Преобразователь переменного напряжения
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании вольтметров среднеквад ратического значения напряжения переменного тока Цель изобретения расширение частотного диапазона Мостовой термопреобразователь 6 выполнен содержащим четырехплечий резисторный мост, одним плечом которого служит чувствительный элемент термопреобразователя вторым - управляемое сопротивление управляющий вход которого соединен с выходом первого блока 8 памяти к одной диагонали моста подключен источник питания к другой - вход усилителя 15 разбаланса Сопротивление чувствительного элемента изменяется под воздействием измеряемого сигнала, а управляемое сопротивление компенсирует это изменение по сигналу блоков памяти содержащих формирователи 18 импульсов элементы ИЛИ 19 генератор 20 регистр 16 последовательного приближения и цифроаналоговый преобразователь 17 На чувствительный элемент воздействует измерительный преобразователь 4 по сигналу с выхода коммутатора 2 и масштабного преобразователя 1 или измерительного преобразователя 5 Выходной сигнал нуль-органа 7 поочередно по коман дам блока 10 управления подается на блоки 8 9 памяти замыкая петлю авторегулирования 1 з п ф-лы 1 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ Ht IblA КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С () (Я (21) 4610039/21 (22) 10.10.88 (46) 15.03.91, Бюл, М 1О (72) А.С. Викторов (53) 621,317.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N 1056062, Aë. G 01 R 19/02, 1982. Попов В,С. и др. Измерение среднеквадратического значения напряжения. М.: Энергоатомиэдат, 1987, с. 49, рис. 2,2в, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к иэмери1ельной технике и может быть использовано при конструировании вольтметров среднеквадратического значения напряжения переменного тока. Цель изобретения расширение частотного диапазона. Мостовой термопреобразователь 6 выполнен содержащим четырехплечий резисторный мост, одним плечом которого служит чувствительный элемент термопреобраэователя. „„Я2„„1635144 А1 вторым — управляемое сопротивление, управляющий вход которого соединен с выходом первого блока 8 памяги, к одной диагонали моста подключен источник питания, к другой — вход усилителя 15 раэбаланса, Сопротивление чувствительного элемента изменяется под воздействием изл1еряемого сигнала, а управляел1ое сопротивление компенсирует это изменение по сигналу блоков памяти, содержащих формирователи 18 импульсов, элементы ИЛИ 19. генератор 20, регистр 16 последовательного приближения и цифроаналоговый преобразователь 17. На <увствительный злемент воздействует измери1ельный преобразователь 4 по сигналу с выхода коммутатора 2 и масштабного преобразователя 1 илн измерительного преобразователя 5 Выходной сигнал нуль-органа 7 поочередно по командам блока 10 управления подается на блоки 8. 9 памяти, замыкая петлю авторегулирования. 1 3.п. ф-flbl, 1 ил. 1635144 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании вольтметров среднеквадратического значения напряжения переменного тока. Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот преобразователя, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь переменного напряжения состоит из масштабного преобразователя 1, первого 2 и второго 3 коммутаторов, первого 4 и второго 5 измерительных преобразователей, мостового термопреобразователя 6, нуль-орлеана 7, первого 8 и второго 9 блоков памяти и блока 1О управления. Первый измерительный преобразователь 4 представляет собой двухвходный суммирующий усилитель, нагруженный на подогреватель термопреобразователя. Мостовой термопреобразователь 6 содержит четырехплечий резисторный мост. одним плечом которого служит термочувствительный элемент 11, вторым плечом — управляемое сопротивление 12, третье и четвертое плечи моста — постоянные резисторы 13 L1 14. К одной диагонали моста подключен источник Е постоянного напряжения, к другой — вход усилителя 15 разбаланса. Первый 8 и второй 9 блоки памяти име ют аналогичное устройство и содержат регистр 16 последовательного приближения, информационный вход которого является первым входом блока, информационный