Калибратор напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Может быть использовано в прецизионных калибраторах напряжения постоянного тока, использующих индуктивные делители напряжения. Целью изобретения является повышение точности и на дежности устройства. В устройство, содержащее источник 1 опорного напряжения , индуктивный делитель 2 напряжения с входами 3, 4; импульсный преобразователь 5 напряжения в постоянное напряжение, включающий (фиксатор 7 уровня, коммутатор 14, усилитель 22 напряжения, генератор 6 импульсов управления, общую шину 35 калибратора , для достижения цели дополнительно введен формирователь 39 импульсов. Введенньй формирователь импульсов с входами 40, 41 и выходом 42 включает делитель напряжения с входом и выходом ,фиксаторы, компаратор напряжения. Фиксатор 7 уровня содержит запомина (Л ющий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9, аналоговые входы 10, 11, вход 12 управления ключом 9, выход 13. Коммутатор 14 содержит полупрот ю со 00 О1 со

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 ф G 01 R 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3929462/24-21 (22) 23.04.85 (46) 30. 11,86. Бюл. И 44 (71) Производственное объединение

"Краснодарский ЗИП" (72) А.А,Пескин, В.П.Данильченко и М.Б.Лапин (53) 621.3 17.7(088.8) (56) Компаратор напряжений типа

Р3003: Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

3.458.100.ТО. Альбом 1. (54) КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Может быть использовано в прецизионных калибраторах напряжения постоянного тока, использующих индуктивные делители напряжения. Целью изобретения

„„SU„„1273859 А1 является повышение точности и надежности устройства. В устройство, содержащее источник 1 опорного напряжения, индуктивный делитель 2 напряжения с входами 3, 4; импульсный преобразователь 5 напряжения в постоянное напряжение, включающий фиксатор

7 уровня, коммутатор 14, усилитель

22 напряжения, генератор 6 импульсов управления, общую шину 35 калибратора, для достижения цели дополнительно введен формирователь 39 импульсов.

Введенный формирователь импульсов с входами 40, 41 и выходом 42 включает делитель напряжения с входом и выходом,фиксаторы, компаратор напряжения.

Фиксатор 7 уровня содержит запоминающий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9, аналоговые входы 10, 11 вход 12 управления ключом 9, выход

13. Коммутатор 14 содержит полупро12

1 . водниковые ключи 15, 16, аналоговые входы 17, 18, входы 19, 20 управления ключами 15, 16, выход 21. Усилитель

22 содержит входы 23, 29, разделительные конденсаторы 24, 30, усилитель 25 переменного тока, демодулятор

26 с фильтром, вход 27 управления демодулятором, усилитель постоянного тока, второй вход 31 усилителя 28, выход 32 усилителя 22. На чертеже обозначены выходы 33, 34 калибратора, выходы 36, 37, 38 генератора 6 импульсов управления. В компараторе

73859 напряжения напряжение между затвором и другими электродами ключей не зависит от выходного напряжения калибратора и составляет 15 — 1.8 В, что позволяет повысить надежность и точность. Повышению точности способствует также использование фиксатора уровня в качестве компаратора на,пряжения, позволяющее снизить погрешность преобразования двухполярных импульсов в однополярные. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

25

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в прецизионных калибраторах напряжения постоянного тока с индуктивными делителями напряжения.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

На фиг.1 показана схема калибратора напряжения; на фиг.2 — схема формирователя импульсов; на фиг.3— схема формирования напряжений фиксатором уровня.

