Измерительный преобразователь
. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из соединенных последоБательно усилителя, квадратичного детектора и блока линеаризации, входной блок, выход которого соединен с первыми входами усилителей обоих каналов, первыйделитель напряжения, включенный между выходом первого усилителя и вторьм входом второго усилителя , второй делитель напряжения. подключенный входом к выходу блока линеаризации второго канала, и числительный блок, входы которого соединены с выходами блоков лйнеаризацид обоих каналов, а управляющий выход - с управляющими входами усилителей обоих каналов, отличающийся тем, что,С целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены соединенные последовательно источник опорного напряжения и ключ, выхоД которого соединен с входом блока линеаризации второго канала, управлякяций вход - с управляюцим выходом вычислительного блока, а выход второСП го делителя напряжения соединен со вторым входом первого усилителя.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесиих
РЕСПУБЛИК
g(51) G 01 R 19/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ФвМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРьп ий (21) 3359183/18-21 (22) 03.12.81 (46) 15.04 ° 83. Бюл. Р 14 (72) M.Ä.Кротов (53) 621.317.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 373635,êë. G 01. R 19/22,18.02.71.
2. Авторское свидетельство СССР
9 473958, кл. G 01 8 19/22,27.07 ° 72 (прототип) .. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый н второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из соединенных последовательно усилителя, квадратичного детектора и блока линеаризации, входной блок, выход которого соединен с первыми входами усилителей обоих каналов, первый делитель напряжения, включенный между выходом первого усилите„„SU„„1612151 А ля и вторым входом второго усилителя, второй делитель напряжения, подключенный входом к выхоцу блока линеаризации второго канала, и вы числительный блок, входы которого соединены с выходами блоков лйнеариэации обоих каналов, а управляющий выход — с управЛяющими входами усилителей обоих каналов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены соединенные последовательно источник опорного напряжения и ключ, выход которого соединен с входом блока линеаризации второго канала, управляющий вход — c управляющим выходом вычислительного блока, а выход второго делителя напряжения соединен со вторым входом первого усилителя.
1012151
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в преобразователях переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения.
Известен измерительный преобразователь, содержащий переключатели, основной.и дополнительный усилители, детекторы, запоминающие ячейки, регистрирующий прибор, последовательно подключенные к выходу основного детектора усилитель и управляемый делитель, а также релейный нуль-орган и преэиционный делитель постоянного тока, причем выход последнего, включенный встречно с дополнительным детектором, подсоединен через релейный нуль-орган, переключатель и запоминающую ячейку к управляющему входу управляемого делителя, выход которого через переключатель и эапо- 20 минающую ячейку соединен с регистрирующим прибором 1 .
Это устройство характеризуется недостаточной точностью, так как выходной сигнал является функцией 25 входного сигнала и коэффициентов передачи основного и дополнительного усилителя, которые изменяются во времени.
ЗО
Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является измерительный преобразователь, содержащий первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя с двумя измерительными и одним управляющим входом, квадратичного детектора и блока линеаризации, входной блок, к выходу которого подключены первыми измерительными вхо- 4О дами оба усилителя, первый делитель напряжения, подсоединенный между выходом усилителя первого канала и вторым измерительным входом усилителя второго канала, второй делитель 45 напряжения, подключенный между выходом второго канала и вторьм измерительным входом усилителя первого канала и вычислительный блок, под соединенный двумя входами к выходам 5Q первого и второго каналов, а управляющим выходом подключенк и к управляющим входам усилителей обоих каналов f2).
Это устройство также характеризует-5 ся недостаточной точностью, особенно при входных сигналах, сравнимых с уровнем шума входного устройства.
Это происходит из-за того, что на входы обоих измерительных каналов 6О поступает сигнал, являющийся суммой входного сигнала. и шума входных цепей преобразователя, а его выходной сигнал является функцией этого суммарного сигнала. 65
Целью изобретения является повышение точности преобраэования путем компенсации шума его входных цепей.
Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий первый и второй измерительные каналы, каждый из которых сос" тоит из соединенных последовательно усилителя, квадратичного детектора и блока линеариэации, входной блок, выход которого соединен с первыми входами усилителей обоих каналов, первый делитель напряжения, включенный между выходом первого усилителя .и вторым входом второго усилителя, второй делитель напряжения, подключенный входом к выхочу блока линеаризации второго канала и вычислительный блок, входы которого соединены с выходами блоков линеаризации обоих каналов, а управляющий выход - с управляющими входами усилителей обоих каналов, дополнительно введены соединенные последовательно источник опорного напряжения и ключ, выход которого соединен с входом блока линеаризации второго канала, управляяций вход — с управляющим выходом вычислительного блока, а выход второго делителя напряжения соединен со вторым входом первого усилителя.
На чертеже представлена блок-схема измерительного преобразователя.
Преобразователь содержит входную шину 1, соединенную с входом входного блока 2, измерительный канал 3, состоящий из соединенных последовательно усилителя 4, квадратичного детектора 5 и блока 6 линеаризации, измерительный канал 7, состоящий из соединенных последовательно усилителя 8, квадратичного детектора 9 и блока 10 линеаризации, делитель 11 напряжения, подключенный к выходу усилителя 4, делитель 12 напряжения, подключенный к выходу блока 10 линеаризации, и вычислительный блок 13, входы которого соединены с выходами блоков 6 и 10 пинеаризации, а управляющий выход соединен с управляющим входом ключа 14, включенного между источником 15 опорного напряжения и входом блока 10 линеаризации, и управляющими входами усилителей 4 и 8, первые входы которых соединены с выходом входного блока 2, второй вход усилителя 4 соединен с выходом делителя 12 напряжения, второй вход усилителя 8 соединен с выходом делителя 11 напряжения, а информационный выход вычислительного блока 13 — с выходной шиной 16.
