Микровольтметр переменного тока

 

Изобретение может быть использовано для измерения эффективности напряжений . Микровольтметр переменного тока содержит преобразователи (П) 3, 5, суммирующий и вычитающий 2 блоки, кв адратирующие детекторы (КД) 7, 9, 12, 13, сумматор 10, интегрирующий усилитель 11, масштабный П 4, усилители 6, 8, звено 14 обратной связи. При этом коэффициенты передачи усилителей 6, 8 и КД 7, 9 связаны соотношением . , К 90, где К, 70 80 90 коэффициенты передачи усилителя 6, КД 7, усилителя 8 и КД 9 соответственно, а коэффициенты передачи П 3, 5, масштабного И 4 и усилителей 6, 8 связаны соотношением (Кзо + К Кдо) К/л- (к,..- Ксо К.К, 40 V J 60 - 30 « 4о fiO 50 40 коэффициенты пе50 где Kjo, К редачи П 3, 5 и масштабного П 4 соответственно . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. S

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3884800/24-21 (22) 16. 04 . 85 (46) 23.06.88. Бюл. И- 23 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В,И. Губарь, В.В. Литвих и Г.А. Назарчук (53) 621.317.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 891319, кл. G 01 R 19/22, 1983.

Орнатский П,П. Автоматические измерения и приборы. — Киев: Вища школа, 1980, с. 55 и 125. (54) MHKPOBOJIbTMETP ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для измерения эффективности напряжений. Микровольтметр переменного

„„SU„„1404962 А 1 тока содержит преобразователи (П) 3, 5, суммирующий и вычитающий 2 блоки, квадратирующие детекторы (КД) 7, 9, 12, 13, сумматор 10, интегрирующий усилитель 11, масштабный П 4, усилители 6, 8, звено 14 обратной связи.

При этом коэффициенты передачи усилителей 6 8 и КД 7 9 связаны соотно2

Ф

6о 70 80 90 ю

„, К9„К90 - оэФФициенты переда.— чи усилителя 6, КД 7, усилителя 8 и

КД 9 соответственно, а коэффициенты передачи П 3, 5, масштабного П 4 и усилителей 6, 8 связаны соотношением (Кэо K юо K+o ) К60 K so K so

K>@ К50» K коэффициенты редачи П 3, 5 и масштабного П 4 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1404962 (2) К К

6о 7о 9о эо

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для измерения эффективных напряжений.

Цель изобретения — повышение точности путем формирования сигналов одинакового уровня на квадратирующих детекторах каналов перемножения и обратного преобразования выходного сиг- 10 нала, На чертеже приведена структурная схема микровольтметра.

Микровольтметр переменного тока содержит суммирующий блок 1 и вычита- 15 ющий блок 2, первый преобразователь 3, выход которого соединен с первыми входами суммирующего 1 и вычитающего 2 блоков, масштабный преобразователь 4, выход которого соединен с вторыми вхо20 дами суммирующего 1 и вычитающего 2 блоков, а вход соединен с выходом второго преобразователя 5. Выход суммирующего блока 1 через первый усилитель 6 подключен к входу первого квадратирующего детектора 7. Выход вычитающего блока 2 через второй усилитель 8 подключен к входу второго квадратирующего детектора 9. Выход детектора 7 соединен с прямым, а выход детектора 9 с инверсным входом сумматора 10. к выходу которого под1 ключен интегрирующий усилитель 11, к выходу которого подключены входы третьего 12 и четвертого 13 квадратирующих детекторов. Выход третьего детек- 35 тора 12 соединен с дополнительным прямым, а выход четвертого детектора 13 с дополнительным инверсным входом сумматора 10. Между выходом интегрирующего усилителя 11 и входами детекто40 ров 12 и !3 при необходимости изменения коэффициента передачи цепи обратной связи может быть включено звено

14 обратной связи. Выход усилителя 11 подключен также к отсчетному блоку

15 (стрелочному или цифровому прибору). Входы преобразователей 3 и 5 подключены к входной клемме 16.

В качестве преобразователей 3 и 5 могут быть использованы усилители переменного напряжения.

Коэффициенты передачи усилителей

6 и 8 и детекторов 7 и 9 связаны 55 между собой соотношением где Кбо, К1, — коэффициенты передачи усилителей 6 и 8;

К, К, — коэффициенты передачи детекторов 7 и 9.

Коэффициенты передачи преобразователей 3 и 5, масштабного преобразователя 4, усилителей 6 и 8 связаны между собой соотношением

9 р и) бо (Кзо Ksp К о) Кgp э зо у К у — коэффициенты передачи преобразователей 3 и 5;

К4, — коэффициент передачи масштабного преобразователя 4.

Микровольтметр переменного тока работает следующим образом.

Входное переменное напряжение u„(e) усиливается преобразователем 3 и поступает на первый вход суммирующего блока 1, на второй вход которого поступает также напряжение u<(1:), усиленное преобразователем 5 и преобразованное масштабным преобразователем

4. Аналогично это напряжение поступает на оба входа вычитающего блока 2.