выход соединен с входом цифроанало ового преобразователя (ЦАП) 17, выход которого является выходом блока, формирователь 18 импульса, вход которого является вторым входом блока. выход соединен с первым входом элемента ИЛИ 19, второй вход которого соединен с выходом регистра 16 последовательного приближения, а выход - с управляющим входол генератора 20 импульсов, выходом соединенного с входом регистра 16 последовательного приближения. Блок 10 управления представляет собой генератор прямоугольных импульсов, которые поочередно переключаюг первый 2 и второй 3 коммутаторы и определяют момент начала работы первого 8 и второго 9 блоков памяти. Преобразователь nepevi> ного напряжения работает следующим сбр1зом. В первом такте, когда первый 2 и второй 3 коммутаторы находятся в исходном состоянии (выход масштабного преобразователя 1 подключен к первому входу первого измерительного преобразователя, а выход нульоргана 7 подключен ко входу первого блока 55 памяти 8), измеряемый сигнал проходит через масштабный преобразователь 1, первый коммутатор 2 и первый измерительный преобразователь 4, обеспечивает подогрев и тел самым изменяет состояние мостового термопреобразователя 6. В результате на его выходе устанавливается напряжение, отличное от нуля. Нуль-орган 7 при этом через второй коммутатор 3 и первый блок 8 памяти управляет величиной управляемого сопротивления 12 мостового термопреобраэователя 6 так, чтобы мостовой термопреобразователь 6 оказался сбалансированным (напряжение на его выходе стало равным нулю). Затем первый 2 и второй 3 коммутаторы по команде с блока 10 управления переключаются в рабочее состояние (выход второго измерительно)о преобразователя 5 подключается к первому входу первого измерительного преобразователя 4, а выход нуль-органа 7 подключается по входу второго блока 9 памяти). При этом переменное напряжение перестает воздействовать на мостовой термопреобразова1ель 6 и он разбалансируется, в результатечего нуль-орган 7 через второй комму а ор 3 и второй блок 9 памяти управляет измерительным преобразователем 5 так, чтобы его выходное напряжение, nonaдая на первый вход первого измерительного преобразователя 4, также воздействовало па мостовой термопреобраэователь 6. как п входной сигнал. В этом случае выходное напряжение мостового термопреобраэователя 6 станет равным нулю. Сигнал на второл выходе второго блока 9 памяти при этом будет однозначно соответствовать входному напряжению. Рассмогрил как происходит балансировка мостового терл опреобразователя 6. Предположим, что сигнал с блока 10 управления перевел второи коммутатор 3 в такое состояние, при котором выход нуль-органа 7 подключен к первому входу первого блока 8 памяти. По фронту этого сигнала с задержкой, необходимой для срабатывания второго коммутатора 3, формирователь 18 импульса ереэ элемент ИЛИ 19 запускает генератор 20 импульсов, который в свою очередь стимулирует работу регистра 16 последовательных приближений и ЦАП 17. Нуль-орган 7 следит за состоянием мостового гермопреобраэователя 6 (в состоянии баланса его выходное напряжение равно нулю), если напряжение Hd его выходе меньше нуля, то на выходе нуль-органа 7, (представляющего собой обычный компаратор)— напряжение логической "1", если напряжение на выходе мостового термопреобразователя 6 больше нуля, то на выходе нуль-орлеана 7 — напряжение логического 16351/14 "0". Выходное напряжение нуль-органа 7 управляет работой регистра 16 последовательного приближения так, что, если при приходе очередного стимулирующе>о импульса с генератора 20 импульсов на выходе нуль-органа 7 — логическая "1", то код на выходе регистра 16 последовательного приближения увеличивается, если логического "0", — то уменьшается. Длительность импульса на выходе формирователя 18 импульса выбрана большей одного такта, но меньшей всего цикла работы регистра 16 последовательного и риближения, поэтому после первого такта и до >;0>l>$3 цикла HB генератор 20 импульсов подается разрев>ающий сигнал. По окончании цикла с погрешностью. обусловленной смещением нуль-органа 7 и дискретом ЦАП 17. мостовои термопреобразователь 6 будет сбалансирован за счег изменения выходным напряжением первого блока 8 памяти управляемого сof После этого блок 10 управления подает команду, по которой выход нуль-органа 7 подключается к первому входу второго блока 9 памяти. Балансировка МосТо>303 термопреобразователя 6 производится аналогично вь<шеоп>1са><нои Ное напряжение второго блока 9 памяти управляет вь>ходным напряжением BTOpuf 0 измерительного преобразова<еля 5 и следовательно, сопротивлением термо <33P3 TBLIтельного элемента 11 мос>OI>nro термопреобраэователя 6. Постоянная времени мостового термопрЕОбраэОватвля 6 ОпрЕдЕлявтея f 4, т.