Устройство для градуировки вольтметров

 

Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может быть использовано для градуировки и проверки широкополосных высокочастотных вольтметров . Целью изобретения является повышение точности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее эталонный генератор 1, опорный генератор 2, фазовращатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот, перестраиваемые генераторы 9 и 10, с.месители 11, 12 и 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор 16 минимума и образцовый вольтметр 17, дополнительно введен интегратор-вычитатель 18. Введение интегратора-вычитателя устраняет погрешность, обусловленную влиянием температуры старения на параметры устройства, повышает разрешающую способность, ограниченную в прототипе величиной дрейфа нуля, исключает необходимость подогрева прибора и его,периодической калибровки, что повышает производительность устройства и качество градуировки вольтметров. 4 ил. (С (Л 00 ел 4; to со м

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 G 01 R 35/00, 19/00 . !!

-4

1 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 529423 (21) 4023725/24-21 (22) 3.02.86 (46) 15.11.87. Бюл. ¹ 42 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Н. С. Жилин, Л. С. Субботин и A. А. Тунгусов (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 529423, кл, G 01 R 19/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ВОЛЬТМЕТРОВ (57) Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может быть использовано для градуировки и проверки широкополосных высокочастотных вольтметров. Целью изобретения является повышение точности устройства. Для достиже„„SU„„1352429 А 2 ния поставленной цели в устройство, содержащее эталонный генератор 1, опорный генератор 2, фазоврагцатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот, перестраиваемые генераторы 9 и 10, смесители 1, 12 и 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор 16 минимума и образцовый вольтметр 17, дополнительно введен интегратор-вычитатель 18. Введение интегратора-вычитателя устраняет погрешность, обусловленную влиянием температуры старения на параметры устройства, повышает разрешающую способность, ограниченную в прототипе величиной дрейфа нуля, исключает необходимость подогрева прибора и его.периодической калибровки, что повышает производительность устройства и качество градуировки вольтметров. 4 ил.!

352429

Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может быть использовано для градуировки и поверки широкополосных высокочастотных вольтметров.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 схема интегратора-вычитателя и цепи управления перестраиваемого генератора с дополнительным входом управления; на фиг. 3 и 4 — диаграммы взаимного дрейфа стационарных фаз входных сигналов и управляющих напряжений выходных сигналов фазовых детекторов в прототипе и в предлагаемом устройстве соответственно.

Устройство для градуировки вольтметров содержит эталонный генератор 1, опорный генератор 2, фазовращатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот, перестраиваемые генераторы 9 и 10, смесптели 11 — 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор

16 минимума, образцовый вольтметр 17 и интегратор-вычитатель 18.

Выход эталонного генератора 1 подключен к входам смесителей 11 — !3. Выход опорного генератора 2 подсоединен к входам фазовращателей 3 и 4. Выход фазовращателя 3 через фазовый детектор 5 соединен с фильтром 7 нижних частот и первым вхоJом интегратора-вычитателя !8, второй вход которого подключен к входу фильтра 8 нижних частот и через фазовый детектор 6 к выходу фазовращателя 4. Выход фильтра 7 нижних частот через перестраиваемый генератор 9 и смеситель 11 связан с вторым входом фазового детектора 5, выход фильтра 8 нижних частот через перестраиваемый генератор 10 н смеситель 12 — с вторым входом фазового детектора 6. Выход интегратора-вычитателя подключен к второму вхо<у перестр»иваемого генератора 10. Входы сумматора 14 подсоединены к выходам перестраиваемых генераторов 9 и 10, а его выход к входу образцового вольтметра 17, второму входу смесителя 13, а также к градуируемому вольтметру, выход смесителя 13 через усилитель 15 соединен с индикатором 16 минимума.

Устройство р»ботает следующим образом.

Выходные сигналы эталонного генератора 1 и перестр»пваемого генератора 9 подаются на входы смесителя 11, на выходе которого образуется промежуточная частота, близкая частоте опорного генератора 2. Обе частоты постуll»loT па входы фазового детектор» 5, llpH этом выход опорного генератор» 2 подключен к входу фазового детектор» 5 через фазовращатель 3. Выходной сигн»л фазового детектора 5 через фильтр 7 нижних частот воздействует на цепь управления перестраиваемого генератора 9.

В режиме синхронизма промежуточная частота смесителя 11 равна частоте опорного

5 генератора 2, и фазовый сдвиг, задаваемый с помощью фазовращателя 3 на опорной частоте, переносится на частоту перестраиваемого генератора 9.

