие сложного узла-формирователя опорного напряжения, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий переключатель, устройство управления, квадратичный преобразователь напряжения в частоту, формирователь компенсирующего напряжения, переключатель, первый счетчик, схему совпадения кодов, счетчик, причем первый вход переключателя соединен " выходом формирователя компенсирующего напряжения, а выход — co входом квадратичного преобразователя напряжения в частоту выход последнего через переключатель подключен к входам счетчиков, выход схемы совпадения кодов соединен с одним иэ входов формирователя компенсирующего напряжения, а входы первый — с выходом счетчика, второй с выходами счетчика и устройства управления, и входом формирователя компенсирующего напряжения, второй вход переключателя подключен к входной клемме и входу устройства управления, второй выход последнего связан с управляющими входами переключателей.

Работа преобразователя осуществляется в два цикла и програлыируется устройством управления 2).

Недостатком данного преобразователя является невысокое быстродействие, так как на одно преобразование затрачивается время,по крайней мере, не меньшее, чем 4и+1 периодов входного сигнала, где и — число десятичных разрядов кода.

Цель изобретения — повышение бы-. стродействия.

25 для достижения поставленной цели в преобразователь действующего значения напряжения, содержащий первый переключатель, квадратичный преобразователь напряжения в частоту

30 и второй переключатель, соединенные

974576 йоследонательно, устройство управления, первый вход которого подключен к входной клемме и первому входу первого переключателя,а выход к управляющим входам первого и второго переключателей, формирователь ком- S пенсирующего напряжения, выход которого связан со вторым входом первого переключателя, введены генератор стабильной частоты, первый и второй ключи, два двоичных умножителя и ана- 10 лизатор частот, причем выход генератора стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя непосредстненно, а с первым входом второго — через нторой ключ, вторые входы первого и второго двоичных умножителей подключены к выходам второго переключателя и первого ключа соответственно, управляющие входы ключей соединены с управляющим входом второго переключателя,информационный вход последнего соединен с информационным:входом первого ключа, первый и второй входы анализатора частот подключены к выхо-25 дам двоичных умножителей, а первый выход соединен с нходбм формирователя компенсирующего напряжения,второГ выход соединен с вторым входом устройства управления и с управляющими входами двоичных умножителей.

На чертеже показана структурная схема преобразователя.

Схема содержит первый переключатель

1, устройство 2 управления, квадра- 35 тичный преобразователь 3 напряжения в частоту, формирователь 4 компенсирующего напряжения, второй переключатель 5, генератор б стабильной частоты, дна ключа 7 и 8, два дво- 4Q ичных умножителя 9 и 10, и анализатор 11 частот, причем первый переключатель 1, квадратичный преобразователь 3 напряжения в частоту и второй переключатель 5 соединены после- 45 довательно, первый вход устройства 2 управления подключен к входной клемме и к первому входу первого переключателя 1, а выход — к управляющим входам первого 1 и второго 5 переключателей, выход формирователя 4 компенсирующего напряжения связан со вторым входом первого переключателя 1, выход генератора 6 стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя 9 непосредствен- 55 но, а с первым входом второго двоичного умножителя 10 — через второй ключ 8, вторые входы первого 9 и второго 10 двоичных умножителей подключены к выходам второго пере- 60 ключателя 5 и первого ключа 7 соответственно, управляющие входы ключей 7 и 8 соединены с управляющим входом второго переключателя 5,информационный вход последнего соединен с информационным нходом первого ключа 7, первый и второй входы анализатора 11 частот подключены к выходам двоичных умножителей 9 и 10, а первый выход соединен со входом формирователя 4 компенсирующего напряжения, второй выход соединен со вторым входом устройства 2 управления и с управляющими входами двоичных умножителей 9 и 10.

Работа преобразователя осущестнляется н дна цикла и программируется устройством 2 управления.

