Преобразователь среднеквадратического значения напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность преобразования. Преобразователь содержит усилители 1 и 10, термопреобразователи 2,4 и 11, вычитатели 3 и 8, источник 5 опорного напряжения, усилитель 6 некомпенсации, регулятор 7, масштабный преобразователь 14. Введение регулятора 9, масштабного преобразователя 15, вычитателя 12 и термопреобразователя 13 обеспечивает взаимную компенсацию погрешностей регуляторов 9 и 7 и термопреобразователей 2,4,11 и 13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5 А1 (19) 111) 1 51)5 С Ol R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4098391/24-21 (22) 29.07.86 (46) 07.07.90, Бюл. Р 25 (71 ) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.А.Шурпач, В.В.Терех, В.И.Губарь, А.Г.Струнин, Г.А.Назарчук и Т.М.Самило (53) 621 .317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 840750, кл. G 01..R 19/02, 15.06.73.

Губарь В.И., Туз Н.М., Володарский Е.Т. Аналого-цифровые измерительные преобразователи переменного тока.

Киев Техника, 1979, с. 69; схема 5.

Авторское свидетельство СССР, 9 1448294, кл. С 0) Е 19/02,28.04.86.

2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯИЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность преобразования. Преобразователь содержит усилители 1 и

10, термопреобразователи 2, 4 и 11, вычитатели 3 и 8, источник 5 опорного напряжения, усилитель 6 некомпенсации, регулятор 7, масштабный преобразователь 14. Введение регулятора 9, масштабного преобразователя 15, вычитателя 12 и термопреобразователя 13 обеспечивает взаимную компенсацию погрешностей регуляторов S и 7 и термопреобразователей 2, 4, 11 и 13, 1 ил. а

) 576865

Изобретение относится к электроизМерительной технике и может быть использовано для измерения среднекнад- атического значения напряжения.

Цель изобретения — повышение точости преобразования за счет взаимной компенсации погрешностей регуляторов и термопреобразонателей.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит соединен(е последовательно усилитель 1 и ермопреобразонатель 2, вычитатель 3, нходам которого подключены выход ермопреобразователя 2 и выход термо— реобразователя 4, источник 5 опорноо напряжения, подключенный к выходу ермопреобразователя 4,.усилитель 6 екомпенсации, к выходу которого упавляющим входом подключен регулятор

7, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход подключен к ходу усилителя 1.

Преобразователь содержит также вы,итатель 8, к выходу которого подклю чен вход усилителя 6 некомпенсации, регулятор 9, вход которого .подключен выходу усилителя 1, усилитель )О, вход которого соединен с выходом ре— гулятора 9, и термопреобразователь

11, соединенные последовательно нычи татель 12„ термопреобразонатель 13, Масштабный преобразователь 14, к вы, ходу которого подключен вход термо:преобразователя 13, и масштабный пре,образонатель 15, выход которого сое-,. динен с управляющим входом регулятора 9. Тестовый выход регулятора 7 подключен к выходу преобразователя, а его тестовый вход и входы масштабных преобразователей 14 и 15 присоединены к источнику 5 опорного напряжения, выход вычитателя 3 подключен к первому входу нычитателя 8, а второй вход нычитателя 8 присоединен к выходу нычитателя 12, к входам которого под.— . ключены выходы термопреобразователей

11 и 13, В качестве масштабных преобразователей 14 и !5 целесообразно использовать пассивные делители напря— жения на прецизионных резисторах.

Преобразователь работает следующим образом.

Входное переменное напряжение Б поступает на нход регулятора 7, затем усиливается по мощности усилителем 1, и преобразуется н постоянное напряжение термопреобразователем 2, которое поступает на один из нходон нычитателя 3, на другой вход которого поступает преобразованное термопреобразователем 4 постоянное напряжение источника 5 опорного напряжения. Од— новременно напряжение с ныхода усилителя 1 поступает на вход регулятора

9, коэффициент передачи которого задается масштабным преобразователем

15. Далее выходное напряжение регулятора 9 усиливается по мощности уси— лителем 10 и преобразуется в постоянное напряжение термопреобразователем

1! которое поступает на один из входон нычитателя 12. Одновременно на другой вход вычитателя 12 поступает преобразованное термопреобразователем

)3 постоянное напряжение, которое подается на вход последнего через масштабный преобразователь 14 от источника 5 опорного напряжения. Далее разность выходных напряжений термопреобразователей 2 и 4 и 11 и 13 с выходов вычитателей 3 и 12 поступает на входы вычитателя 8, с выхода которого разность выходных напряжений вычитателей 3 и 12 поступает на вход усилителя 6 некомпенсации, усиливается им и с его выхода подается на управляющий вход регулятора 7. При этом коэффициент передачи регулятора 7 изменяется до достижения равенства выходных напряжений термопреобразователей 2 и 4 и ll и 13. Одновременно на

35 тестовый вход регулятора 7 подается постоянное напряжение источника 5 опорного напряжения, а с его тестового выхода выходное напряжение регулятора 7 поступает на выход преобразователя.