Аналогичные процессы происходят во

1О второй цепи, состоягцей из фазовращателя 4, фазового детектора 6, фильтра 8 нижних частот, перестраиваемого генератора 10 .и смесителя 12. В режиме синхронизма частота перестраиваемого генератора 10 устанавливается равной частоте перестраивае15 мого генератора 9. Поступая далее на сумматор 14, обе частоты образуют суммарный сигнал этой же частоты с напряжением!!с= Ц + Я+2U U cosf

20 где U — — амплитуда выходного сигнала перестраива iviofo генератора 9;

L -- амплитуда выходного сигнала перестраиваемого генератора 10; — фазовый сдвиг между сигналами перестраиваемых генераторов 9 и 10.

Если U, = Ц, = U, то V =2Ucos,f/2, т. е. при изменении фазового сдвига между напряжениями перестраиваемых генераторов от О до 180 напряжение суммарного сигнала изменяется от 2U до О.

Для начальной калибровки устройства суммарный сигнал подается на смеситель 13 вместе с сигналом эталонного генератора 1, а выходной сигнал смесителя 13, частота

35 которого равна частоте опорного генератора 2, усиливается затем с помощью усилителя 15 и поступает на индикатор 16 минимума. Установив фазовращатель 3 на нулевую риску, вращением второго фазовращатеIH 4 по индикатору 16 минимума устанавливают минимальный уровень выходного сигнала смесителя 13, что соответствует нулевому уровню суммарного сигнала на выходе сумматора 14. Для обеспечения условия равенства амплитуд составляющих сум45 марного вектора один из перестраиваемых генераторов должен иметь регулировку выходного напряжения в небольших пределах.

Таким образом, в результате начальной калибровки устройства выполняется условие U> — — U = U и между сигналами пере50 страиваемых генераторов 9 и 10 с большой точностью устанавливается фазовый сдвиг равныи 180 . Затем с .помощью фазовращателя 4 этот сдвиг компенсируется и по образцовому вольтметру измеряется максимальное значение суммарного сигнала при нулевом сдви гс.

Задавая фазовращателем 3 калиброванные фазовые сдвиги, можно получить на

1352429 выходе сумматора калиброванные значения выходного напряжения. Эти фазовые сдвиги постоянно изменяются так как из-за температурного и временного дрейфа параметров элементов схемы изменяются стационарные фазы перестраиваемых и опорного генераторов по случайному закону. Пропорционально фазовым сдвигам изменяются и значения выходного управляющего напряжения фазовых детекторов 5 и 6, при этом взаимная разность этих значений выделяется интегратором-вычитателем 18 и вводится в цепь управления перестраиваемого генератора 10 через дополнительный резистор Кдоп, который несложно ввести в схему прототипа без нарушения его функций, как показано на фиг. 2 для практической схемы перестраиваемого генератора. Диаграммы дрейфа разности фаз на входах фазовых детекторов з и fig и их выходных напряжений в прототипе 13 и Uc приведены на фиг. 3, где A À и ь 1 — накапливающиеся с течением времени погрешности фазового сдвига, которые возникают из-за неодинакового изменения параметров одной цепи относительно другой под действием температуры, старения и т. д. Этот относительный дрейф устраняется интегратором-вычитателем 18

Схема интегратора-вычитателя с входными

RC-фильтрами приведена на фиг. 2. Постоянная времени фильтров <= RC должHB быть много большей времени переходHblx процессов в одинаковых цепях, чтобы корректирующее устройство не влияло на их работу. При введении коррекции дрейф фазы си гна зов перестраиваем ых генераторов продолжается уже не по случайному закону: уход стационарной фазы фазового детектора 6 автоматически корректируется стационарной фазой детектора 5 — при этом взаимный дрейф исключен.

При использовании интегратора-вычитателя для коррекции дрейфа выгодно исключена составляющая погрешности, обусловленная влиянием температуры н старения на параметры элементов устройства, а

15 также повышается разрешающая способность, ограниченная в прототипе величиной дрейфа нуля. При этом исклк)чается необходимость прогрева прибора и периодической калибровки, что существенно повышает производительность устройства и качество градуировки вольтметров с его помощью.

Формула изооретс ния

Устройство 1lH градупровкп вольтмет25 ров по авт. св. ¹ 529423, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен интегратор-вычищу атель. входы которого подключены к выходам фазовых детекторов, а выход — к второму входу одного из перестраиваем ых генераторов.

1352429

Составитель А. Заборня

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И. Зрдейи

Заказ 5272/46 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4