Микровольтметр эффективных значений переменного напряжения

 

О П И С А Н И Е (ц) 48О 987

ИЗОБРЕТЕНИЯ ьовз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.07.72 (21) 1814028/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл. G Olr 19/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР на делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.08.75. Бюллетень № 30 (53) УДК 621.317.7 (088.8) Дата опубликования описания 28.10.75 (72) Авторы изобретения

Ю. А. Скрипник и М, А. Присенко

Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) МИКРОВОЛЬТМЕТР ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области измерительной техники для измерения эффективных значений малых напряжений переменного тока сложной формы.

Известен микровольтметр эффективных значений переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные усилитель напряжения, фазочувствительный выпрямитель и управляемый усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, генератор, связанный с фазочувствительным выпрямителем и ключом, а также квадратичный преобразователь, на выход которого подключен измерительный прибор.

Поскольку при отрицательной обратной связи трудно получить усилитель с большим коэффициентом усиления, способный работать в широком диапазоне частот, то применяют систему автоматической стабилизации коэффициента усиления, основанную на сравнении части выходного напряжения с входным.

Эффективность работы коммутационной системы сравнения существенно зависит от уровня сравниваемых напряжений, В экспериментальных милливольтметрах коммутируются напряжения порядка десятков милливольт, и управляющее разностное напряжение выделяется непосредственно квадратичным детектором, При меньших напряжениях для получения высокой чувствительности схемы сравнения приходится включать предусилитель детектора, искажающий форму поочередно усиливаемых напряжений, подаваемых с входа и

5 выхода управляемого усилителя. Так, в микровольтметрах должны сравниваться напряжения порядка единиц и даже десятых и сотых долей микровольт. Для квадратичного детектирования этих напряжений необходим

1о предусилитель детектора с большим коэффициентом усиления и равномерной частотной характеристикой. Это приводит к существенному снижению его точности. Кроме того, при коммутировании столь малых напряжений

15 возникают сильные коммутационные помехи, также снижающие точность работы системы автоподстройки коэффициента усиления управляемого усилителя.

Для повышения точности измерения пред20 лагаемый микровольтметр снабжен конденсатором, включенным между выходом квадратичного преобразователя и входом усилителя напряжения, а ключ введен в цепь отрицательной обратной связи, причем параллельно

25 ключу подсоединены два последовательно включенных резистора, общая точка которых связана с входом квадратичного преобразователя.

Функциональная схема описываемого мик30 ровольтметра представлена на чертеже, 480987

Зо

Входное напряжение поступает на управляемый усилитель 1 с большим коэффициентом усиления, охваченный отрицательной обратной связью, состоящей из резисторов R< и

R>. Сопротивления резисторов R< и R> выбираются из условия R «R что обеспечивает слабую обратную связь и поэтому незначительно снижает результирующий коэффициент усиления.

Выходное напряжение усилителя поступает в цепь обратной связи R и R через последовательно включенные резисторы R> и R> которые одновременно являются элементами входной цепи квадратичного преобразователя 2.

Резисторы R> и R< периодически шунтируются с частотой коммутации контактом ключа 3, при этом с их общей точки снимается входной сигнал квадратичного преобразователя 2.

Ключ 3, обмотка которого подключена к генератору (мультивибратору) 4, периодически шунтируя резисторы R> и R осуществляет модуляцию коэффициента передачи цепи обратной связи управляемого усилителя 1.

Когда ключ 3 разомкнут, уменьшается коэффициент передачи цепи обратной связи, увеличивается коэффициент усиления управляемого усилителя 1, но уменьшается коэффициент передачи входной цепи квадратичного преобразователя.

При другом положении ключа 3 («замкнуто») увеличивается коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи, уменьшается коэффициент усиления управляемого усилителя 1, но при этом увеличивается коэффициент передачи входной цепи квадратичного преобразователя 2.

При заданном соотношении сопротивлений резисторов R< ... R< и номинальном значении коэффициента усиления управляемого усилителя 1 осуществляется режим полной демодуляции входного напряжения квадратичного преобразователя 2, при котором напряжения на входе квадратичного преобразователя будут равны при обоих положениях ключа 3.

При любом отклонении коэффициента усиления управляемого усилителя 1 от номинального значения и постоянства сопротивлений резисторов R< ... R< входное напряжение квад4 ратичного преобразователя 2 изменяется с частотой коммутации. 1-1а выходе квадратичного преобразователя 2 при этом наряду с постоянной составляющей, измеряемой выходным прибором б, появляется переменная составляющая напряжения. Измененное напряжение через конденсатор б поступает на усилитель напряжения 7. Усиленное напряжение выпрямляется фазочувствительным выпрямителем

Ь и воздеиствует на управляющий вход управляемого у силителя 1, восстанавливая его первоначальное (номинальное) значение. i ape этом на выходе квадратичного преооразователя 2 остается только постоянное напряжение, если пренеоречь статизмом системы регулирования, который может быть сделан весьма малым, при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя напряжения 7.

Поскольку напряжение огиоающей частоты коммутации выделяется квадратичным преобразователем, выполняющим роль квадратичного детектора, то коэффициент усиления управляемого усилителя i стабилизируется при люоой форме измеряемого напряжения по эффективному значению.

Предмет изобретения

Микровольтметр эффективных значений переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные усилитель напряжения, фазочувствительный выпрямитель и управляемый усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, генератор, связанный с фазочувствительным выпрямителем и ключом, а также квадратичный преооразователь, на выход которого подключен измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен конденсатором, включенным между выходом квадратичного преобразователя и входом усилителя напряжения, а ключ введен в цепь отрицательной обратной связи, причем параллельно ключу подсоединены два последовательно включенных резистора, общая точка которых связана с входом квадратичного преобразователя.

480987

Составитель В. Ваганов

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Петрова и О. Данишева

Редактор С. Хейфиц

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2584/8 Изд. Кз 1694 Тираж 902

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5