Аналитическое выражение, описывающее работу преобразователя, при коэф— фициенте передачи усилителя 6 неком45 пенсации К 6 — эсз можно представить в виде

Я. Я

11! 0 а Кр7 К (1 + !) 7 + )! + 72 где Крр K 9 — коэффициентil передачи регуляторов 7 и 9 соответственно;

K| Kgp коэффициенты передачи усилителей и 10 соответственно;

5 15 коэффициенты передачи термопреобразавателей

2, 11, 4 и 13 соответственно; коэффициент передачи масштабного преобразователя 14; напряжение источника 5 опорного напряжения; погрешности коэффициентов передачи регуляторов 7 и 9 соответственно; погрешности коэффициентов передачи усилителей 1 и 10 соответ< 2 > <>(я !>1 4 < > - Э

1- 14

7 (1O

С учетом (3) и (4) выражение (2) имеет вид

«U 2(1+ 2 + 2 + 2

- 1> - 21р, — 2) ю) = U,(1 + 2 42 1, ). (5)

Обозначив

2(at .— f ) — Ц р; (6)

2(f, — (») g ",; (7)

2(3 2 — g4 ) = 3 т (8)

$ I1 11 тг (9) ственно;

l 0 Ф, )"„ — погрешности коэффициентов передачи термопреабразователей 2, ll

4 и 13 соответственно.

Принимая коэффициенты передачи термапреабразователей ?, 4, 11 и 13 равными, т.е. OL = 014 = 0>„= О 1 = p(., из (1) получим

U K,к,(1 + 2<<, + 2>, +>, + 21„>) = ь, (+ !, -P„<> + Р„>!.<2>

При настройке преобразователя изменяют коэффициент передачи масштабного преобразователя 15, что приводит к изменению напряжения на управляющем входе регулятора 9, а следовательно, и его коэффициента К рг передачи, и добиваются выполнения условия

К К

42

1О (3)

Также при настройке преобразова) теля, изменяя коэффициент Р передачи масштабного преобразователя 14, добиваются выполнения равенства

42

14 (4) 76865 6 где P ) — разностная погрешность второго поряд> а малости, обусловленная неидентичнастью коэффициентов пере-! дачи регуляторов 7 и 9 и неидентичнастью влияния частоты входного сигнала и температуры на их номиналь10 ное значение;

h(— разностная погрешность второго порядка малости,обусловленная неидентичностью коэффициентов передаt5 чи усилителей 1 и 10 и неидентичностью влияния частоты входного сигнала и температуры на их номинальное значение;

20 h)(., 1!Р„ — разностные погрешности вто<>т э рого порядка малости, обусловленные неидентичностью коэффициентов передачи термапреобразавателей 2 и

25 4 и термопреобразователей

11 и 13 соответственно, после преобразованиИ (5) с учетом (6), (7), (8) и (9) получим

2,2,2 Й р +Ь +Ь т>+ЬЕ< 2 т>

30 2»: 1>7

О4 01 (10)

Анализ последнего выражения пока-. зывает, что результирующая погрешность преобразования представляет со35 бай сумму погрешностей второго порядка малости, которая при полной идентичности выполнения регуляторов 7 и

9, усилителей 1 и 10, а также термопреобразователей 2, 4 и 11 и 13 соот40 ветственно может быть исключена.

Учитывая, что выходное напряжение преобразователя определяется как

U<>

В>2! Х (11) р7 из (10) и (11) получим, чта

Г=г ВЫ> " " их К1 т.е. выходное напряжение предлагаемого преобразователя, как и известнбга, 50 прямо пропорционально среднеквадратическаму значению входного переменного напряжения. При этом предлагаемый преобразователь за счет обеспечения возможности взаимной компенсации

55 погрешностей регуляторов 7 и 9, термопреобразавателей 2, 4 и 11, 13 при идентичном их выполнении обладает, по сравнению с известным, более высокой точностью преобразования.

1576865

Формула изобретения

Составитель С.Вейский

Редактор И.Горная Техред M.Äèäüè Корректор Э.Пончакова

Заказ 1845 Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произволственно--издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

11реобразователь среднеквадратического значения напряжения, содержащий

5 пер1зыи регулятор, вход которого подклюйен к входу, а его тестовый выход— к в ходу преобразователя, усилитель некЬмпенсации и источник опорного напряжения, выходы которых подключены соответственно к управляющему и тестов1зму входам первого регулятора, первый и второй усилители, к выходам которых подключены соответственно пер ый и второй термопреобразователи, I а в од первого усилителя соединен с выходом первого регулятора, третий тер юпреобразователь, вход которого. подключен к выходу источника опорного напряжения, первый вычитатель первый вход которого подключен к выхо у первого термопреобразователя, а вь од подсоединен к первому входу второго вычитателя, выход которого соединен с входом усилителя некомпенсации, и первый масштабный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены второй регулятор, второй масштабный преобразователь, третий вычитатель и четвертый термопреобразователь, причем вход .второго регулятора подключен к выходу первого усилителя, его выход соединен с входом второго усилителя, выходы второго и четвертого термопреобразователей подключены к входам третьего вычитателя, выход которого соединен с вторым входом второго вычитателя, вход первого и вход второго масштабных преобразователей подключены к источнику опорного напряжения, а их выходы соответственно подключены к входу четвертого термопреобразователя и управляющему входу второго регулятора.