Цифровой вольтметр для измерения
ОПИСАНИЕ
ИЗО6РЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскив
Социалистических
Респу0лик
Зависимое от авт. свидетельства №
Ел, 21е, 36/01
Заявлено 14.VI.1968 (№ 1248704/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.II.1970. Бюллетень ¹ 8
Дата опубликования описания 15Х1.1970
МПК G 01г 19/04
УДК 621.317.328 (088.81Комитет оо делам иаобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Л. М. Тищенко и А. Я. Шрамков
Заявитель
ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
Известные цифровые вольтметры для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащие нуль-орган, сравнивающий измеряемое и компенсирующее напряжения, блок формирования ступенчатого компенсирующего напряжения, блок измерения периода .измеряемого напряжения, генератор счетных.импульсов, блок управления и два моста, плечи которых образованы управляемыми проводимостями, имеют сложную конструкцию. .В предлагаемом вольтметре нуль-орган соединен через счетчик с одним из плеч первого моста, со ьторым плечом которого соединен блок измерения периода, к третьему плечу того же моста посредством счетчика и ключа, управляемого нуль-органом, подключен генератор счетных импульсов, соединенный также с четвертым плечом упомянутого моста и первым,плечом второго моста через два счетчика и,ключ, сзязанный с блоком управления и нуль-органом, включенным в измерительную диагональ первого моста, генератор счетных импульсов также подключен ко второму и четвертому плечам второго моста с помощью счетчика и ключа, связанного с блоком управления и нуль-органом, включенным в измерительную диагональ второго моста.
На фиг. 1 дана схема устройства предлагаемого в)льтметра; на фиг. 2 — график его работы.
Вольтметр содержит блок 1 формирования ступенчатого компенсирующего напряжения
U„; нуль-орган 2, сравнивающий измеряемое напряжение U„c U„; счетчик 8 числа импульсов, образ„.емых на выходе нуль-органа 2 при
U U,.; блок измерения 4 периода на;ряжения U, ключ 5, управляемый импульсами нуль-органа 2; счетчик б; мост 7, плечи которого образованы управляемыми проводимо1р стями; нуль-орган 8, включенный в измерительную диагональ моста 7; генератор 9 счетных импульсов стабильной частоты; ключ 10; счетчик 11, управляющий проводимостью четвертого плеча моста 7; олок управления 12, 15 согласующий работу всех узлов прибора; счетчик 13; мост 14; нуль-орган 15, включенный в измерительную диагональ моста 14, на выходе которого образуется импульс в момент равновесия моста; ключ 1б, управляемый
2р блоком 12; счетчик 17, управляющий проводимостью второго и четвертого плеч моста 14.
Принцип работы прибора заключается в следующем.
Кривая I (фиг. 2), характеризующая изме25 пение изм ряемого напряжения У, за полупериод (180 ), заменяется ступенчатой кривой 11. У„сравнивается с U, — выходным компенсирующим напряжением блока 1 с помощью нуль-органа 2, который выдает краткоЗр временные импульсы в моменты равенства
U и U,, Блок 1 содержит счетчик числа пе263737 риодов измеряемого напряжения,и преобразователь показания счетчика в постоянное напряжение. С каждым периодом измеряемого напряжения U, увеличивается .на одну ступень. При этом для уменьшения погрешности от замены U ступенчатой кривой в напряжение U, вводится постоянное смещение, уменьшающее паровую ступень У„на величину, равную половине значения одной ступени.
Так как У„возрастает равными ступенями, площадь кривой 1 пропорциональна .сумме временных интервалов ть т,....., ограниченных моментами,равенства напряжения U u
U . На фиг. 2 последовательные значения
У„изображены пунктирными линиями, где горизонтальные отрезки соответствуют интервалам ть т9..., ..
Далее находится действующее значение ступенчатой кривой П.
По определению, действующее значение А периодической функции а (t) равно: т
U, = — U (t)dt
Т,! о где д (/) — мгновенное значение функции;
Т вЂ” период изменения функции;
t — время, Следовательно, для нахождения действующего значения ступенчатой кривой П необходимо прежде всего найти площадь (интеграл) такой новой кривой, каждая ордината которой равна квадрату соответствующей ординаты исходной кривой П. На фиг. 2 показана эта новая:ступенчатая кривая ПI. Для сравнения построена непрерывная кривая IV (U., = f(n)).
