Устройство для измерения эффективного значения напряжения

 

Союз Советски»

Социалистеечески»

Реслублик

<>1>661 372

305

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.77 (21) 2459755/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. 2

G 01 R 19/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК621.317..7 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Авторы изобретения

Ю. С. Мальцев, В. Д. Шевченко и М. М. Чернин

{7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретние относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в вольтметрах переменного тока.

Известны приборы для измерения эффективного значения напряжения, в которых измеряемое напряжение и напряжение обратной связи сравниваются по действующему значению с помощью квадратирующих преобразователей. Сигнал рассогласования подается на вход усилителя постоянного тока, выходной сигнал которого является сигналом обратной связи (1).

Недостатком таких приборов является узкий динамический диапазон преобразуемых сигналов, ограниченный снизу чувствительностью квадратирующего преобразователя, выходной сигнал которого резко уменьшается при уменьшении входного сигнала (по квадратичному закону), а сверху — перегрузочной способностью квадратирующего преобразователя, температура которого резко увеличивается при увеличении входного сигнала, что приводит к выходу из строя нагревателя квадратирующего преобразователя.

Наиболее совершенным является устройство для измерения эффективного значения напряжения, содержащее входной ключ и ключ обратной связи, управляющие входы которых соединены с парафазными выходами блока синхронизации, а входы входного ключа и ключа обратной связи объединены между собой и связаны с нагревателем, датчик температуры, соединенный со входом усилителя, индикатор (2).

Известное устройство имеет невысокую чувствительность и ограниченный диапазон измерения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона измерения.

Для достижения этой цели, в устройство для измерения эффективного значения напряжения, содержащее входной ключ и ключ обратной связи, управляющие входы которых соединены с парафазными выходами блока синхронизации, а выходы входного ключа и ключа обратной связи объединены между собой и связаны с нагревателем, датчик температуры, соединенный со входом усилителя и индикатор, введен охладитель

661372 усилителя 8, второй вход которого соединен с дополнительным датчиком температуры 9, 2S размещенным вне теплоизолирующей оболочки 4.

Выход усилителя 8 присоединен к сигнальным входам запоминающих блоков 10 и 11

Выход запоминающего блока 10 присоединен зо к охладителю 6, а выход запоминающего блока 11 — к индикатору 12 и к цепи отрицательной обратной связи Uoc.

3$

4S ратуру в теплоизолирующей оболочке 4, уста- so

$S и теплоизолирующая оболочка, образующие вместе с нагревателем и датчиком температуры тепловыравнивающий блок, два запоминающих блока и дополнительный датчик температуры, установленный вне теплоизолирующей оболочки, причем входы запоминающих блоков объединены и присоединены к выходу усилителя, а их управляющие входы связаны с блоком синхронизации, выход первого запоминающего блока соединен с ключом обратной связи и индикатором, выход второго запоминающего блока подключен к охладителю, выход дополнительного датчика температуры соединен со вторым входом усилителя.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит ключи 1 и 2, через которые измеряемый сигнал Ux и сигнал обратной связи Upc подключены к нагревателю 3. Теплоизолирующая оболочка 4 охватывает термовыравнивающее устройство 5> на котором размещены нагреватель 3, охладитель 6 и датчик температуры 7. Выход датчика температуры 7 подключен ко входу

Блок синхронизации 13 одним выходом соединен с управляющими входами ключа 1 и запоминающего блока 10, а другим выходом с управляющими входами ключа 2 и запоминающего блока 11.

Схема работает следующим образом.

В течение первого такта включен входной ключ 1 и запоминающий блок 10. Входное напряжение U» через ключ 1 поступает на нагреватель 3, что приводит к увеличению температуры внутри теплоизолирующей оболочки 4. Электрические сигналы датчиков 7 и 9 поступают на входы усилителя 8, разность этих сигналов усиливается усилителем 8, выходной сигнал которого через запоминающее устройство 10 поступает на охладитель 6. Охладитель 6 уменьшает темпенавливая ее равной температуре внешней среды.

В начале второго такта ключ 1 размыкается, запоминающий блок 10 фиксирует величину сигнала усилителя 8, ключ 2 замыкается и включается запоминающий блок 11. Напряжение обратной связи Uoc с выхода запоминающего блока 11 через ключ 2 поступает на нагреватель 3.

Если U@ Q Uoq, то температура внутри теплоизолирующей оболочки начинает изменяться, что приводит к изменению выходного сигнала датчика температуры 7 относительно сигнала датчика температуры 9.

Это вызывает изменение выходного сигнала усилителя 8, который через запоминающее устройство изменяет сигнал Uoc до тех пор, пока сигнал датчика температуры 7 не станет равным сигналу датчика температуры 9, при этом будет соблюдаться условие Ux =

= Uoc . Напряжение Uoc измеряется измерительным прибором 12. Первый и второй такты работы прибора периодически повторяются.

Если Ux P Uoc, то за время такта внутри теплоизолирующей оболОчки выделится (поглотится) количество энергии N = Ь P t, где Ь P — разность мощностей, выделяемых нагревателем и охладителем во втором такте работы прибора, t — время. Отсюда следует, что чувствительность прибора можно увеличивать, увеличивая длительность такта.

Повышенная чувствительность прибора позволяет расширить динамический диапазон измеряемых сигналов в сторону более низких значений без использования дополнительного усилителя в цепи измеряемого сигнала, что приводит к расширению частотного диапазона и увеличению пикфактора измеряемых сигналов. Возможность работы прибора при низких мощностях нагревателя позволяет увеличить запас по перегрузочной способности прибора.

Формула изобретения

Устройство для измерения эффективного значения напряжения, содержащее входной ключ и ключ обратной связи, управляющие входы которых соединены с парафазными выходами блока синхронизации, а выходы входного ключа и ключа обратной связи объединены между собой и связаны с нагревателем, датчик температуры, соединенный со входом усилителя, и индикатор, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения чувствительности при расширении диапазона измерения, в него введен охладитель, и теплоизолирующая оболочка, образующие вместе с нагревателем и датчиком температуры тепловыравнивающий блок, два запоминающих блока и дополнительный датчик температуры, установленный вне теплоизолирующей оболочки, причем входы запоминающих блоков объединены и присоединены к выходу усилителя, а их управляющие входы связаны с блоком синхронизации, выход первого запоминающего блока соединен с ключом обратной связи и индикатором, выход второго запоминающего блока подключен к охла661372

Составитель В. Ваганов

Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Тираж 1089 Подписное

Редактор В. Лукин

Заказ 2436/42

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дителю, выход дополнительного датчика температуры соединен со вторым входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л. И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., «Сов, радио», 1971, с. 179.

2. Патент США № 3484705, кл. 328 — 149, 1969.