Калибратор содержит источник 1 опорного напряжения (ИОН), индуктивный делитель 2 напряжения (ИДН), первый 3 и второй 4 выходы ИДН,импульсный преобразователь 5 напряжения (ИПН), генератор 6 импульсов управления (ГИ), фиксатор 7 уровня

ИПН 5, к которому относятся запоминающий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9,первый 10 и второй 11 аналоговые входы, причем первый вход является входом ИПН 5, вход 12 управления ключом 9, первый выход 13, коммутатор 14 ИПН 5, к которому относятся полупроводниковые ключи 15 и 16„ первый 17 и второй 18 аналоговые входы коммутатора 14, входы 19 и 20 управления ключами 15 и 16,первый выход 21 коммутатора 14, усилитель 22 ИПН 5, к которому относятся первый вход 23 усилителя 22, первый разделительный конденсатор 24, усилитель 25 переменного така, демодулятор 26 с фильтром, вход 27 управления демодулятором 26, усилитель 28 постоянного тока, второй вход 29 усилителя 22, второй разделительный конденсатор 30 второй вход 31 усилителя 28, выход 32 усилителя 22, первый 33 и второй 34 выходы калибратора, общая шина 35 калибратора, первый 36,второй 37 и третий 38 выходы генератора 6 импульсов управления,. формирователь 39 импульсов к которому относятся первый вход 40 переменного напряжения, второй вход

41 постоянного напряжения и выход 42.

Выходы 3, 13 и 21 соединены соответственно с входами 10, 17 и 23, выходы 4 и 11 — выходом 33 калибратора, вход 18 и выход 34 — с общей шиной, входы 19 и 27 — с выходом 37,вход

12 — с выходом 42, вход 20 — с выходом 38, вход 40 — с выходом 36, вход 41 — с выходом 33.

Формирователь 39 импульсов содержит делитель 43 напряжения с входом

44 и выходом 45, первый фиксатор 46 уровня с входами.47 и 48 и выходом

49, второй фиксатор 50 уровня свходом 51 и 52 и выходом 53, компаратор 54напряжения с выходам 55 и 56 и выходом 57, причем первый вход делителя 43 напряжения подключен к входам 40 и 47, вход 44 — к шине 35, выход 45 - к входу 51, вход 52 — к входу 41, выходы 49 и 53 — к входам

56 и 48 соответственно, выход 57— к выходу 42.

1273859 4

B полупериод "а" на конденсаторе

8 запоминается напряжение а(а) эз э-4() Устройство работает следующим об разом, С выходов 3 и 4 ИДН 2 на вход 10

ИПН 5 поступает масштабно-преобразованное переменное напряжение (меандр) 5

ИОН 1, размах которого посредством фиксатора 7 уровня, выполняющего функцию компаратора, сопоставляется с постоянным напряжением U на выходе калибратора. При их несоответствии с выхода 13 фиксатора 7 уровня на вход 17 коммутатора 14 поступает разностное напряжение, которое с его выхода 21, воздействуя на вход 23 усилителя 22 и проходя по его тракту через конденсатор 24, усилители 25 и

28 идемодулятор 26, в соответствиисо свойствами системы с отрицательной обратной связью .изменяет напряжение

U . (U ) таким образом чтобы све- 20 вых зз

1 сти к нулю 0, установив таким образом равенство U размаху напряжеэз ния Uý -4

Присоединение входа 29 параллельного. канала к входу 11 фиксатора 7 уровня обеспечивает устойчивость ИПН 5.

Ключи 9, 15 и 16, демодулятора 26, а также ИОН 1 (условно не показаны) управляются ГИ 6, причем ключи 15 и 16, открытому каналу которых сост- 30 ветствует нулевое напряжение на входах 17, 18 и 21, управляются напряжением U3y u U, величина которого определяется только формированием открытого канала и не зависит от выход-З ного напряжения у калибратора. Для управления ключом 9, между электродами которого включен выход калибратора, формирователь 39 импульсов образует напряжение U, содержащее sa- 40 висящую от U „ компоненту.

Формирование напряжения U, на выходе 13 фиксатора 7 уровня поясняет.— ся фиг.3 (фиг.За — отрицательное, фиг.Зб — положительное напряжение

U ), причем U 4 — напряжение между выходами 3 и 4 ИДН 2; U — напряжение на конденсаторе 8; Бзз =

= U»,„- напряжение на выходе 33 калибратора ; открытый канал МОП-транзистора — короткое замыкание, закрытый — разрыв.