Площадь ступенчатой кривой П находят по сумме .площадей прямоугольников, ее составляющих, основания которых равны соответственно временным интервалам тот ... и т. д., а высоты составляют нечетный ряд (1, 3, 5,... ступеней ступенчатого напряжения). В итоге получают, что действующее значение U ступенчатой кривой П: где S — площадь кривой III;
Т вЂ” период изменения кривой II, к — коэффициент пропорциональности.
Нечетные импульсы нуль-органа 2 открывают ключ 5, четные — его закрывают. Ключ
5 пропускает на счетчик б импульсы от генератора 9 счетных импульсов. Счетчик б управляет проводимостью третьего плеча моста 7.
Блок управления 12 в конце каждого периода измеряемого напряжения U „сбрасывает на нуль показание счетчика б. Таким образом, проводимость третьего плеча моста 7 в первом периоде измеряемого напряжения пропорциональна ть во втором т, в третьем т. и т, д.
Проводимость, второго плеча моста 7 пропорциональна периоду измеряемого напряжения U Счетчик 8 считает все импульсы нульоргана 2, кроме первого, погашаемого с по5
65 мощью блока управления 12. Так как нульорган 2 за один период измеряемого напряжения:выдает два импульса, показание счетчика в первом периоде измеряемого напряжения пропорционально 1, во втором 3, в третьем 5 и т. д. Такие же значения принимает проводимость перзого плеча моста 7, которой управляет этот счетчик.
Блок управления 12 кратковременными импульсами B момеHTbI перехода U от положительного значения к отрицательному открывает ключ 10, пропускающий импульсы от генератора 9 на счетчики 11 и 18. При этом показание счетчика 11 в конце каждого периода сбрасывается (также с помощью блока
12). Счетчик 11 управляет проводимостью четвертого плеча моста 7 и подсчитывает импульсы генератора 9 до наступления равновесия моста 7, при достижении которого срабатывает нуль-орган 8, закрывающий ключ 10.
Показания счетчика 11,пропорциональны проводимости четвертого плеча моста 7.
Показания счетчика 18, управляющего проводимостью первого плеча моста 14,,не сбрасываются на нуль в конце каждого периода.
В конце цикла измерения блок 12 открьгвает ключ 1б, пропускающий импульсы генератора
9 на счетчик 17, управляющий проводимостями второго и четвертого плеч моста 14.
Показание счетчика 17 пропорционально действующему значению напряжения U
В момент равновесия моста 14,нуль-орган
15 кратковременным импульсом закрывает ключ 1б. Этот же импульс подается в блок управления 12, который при этом возвращает
vсе узлы прибора в исходное состояние,,подготавливая новый цикл измерения.
Предмет изобретения
Цифровой вольтметр для измерения действующего значения .переменного напряжения, ссдержащий,нуль-орган, блок формирования ступенчатого компенсирующего напряжения, блок измерения периода измеряемого напряжения, генератор счетных импульсов, блок управления и два моста, .плечи которых образованы управляемыми проводимостями, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем выход нуль-органа соединен через счетчик с одним из плеч первого моста, со вторым плечом которого соединен блок измерения периода, к третьему плечу того же моста посредством счетчика и ключа, управляемого нуль-органом,,подключен генератор счетных импульсов, соединенный также с четвертым плечом упомянутого моста и первым плечом второго моста через два счетчика и ключ, связанный с блоком управления и нульорганом, включенным в измерительную диагональ первого моста, генератор счетных имп IbcOB также подключен ко второму и четвертому,плечам второго моста с помощью счетчика и ключа, связанного с блоком у правления и Hóëü-органом, включенным в измерительную диагональ, второго моста, 283 737
Составитель В. Скоморохов
Редактор М. В. Афанасьева Техред А. А. Камышникова Корректор Л. В. Юшина
Заказ 1397/14 Тираж 500 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб„д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
