Интегрирующий цифровой вольтметр

 

Вс» о и и с А М И" 450 106

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 26.01.73 (21) 1875640/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 22.04.75

М, Кл. б 01г 19/26

1 осударственный комитат

Совета Министров СССР пе делам изобретений и открытий

УДК 621.317.725 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. К. Золотков, М. С. Маруняк и Ю. К. Романов (71) Заявитель (54) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные интегрирующие цифровые вольтметры для измерения напряжения постоянного тока, содержащие преобразователь напряжения — частота, в которых входное напряжение суммируется с опорным, а результат определяется с помощью измерителя отношения выходной частоты преобразователя к ее части, зависящей от амплитуды опорного напряжения, имеют низкую помехозащищенность при изменяющейся частоте помехи и невысокую точность при нестабильности амплитуды источника опорного напряжения.

Для повышения помехозащищенности и точности измерения предлагаемое устройство снабжено элементом перестройки крутизны преобразователя напряжение — частота, устройством фазовой автоподстройки, делителем частоты и устройством выделения суммы постоянной и переменной составляющих выходной частоты преобразователя, включенным между выходом преобразователя и одним из входов измерителя отношения двух частот, причем вход делителя частоты соединен с выходом устройства выделения переменной составляющей выходной частоты преобразователя, а выход — с другим входом измерителя отношения двух частот и с одним из входов устройства фазовой автоподстройки, другой вход которого подключен к источнику помехи, а выход — к управляющему входу элемента перестройки крутизны преобразователя напряжение — частота.

На чертеже представлена функциональная схема описываемого устройства, где 1 — сумматор напряжений, 2 — генератор прямоугольных импульсов, 3 — элемент, управляющий крутизной преобразователя, 4 — устройство фазовой автоподстройки, 5 — преобразователь напряжение — частота, 6 — устройство выделения суммы постоянной и переменной составляющих выходной частоты преобразователя, 7 — устройство выделения переменной составляющей выходной частоты преобразователя, 8, 9 — линия задержки, 10, 11 — смеситель, 12 — фильтр высоких частот, 13 — фильтр низких частот, 14 — делитель частоты, 15 — измеритель отношения двух

20 частот.

Устройство 7 предназначено для выделения переменной составляющей выходной частоты преобразователя и может состоять, например, из линии задержки 9 с временем задержки, 25 равным длительности одного полупериода модулирующей частоты, генератора 2, смесителя 11 и фильтра 13, выделяющего переменную составляющую выходной частоты.

Состав устройства 6 аналогичен составу

ЗО устройства 7 с той лишь разницей, что вместо

450106

Ф„) фильтра 13 низких частот включается фильтр

12 высоких частот, выделяющий суммарную частоту. Генератор 2 прямоугольных импульсов вырабатывает прямоугольное напряжение (меандр) с постоянной амплитудой и частотой.

Устройство работает следующим образом, На вход сумматора 1 поступает измеряемое напряжение U и прямоугольные импульсы (меандр) с выхода генератора 2 с амплитудой Up. Промодулированное напряжение

U +Up(1) поступает на вход преобразователя 5. В момент времени, когда Ua(t) =Up, частота f> на выходе преобразователя 5 с учетом действия помехи равна:

f i — (Uc + и sin 11 и + в + Ux) где К вЂ” крутизна преобразователя 5, U< — напряжение смещения, 1 — амплитуда помехи, W„— частота помехи, Up — опорное напряжение.

В момент времени, когда Up(f) =О, выходная частота f равна

f, = К (U, + V„sin W„t+ U,).

Разность равна

fr fs — 1 е

Коэффициент деления делителя 14 выбирается таким, чтобы частота на его выходе была близка к частоте помехи. В этом случае устройство фазовой автоподстройки 4 изменяет с помощью элемента 3 крутизну К таким образом, чтобы обеспечить равенство

fi fs= f

На выходе устройства 6 образуется частота

f,+ fä,: К(2Uñ+2 иsin И ит+Uo+2Ух)

С выходов фильтра 12 и делителя 14 частоты f> — f> и f, поступают на входы измерителя

15, на выходе которого образуется код N„ равный т„

h, (2Uе + 21Г и sin Wи +

fn

О

+У +2У)Д вЂ” 1+ (с+ х) о

Таким образом, результат не зависит от нестабильности крутизны преобразователя 5, от амплитуды и частоты опорного напряжения и напряжения помехи, Кроме того, крутизна преобразования возрастает в два раза.

15 Предмет изобретения

Интегрирующий цифровой вольтметр, содержащий измеритель отношения двух частот, генератор опорного модулированного напряжения, сумматор опорного и измеряемого напряжений и преобразователь напряжение— частота, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход — к входу устройства выделения переменной составляющей выходной частоты преобразователя, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и точности измерения, он снабжен элементом перестройки крутизны преобразователя напряжение — частота, устройством фазовой автоподстройки, делителем

30 частоты и устройством выделения суммы постоянной и переменной составляющих выходной частоты преобразователя, включенным между выходом преобразователя и одним из входов измерителя отношения двух частот, 35 причем вход делителя частоты соединен с выходом устройства выделения переменной составляющей выходной частоты преобразователя, а выход — с другим входом измерителя отношения двух частот и с одним из входов

40 устройства фазовой автоподстройки, другой вход которого подключен к источнику помехи, а выход — к управляющему входу элемента перестройки крутизны преобразователя напряжение — частота.