Поскольку постоянное напряжение

Ц между выходом 4 и шиной 35 через конденсатор 8 на выход 13 не переда- у ется, U формируется напряжением

Uä 33, включенным между шиной 35 и входом 11, и напряжением U34.

При этом вход усилителя 25 ключом 16 присоединен к земле.

В полупериод "Я" происходит считывание усилителем 25 разности напРяжений U> «+) U< = Пэ «+)

+ Uq4() — Ug3 В системе с отрицательной обратной связью (ООС) эта pasность стремится к нулю и напряжение калибратора устанавлива- ется равным размаху меандра на выходах 3 и 4 ИДН 2.

Фиксаторы 46 и 50 уровня преобразуют поступающий от ГИ 6 на вход 40 двухполярный меандр в однополярные отрицательные импульсы Uö4 причем импульс Б имеет отрицательный пьедестал за счет напряжения цээ = Ц»,к на входе 41 и меньшу амплитуду благодаря делителю 43 напряжения. Поскольку компаратор 54 напряжения пропускает на выход 42 напРяжение 0 3 только при П4э Б з, на выходе образуются отрицательные длительностью в полупериод импульсы, управления ключом 9, содержащие компоненту, компенсирующую действие выходного напряжения калибратора.

С целью снижения переменной составляющей на выходе калибратора выход

4 ИДН 2 может быть присоединен к вы- ходу 33 калибратора. При этом имеет место глубокая OOC по переменному току, уменьшающая коэффициент усиления

ИПН 5 по переменному току относительно входа 10.

Напряжение между затвором и другими электродами ключей не зависит от выходного напряжения калибратора и составляет 15 — 18 В, что позволяет повысить надежность и точность. Повышению точности способствует также использование фиксатора уровня в качестве компаратора напряжения,позволяющее снизить погрешность преобразования двухполярных импульсов в однополярные.

Формула и з обретения

1. Калибратор напряжения постоянного тока, содержащий последователь5 12 но соединенные источник опорного напряжения,индуктивный делитель,напряжения и импульсный преобразователь напряжения, включающий последователь)но соединенные фиксатор уровня, коммутатор и усилитель напряжения,причем вход фиксатора уровня является входом импульсного преобразователя напряжения, выход усилителя напряжения является выходом калибратора, генератор импульсов управления,первый выход которого присоединен к первому входу управления коммутатором и входу управления усилителем напряжения, второй вЫход генератора импульсов управления подключен к второму входу управления коммутатором, а вторым выходом калибратора является общая шина, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен формирователем импульсов, первый вход которого присоединен к третьему выходу генератора импульсов управления, а второй вход его совместно с вторыми входами фиксатора уровня и усилителя напряжения

73859 ь подключены к первому выходу калибоатора, выход формирователя импульсов присоединен к входу управления фиксатором уровня, второй выход комму5) татора соединен с общей шиной,а.второй выход индуктивного делителя напряжения присоединен к первому или второму выходам калибратора.

1О 2. Устройство по п.1, о. т л йч а ю щ е е с я тем, что формирователь импульсов содержит делитель напряжения, первый и второй фиксаторы уровня, компаратор напряжения, причем делитель напряжения совместно с первым фиксатором уровня присо,единен первыми и вторыми. входами к первому входу и общей шине формирователя импульсов, второй фиксатор

20 уровня первым и вторым входами подключен к выходу делителя и второму входу формирователя импульсов, а компаратор напряжения, выход которого образует выход формирователя

25 импульсов., первым и вторыми входами присоединен,,к выходам фиксаторов уровня.

1273859

435 а) у а(+) a < ) ю wz zегоs

) t

4м

4,35

Фыр

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 6472/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 (+)

Uyy () ф

Cl .У

45 Чз (-) Составитель А.Заборня

Texpepi Л. Сердокова Корректор Л. Патай

Тирах 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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