В первом цикле T равном или кратному периоду Т преобразуемого напряжения 0 ®, в управляющий счетчик первого двоичного умножителя 9 с выхода квадратичного преобразователя 3 напряжения н частоту поступает число N импульсон, равное

g< f AT =К7 чТ 3 умТ, Х 0 Х Х.А где f - выходная частота квадратичк ного преобразователя 3 напряжения в частоту;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, mT„= TЧ„, m — 1,2,3... — целое число, постоянное напряжение, V действующее значение преобразуемого напряжения.

Одновременно в управляющий счетчик второго двоичного умножителя 10 через ключ 8 поступает число и импульсов

N = fîm ТХ> где Гр - выходная частота генератора б стабильной частоты.

Двоичные умножители имеют следующую функцию преобразования и ebony, и где - выходная частота двоичного умножителя, N — код управляющего счетчика, М вЂ” емкость всех счетчиков, f - опорная частота.

Следовательно, по истечении первого цикла Т с ныхода первого двоУ ичного умножителя 9 на первый вход анализатора 11 частот непрерывно поступает частота ! „= — КМт, 0 - д). о 1. о

Во втором цикле Т на вход квадра9г. тичного преобразователя 3 напряжения в частоту подключается компенсирующее напряжение Ь с выхода формирователя 4 компенсирующего чапряже974576 2. оп х и заданной погрешностью преобразования.,При погрешности, равной 0,1Ъ

=7<

Если N = 10000 и минимальное энаь чение f = 10 Гц, то = 10 с. Отсю- 35 да Т = 7 10 с. Для достижения анаця. логичной точности в устройстве-прототипе длительность второго цикла преобразования равна 16mT> . Таким образом, видно, что предлагаемое устройство обладает большим быстродействием, особенно в области инфранизкого и низкого частотного диапазонов.

Кроме того, у предлагаемого устройства имеется возможность увеличения быстродействия путем увеличения быстродействия квадратичного преобразователя напряжения частота, без потерь в точности всего преобразования.

30 ния. При этом выход квадратичного преобразователя 3 напряжения в частоту соединен через первый ключ 7 со вторым входом второго двоичного умножителя 10. Выходная частота f этого умножителя равна

2 о

4: и к N, К х("о-Ч„ ) где f — частота с.выхода квадратичного преобразователя 3 напряжения в частоту во втором цикле.

Анализатор 11 частот непрерывно сравнивает две частоты 1 и Г и дает соответствующий сигнал формирователю 4 компенсирующего напря15 жения о необходимости изменения 0„ .

По достижении равенства частот

Г =f получаем Чк -- V и управляющий код в формирователе 4 компенсирующего напряжения пропорционален действующему значению преобразуемого напряжения. На этом кончается второй цикл и далее работа преобразователя осуществляется аналогичным образом. 25

Длительность второго цикла преобразования определяется значением постоянной времени

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения напряжения, содержащий первый переключатель, квадратичный преобразователь напряжения в частоту и второй переключатель, соединенные последовательно, устройство управления, первый вход которого подключен к входной клемме и первому входу первого переключателя, а выход к управляющим входам первого и второго переключателей, формирователь компенсирующего напряжения, выход которого связан с вторым входом первого

Ь ереключателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор стабильной частоты, первый и второй ключи, два двоичных умножителя и анализатор ча"тот, причем выход генератора стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя непосредственно, а с первым входом второго — через второй ключ, вторые входы первого и второго двоичных умножителей подключены к выходам второго переключателя и первого ключа соответственно, управляющие входы ключей соединены с управляющим входом второго переключателя, информационный вход последнего соединен с информационным входом первого ключа, первый и второй входы анализатора частот подключены к выходам двоичных умножителей, а первый выход соединен с входом формирователя компенсирующего напряжения, второй выход соединен с вторым входом устройства управления и с управляющими входами двоичных умножителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 201535, кл. Н 03 К 13/20, 1967.

2. Мартяшин A.È. Шахов Э.К и

Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения M., "Энергия", 1976, с 180 (прототип) 974576

Составитель Н.Козлов

Техред А Бабинец Корректор Н.Король

Редактор A.Äoëèíè÷

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

Заказ S734/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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