Устройство работает в два такта, Режим работы задается вычислительным блоком 13. В первом такте на
1012151 й={., 2()., р5 управляющем выходе вычислительного блока 13 формируется напряжение определенной полярности, которое открывает усилитель 4 только по первому измерительному входу у
/. усилитель 8 - только. по второму измерительному входу, а ключ 14 запирается. При этом входное напряжение устройства с шины 1 проходит входной блок 2, усиливается усилителем 4, преобразуется квадратно детектором
5 и блоком 6 линеариэации в напряжение постоянного тока U, пропорциональное среднеквадратическому значению напряжения на выходе усилителя 4 и с выхода канала 3 напря- 15 жение постоянного тока U поступает
Ъ на первый вход вычислительного блока 13. Одновременно напряжение с выхода усилителя 4 ослабляется- делителем 11 и затем снова усиливается 20 и преобразуется в напряжение постоянного тока U2 с помощью усилителя 8, детектора 9 и блока линеаризации 10. Напряжение U2 с выхода канала 7 поступает на второй вход бло- 25 ка 13. Блок 13 вычисляет первый корректирующий коэффициент L
П2
В первом такте ключ 14 заперт и напряжение источника 15 не поступает на вход блока линеаризации 10.
Во втором такте на управляющем выходе вычислительного блока 13 формируется напряжение обратной по лярности. При этом усилитель 4 открывается только по второму входу, 35 усилитель 8 — только по первому входу, а ключ 14 открывается. Напряжение с выхода входного блока 2 усиливается усилителем 6, преобразуется квадратичным детектором 9, 40 затем напряжение постоянного тока на выходе детектора 9 складывается с напряжением постоянного тока обратного знака, поступающего от источника 15 через открытый ключ 14, 45 разностное напряжение преобразуется блоком линеариэации 10 и с выхода блока 10 напряжение постоянного тог ка U поступает на второй вход вычислительного блока 13 ° Одновремен- 50 но напряжение с выхода канала 7 ослабляется делителем напряжения 12, подается на второй измерительный вход усилителя 4 и усиливается. На- пряжение с выхода усилителя 4 преобразуется детектором 5 и блоком 6 и с выхода канала 3 напряжение поI
-..,стоянного тока U9 поступает на первый вход вычислительного блока 13.
Блок 13 BhPHIOJIHGT 3Topo КорреКТН 60 рующий коэффициент L = U /U3. После этого вычислительный блок ойределяет выходное напряжение как величиH3 ((=(а(,-(ба=((К„((б((а (ЩДУ, (2(где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 4 по первому входу;
К вЂ” коэффициент передачи детектора 5;.
К вЂ” коэффициент передачи блока 6;
П вЂ” напряжение на выходе детектора 5, а напряжение U2 равно . () =К,К,К,К„р /К/и +(), (3) где К - коэффициент передачи усилителя 8;
К„ — коэффициент передачи блока 10;
K — коэффициент передачи детектора 9i коэффициент передачи дели теля ll
Из (2) и {3) следует, что (/М К
1 К К р, к . (4) Аналогично определяем во втором такте напряжение U, которое равно (1 . () ="ь| 1г () 2 (5) где — коэффициент передачи дели- теля 12, и напряжение U равное () 2= { 21< 81(юг 0въ, (б) причем выходное напряжение источника 15 опорного напряжения выбираем равным К К QU „ так ".ак напряжение U для конкретного уст ройства является достаточно стабильной величиной. Иэ (5) и,(6) име ем
"г
° I
"ь. Г v (7) В устройстве коэффициент усиления усилителя 4 йо второму измерительному входу равен 1, коэффициенты усиления усилителя 8 по первому к.второму измерительному входам равны между собой, а передаточная характеристика блоков линеаризации 6 и 10 имеет корнеиэвлекающий характер. если на вход устройства подано напряжение со среднеквадратическим значением Пз„, то на выходе выМодното блока 2 будет наорнненне б и
u,: ((,,(((а„, и
ЬХ Ю где К вЂ” коэффициент передачи вход2 ного блока 2;
U — среднеквадратическое значение приведенного ко входу внутреннего шума входных цепей.
В первом такте напряжение U равно
1012151
Составитель Е. Борзов
Техред К, Мыцьо Корректор М. Коста
Редактор М.Товтин
Заказ 2753/55 Тираж 708 Подписное
БНИИПИ 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 следовательно, выходиое напряжение преобразователя, определяемое
f как величина N L При наличии во входном блоке ступенчато переключаемого аттенюатора, аналогичный. синхронно переключаемый аттенЮатор необходимо включить на выходе источника 15 опорного напряжения. 5 Введение дополнительных источника и ключа в измерительный преобразователь позволяют повысить точность устройства, а при входных сигналах, соизмеримых с величиной внутренних шумов входного блока, точность. преобразования возрастает по крайней мере на порядок.