Напряжения с выходов суммирующего 1 и вычитающего 2 блоков дополнительно усиливаются, например, по мощности усилителями 6 и 8. Эти напряжения затем детектируются с помощью первого

7 и второго 9 детекторов. Выходные напряжения этих детекторов вычитаются в сумматоре 10. Выходные напряжения детекторов 12 и 13 также вычитаются в сумматоре 10, а полученные разности выходных сигналов детекторов вычитаются, т.е. имеет место соотношение (U 7 U9) (U1t U13 )

Полученное напряжение некомпенсации на выходе сумматора 10 усиливается и интегрируется с помощью интегрирующего усилителя 11, после чего измеряется отсчетным блоком 15. Через звено 14 обратной связи или непосредственно выходное напряжение усилителя

11 поступает на входы детекторов 12 и

13. Для высококачественной работы микровольтметра коэффициенты преобразования (усиление, ослабление) блоков 1-6 и 8 выбираются такими, чтобы детекторы 7 и 9 имели одинаковый уровень входных напряжений

1404 96 2 — 40 (7)

К или

"Ьых""0 5Кза K ьо Кто (1 + 16(У, У )

1 13 1 1

+ 2 У + — А ) /U, 1 1 (8) 50

Из анализа выражений (7), (8) следует, что в данном микровольтметре аддитивная погрешность, вызванная шумами преобразователей 3 и 5, резко подавлена и зависит лишь от разности мультипликативных погрешностей усилиКоэффициент передачи каждого блока

К,=K„.(1+ j;) (3)

Для высококачественной работы микровольтметра необходимо выполнить ус5 ловия настройки.

Условие необходимо для подавления квадратичных членов в выражении (2), 10

Условие необходимо для обеспечения одинаковых уровней напряжений на входах детекторов 7 и 9.

Для практической реализации, кроме того, удобно выбрать так, что К = К,;

К7о К; К 9о Kþ беспроигрышным К, = 0,5 (делитель напряжения), то из условий (4) и (5) получают

С учетом выражений (3) — (б) выражение (2) после преобразований и, пре25 небрегая произведением погрешностей, принимает вид

U K 6ю К 1о К кр (2+3,25y +2,25У - 0,25g— 0 25 у + 2у + 2У )+ Ищь К g (2У + у х(9 +g - 1 — у ).

Откуда с учетом U„, = Б „„получают мюw

U,„„„= телей 6 и 8, детекторов 7 и 9 и может быть очень малой (составлять сотые доли процента).

t.

Все детекторы работают при одинаковых уровнях напряжений и влияние их на результирующую погрешность микровольтметра определяется также их неидентичностью. Эта неидентичность составляет (0,05-0,1)Е.

Иикровольтметр имеет линейный характер зависимости его выходных показаний от среднеквадратического значения измеряемого напряжения и он может быть реализован как с аналоговым, так и цифровым отсчетом.

Формула и з о б р е т е н и я

1, Микровольтметр переменного тока, содержащий первый и второй обраэователи, входы которых подключены к входной клемме, суммирующий и вычитающий блоки, первые входы которых объединены между собой и с выходом первого преобразователя, вторые входы объединены между собой, первый и второй квадратирующие детекторы, выход первого из которых подключен к прямому, а выход второго — к инверсному входу сумматора, выход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя, выход которого подключен к выходной клемме, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены масштабный преобразователь, первый и второй усилители, третий и четвертый квадратирующие детекторы, сумматор выполнен с дополнительными прямым и инверсным входами, при этом вход масштабного преобразователя подключен к выходу второго.преобразователя, а его выход — к вторым входам суммирующего и вычитающего блоков, выход суммирующего блока через первый усилитель соединен с входом первого квадратирующего детектора, выход вычитающего блока через второй усилитель соединен с входом второго квадратнрующего детектора, выход интегрирующего усилителя соединен с входами третьего и четвертого квадратирующих детекторов, выход третьего квадратирующего детектора подключен к дополнительному прямому, а выход четвертого квадратирующего детектора — к дополнительному инверсному входу сумматора, кроме того, 1404962 ного преобразователя, первого и второго усилителей связаны соотношением где К,К о—

Kso коэффициент передачи первого преобразователя; коэффициент передачи масштабного преобразователя; коэффициент передачи второго преобразователя.

Составитель В. Пучковский

Редактор Н. Бобкова . Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 3099/49 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 коэффициенты передачи первого и второго усилителей и коэффициенты передачи первого и второго квадратирующих детекторов связаны соотношением

Кбо К 7ф Кзо К90 где К вЂ” коэффициент передачи пер4о вого усилителя;

К ц — коэффициент передачи первого квадратирующего детектора;

К вЂ” коэффициент передачи втоео рого усилителя;

К вЂ” коэффициент передачи второго квадратирующего детектора, а коэффициенты передачи первого и второго преобразователей, масытабI, 2. Микровольтметр по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, выход интегрирующего усилителя соединен с входами третьего и четвертого квадратирующих детекторов через звено обратной связи