Устройство для измерения напряжения переменного тока

 

209 58l

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

;.- о эоо...-.;-,, -..

:"- : :ит,o---.

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26ЛХ.1966 (№ 1104101/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.1.1968. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 25.111.1968

Кл. 21е, 36/Oi

МПК б 01г

УДК 621.317.725 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Б. С. Таубе и Е. 3. Шапиро

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ неРеменнОГО ТОКА

Известные устройства для измерения напряжения переменного тока вначале преобразуют его в напряжение постоянного тока, а затем в последовательность импульсов, количество которых пропорционально значению входного напряжения. Эти устройства содержат переключатель, линейный преобразователь напряжения в последовательность импульсов с двумя выходами, реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, цифровое отсчетное устройство и блок автоматического управления. Они обладают достаточным быстродействием, но не обеспечивают необходимой точности.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в первом положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с источником измеряемого напряжения, Его первый выход через вторую контактную группу переключателя соединен с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии прямого счета, выход которого через третью контактную группу переключателя подключен к преобразователю цифра-аирлог. Бо втором положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с выходом преобразователя цифрааналог, а его второй выход через вторую контактную группу переключателя — с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии реверсаа.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность и быстродействие преобразователя напряжения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

10 Процесс измерения в устройстве разбит на два цикла.

Во время первого цикла контактные группы 1, 2 и 8 переключателя 4 находятся в положении, указанном на чертеже. При этом

15 со входа 5 устройства измеряемое напряжение переменного тока через контактную группу 1 переключателя 4 поступает на преобразователь б напряжения в последовательность импульсов, т. е. на вход линейного преобразо20 вателя 7 напряжения переменного тока в постоянное. На выходе преобразователя 7 появляется напряжение постоянного тока. Это напряжение поступает на вход преобразователя

8 напряжения постоянного тока в последова25 тельность импульсов. Блок автоматического управления 9 после некоторой выдержки времени, требуемой для установления напряжения постоянного тока на выходе преобразователя 7, включает преобразователь 8. На вы30 ходе преобразователя 8 появляются импуль209581

55 бо

65 сы, количество которых пропорционально значению напряжения постоянного тока, снимаемого с выхода преобразователя 7. С выхода преобразователя 8 импульсы поступают на первый выход 10 преобразователя б и на вход ячейки 11 деления частоты импульсов на два.

Выход 12 ячейки 11 является в то же время вторым выходом преобразователя б.

Таким образом на выходах 10 и 12 преобразователя б появляются последовательности импульсов, количества которых равны соответственно N = 2KU и N» — — KU где2К— коэффициент преобразования преобразователя б по выходу 10, а К вЂ” по выходу 12.

При первом цикле измерения на реверсивный счетчик И поступает последовательность импульсов с выхода 10 преобразователя б.

Количество импульсов Е1О фиксируется счетчиком 13, который остается в этом состоянии до следующего цикла измерения.

Реверсивный счетчик 13 через контактные группы 3 переключателя 4 (на чертеже условно показана только одна контактная группа) связан с точным преобразователем цифрааналог 14 через схему 15 памяти, являющуюся частью преобразователя 14. Преобразователь 14 цифра-аналог содержит источник 1б высокостабильного и известного с высокой точностью напряжения, питающий прецизионный многоразрядный декадный делитель 17 напряжения, управляемый схемой 15 памяти, а также согласующий усилитель 18 постоянного тока с точно известным коэффициентом усиления. Коэффициент деления делителя 17 определяется состоянием схемы 15 памяти.

Количество импульсов Л 10, сосчитанное счетчиком И и зафиксированное схемой памяти, вызывает на выходе 19 преобразователя 14

1 напряжение постоянного тока U = Л,о, г Кн

1 где — коэффициент преобразования

2Кн преобразователя цифра-аналог, причем К„равен номинальному значению коэффициента преобразования К.

После того, как реверсивный счетчик И зафиксировал количество импульсов N>, поступивших на него во время первого цикла измерения, а на выходе 19 преобразователя 14 цифра-аналог появилось напряжение постоянного тока U-, первый цикл измерения заканчивается.

Блок 9 автоматического управления переключает переключатель 4 во второе положение и реверсирует счетчик. При этом переключении преобразователь цифра-аналог 14 отключается от реверсивного счетчика 13 и напряжение U на его выходе 19 из-за наличия внутренней схемы памяти остается прежним.

Таким образом, во время второго цикла измерения выходное напряжение постоянного тока U с выхода 19 преобразователя 14 цифра-аналог через контактную группу 1 пе5

1О

15 го г5 зо

5О

4 реключателя 4 поступает на вход линейного преобразователя б напряжения в последовательность импульсов, который одинаково реагирует на напряжение постоянного и переменного тока. Это объясняется тем, что на входе преобразователя б стоит линейный преобразователь 7 напряжения переменного тока в постоянное, который, также обладает этим свойством.

Блок 9 автоматического управления после небольшой выдержки времени, определяемой, как и во время первого цикла измерения, временем установления напряжения постоянного тока на выходе преобразователя 7, включает преобразователь 8, и на выходах 10 и 12 преобразователя б появляются последовательности импульсов, количества которых равны соответственно

Nyp — 2К0 и N» — — KU

Во время второго цикла измерения к реверсивному счетчику 13 подключен выход 12 преобразователя б. Поэтому на счетчик 13 поступит количество импульсов N» — — KU

Поскольку, как указывалось выше, счетчик

18 во время второго цикла измерения находится в состоянии реверса, то поступающие на него с выхода 12 преобразователя б импульсы вычитаются из сосчитанных во время первого цикла измерения. В результате этого в счетчике остается зарегистрированным количество импульсов

N = Л4о — N» = KaUЭто равенство показывает, что количество импульсов N, зафиксированное реверсивным счетчиком 13 по окончании второго цикла измерения с точностью до бесконечно малых второго порядка относительно погрешности преобразования у„преобразователя б, равно измеряемому напряжению переменного тока

U, умноженному на коэффициент К„, известный с высокой степенью точности для преобразователя цифра-аналог 14.

При соответствующем выборе коэффициента К„количество импульсов, зафиксированных по окончании измерения реверсивным счетчиком 13, будет равно численному значению измеряемого напряжения U и цифровое отсчетное устройство 20, связанное со счетчиком 13, покажет это значение непосредственно в единицах измерения напряжения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения напряжения переменного тока, содержащее переключатель, линейный преобразователь напряжения в последовательность импульсов с двумя выходами, реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, цифровое отсчетное устройство и блок автоматического управления, отличаюи4ееся тем, что, с целью обеспечения высокой точности и быстродействйя, в первом положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую конгактную группу переключателя

209581

Составитель Н. Н. Чижевский

Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: Н. И. Быстрова и А. П. Васильева

Редактор П, Шлайн

Заказ 493/2 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 соединен с источником измеряемого напряжения, его первый выход через вторую контактную группу переключателя — с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии прямого счета, и выход реверсивного счетчика через третью контактную группу переключателя с преобразователем цифра-аналог, а во втором положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с выходом преобразователя цифра-аналог и его второй выход через

5 вторую контактную группу переключателя— с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии реверса.