е. мостовои термопреобразователь включен в замкнутый контур системы BBтоматического регулирования. Постоянная времени системы при этом f>o сравнению с постоянной времени терморезистора уменьшается примерно B K раз, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя раэбаланса мостового термопреобразователя 6, Иэ вышесказанного следует, что замещение измеренного сигнала известным производится с ошибкой, определяемой дискретом ЦАП, которая может быть выбрана достаточно малой при увеличении числа разрядов ЦАП. Смещение нуль-органа 7 не влияет на ошибку, так как он один и для измеряемого, и для замещающего сигналов. 1О В преобразователе переменного наг>ряжения мостовой термопреобразова<ель уравновешивается изменением сопротив3>ения одного из его плеч, что ITOBBon>>eT искл>о I«LI управляемое сопротивление иэ тракта прохо кдения измеряемого сигнала и тем самым исключить зависимость коэффициента передачи тракта от уровня измеряемого сигнала, при этом характеристика преобразования остается линейной вне зависимости oT частоты измеряемого сигнала. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного напряжения, содержащий масц>табный преобразователь, вход которого соединен с входом устройства а выход с первым B>.одом первого коммутатора выход которого соединен с входом первого измерительного преобразователя, мостовой терMoпреобразователь содержащий четырехплечий резисторнь>и мост, в первое плечо которого включен чувствительный элемент, связанныи с выходом первого измерительного преобразователя, во второе и третье плечи четырехплечего моста включены постоянlI>le peBL3cTo 3I диагональ моста соединена С >3Ь>л. ДОКI нето«НИКа ПИтаНИЯ, ПЕРВЫЙ И ВТОРой hf>0> I< IIBMBTL>, пеРвые вхоДы f vfoP>lx соедl1>le><>. соответственно с первым и ВТо рым выходами BTopolo коммутатора. первый выход г горого блока памяти соединен с >>ходом <>тс>рого 31зме4>3>тел>,ного >>рес>бразователя в> <од котор >l 3 соединен с вторьIM вxîäîм перBOfо коtl>1утатора, управля>ol>LL>e входы первого и второгo ко IM)TBToðOB соеди» .<ы с в Ixogoff блока управления, 0 т— л 31 ч а >о LIL и 31 с я тем, <<î, с целью рас>3331 ) f ния частo< нof 0 диапазона. в него >>е>сден нуль 0(эгэн пе(3<<ы>1 вход котОрОГ0 соединен с в>, одом мое>ового термопреобРаэола>ЕЛЯ >1 ВТОРЫМ ВлоДОМ ПЕРВОГО ИЗМЕрите3>ьного»реобразователя. второй вход нуль-орга»а соединен с нулевои шиной преобразователя переменного напряжения, а вь>ход соединен с входо>1 второ>о коммутатора, выход б >ока управления соединен с вторьlf«1 входами первого и второго блок >в памяти, в четвертое плечо мостового термопреобразователя включено управляемое cof3poTL1Bf3e> 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что первый и второй блоки памяти содержат каждый последовательно 1635144 Составитель В.Степанкин Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец Редактор А.Ревин Заказ 755 Тираж 417 Подписное Bl! ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединенные регистр последовательного приближения, вход которого соединен с первым входом блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым выходом блока памяти, формирователь импульсов, вход которого соединен с вторым входом блока памяти, а выход — с первым входом элемента ИЛИ. второй вход которого соединен с вторым выходом регистра последовательных приближений, генератор импульсов. выход которого соединен со счетным входом 5 регистра последовательных приближений, причем выход цифроаналогового преобразователя второго блока памяти соединен с вторым выходом второго блока памяти.
