Устройство для сравнения выходных напряжений объектов, работающих на переменном токе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕПЬСТВУ

Союз, Советских

Социалистических

Республик п1>737842 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.12.74 (21) 2083779/18-21 (5!)М, Кл.2

G 01 R 17/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытиЯ

Опубликовано 3005,80. Бюллетень ¹ 20 (53) УДКб21. 317. 7 (088. 8) Дата опубликования описайия 3005.80

И.A. Корнилов, В.A. Куцо кои ь, В.A. Борисов и С;Л. Заборский

ГЛ 7Г (72) Авторы из обретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ВЫХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

ОБЪЕКТОВ, РАБОТИОЩИХ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ!

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к области высокоточных измерений на переменном токе, и может использоваться при сравнительных измерениях для выявления 5 величины и знака электрических погрешностей:прецизионного вращающегося трансформатора по сравнению с эт алоном. Измерение величины и знака неравенства ЭДС может быть получено 10 также и для других подобных вращающемуся трансформатору объектов, работающих на переменном токе при фикси- рованной частоте возбуждения. Известны устройства для сравнения выходных напряжений объектов, работающих на переменном токе, содержащие сравниваемые объекты, синхронные дете торы, компенсирующие каналы, интефратор и блоки установки пределов ;И интегрирования (1).

Цель изобретения — получение возможности непосредственного сравнения мэдулей несфазированных напряжений, повышение помехозащищенности от квад-.25 ратурной и высших составляющих, повышение быстродействия. Это достигается тем, что в устройстве для сравнения выходных напряжений объектов, работающих на

2 переменном токе, содержащем сравниваемые объекты, синхронные детекторы, компенсирующие каналы, интегратор и блоки установки пределов ин- . тегрирования, входы объектов сравнения соединены параллельно,"входы синхронных детекторов, блоков установки пределов интегрирования и каналов компенсацйи подключены к выходам соответствующих им объектов сравнения, выходы обоих синхронных детекторов, соединенные между собой последовательно, присоединены к первому входу интегратора. выходы ком пенсирующих каналов, состоящих каждый из последовательно включенных полосового фильтра, фазовращателя, усилителя и фазочувствительного выпрямителя, подключены к второму и третьему входам интегратора, а выходы блоков установки пределов интегрирования присоединены к управляющим входам соответствующих им синхронных детекторов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для сравнения выходных напряжений объектов, работающих на переменном токе; на фиг, 2 — внд

ЭДС.

737842

У тройство состоит из сравниваемых объектов 1 и 2, представляющих собой, например, вращающийся трансформатор и эталонный делитель напряжения, двух синхронных детекторов

3 и 4, компенсирующих каналов 5 и 6, каждый из которых содержит соответственно полосовой фильтр 7(8), фазовращатель 9(10), усилитель 11(12) с трансформаторным выходом и фазочув- ствительный выпрямитель 13(14), а также блоков 15 и 16 установки пределов интегрирования и интегратора 17. .Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжейия от источника Ug на сравниваемые объекты 1 и 2 к двум синхронным детекторам 3 и 4 подводятся вторичные

ЭДС, модули которых необходимо сравнить . Точно в момент переходов через нуль ЭДС второй вторичйой обмотки сравниваемого объекта l,представляющего собой вращающийся трансформатор, блок 15 установки пределов ин- тегрирования переключает детектор 3, изменяя полярность ЭДС на обратную (ЭДС второй вторичной обмотки вращающегося трансформатора в режиме холостого хода всего совпадает по фазе с измеряемой ЭДС первой вторичной обмотки). Аналогично происходит переключение ЭДС, снимаемой с эталон ного делителя напряжения с помощью второго детектора 4, переключение в котором осуществляется точно в моменти нулевых переходов этой ЭДС.

При синхронном детектировании сигна лов каждого из источников раздельно в измерительном контуре дейСтвфет" . разность продетектированных.ЭДС первых и высших гармоник, а также квадратурной ЭДС. Вид этих ЭДС.изображен на фиг.2.

Измерительный контур подключен к входу интегратора 17, Выходное напряжение интегратора пропорционально интегралу от входного напряжения, а именно жр для всех составляющих ЭДС напряжения на входе. Иэ математического анализа и наглядно из фиг.2 видно, что при точном переключении детекторов отдельно для,каждого из источников и в пределах интегрирования, 0<а1< — нМ<щt<—

И, K

1tg 1ц2+ч г ."ььi, т .) iА ), Е„,duut, о

V где Р— разность фаз, т. е. выходное напряжение после интегратора 17: — квадратурной составляющей равно нулю; — второй и всех четных равно нулю; — третья гармоника действует своей третьей частью, пятая — пятой (и т,д.), т.е. не равны нулю.

При отсутствии нечетных гармоник в составе входного сигнала (кроме, первой) на выходе интегратора 17 выделяет ся напряжение, пропорциональное

5 разности интегралов первых гармоник сравниваемых ЭДС. Это же положение справедливо при наличии сдвига фаэ Р между ЭДС испытуемого и эталонного источника. В последнем случае на вхо(О де интегратора 17 (на входе его сумматора) существует сигнал в виде отрезков .косинусоид даже при точном равенстве модулей, однако интеграл этого напряжения за период равен нулю.

15 Для правильной работы схема важно только, чтобы этот сигнал не превышал динамический диапазон первого каскада сумматора. Реально же в составе ЭДС могут присутствовать у0 нечетные гармоники (источник помех) .

Для повышения помехоустойчивости схемы с помощью каналов компенсации векторы третьей гармоники выделяются из общего сигнала вторичной обмотки вращающегося трансформатора— объекта 1, усиливаются до коэффициента передачи К=l, домножаются на фазовый коэффициент в "" " так, чтобы результирующий вектор напряжения вторичной обмотки выходного трансформатора усилителя стал равен и противофазен исходному.

Для работы от вращающегося трансформатора в качестве сравниваемого объекта необходима компенсация только третьей гармоники. Для других объектов, для которых недопустимо большую помеху дает другая (другие) высшая гармоника, необходимо расширение сос тава помехозащищающих элементов.

Напряжения компенсируемых гармоник выпрямляются фазочувствительными выпрямителями 13 и 14 и подаются на второй и третий, входы интегратора с обратным знаком по отношению к помехам.

45 Основная „о,решность схе полу чается из-за неточного формирования пределов интегрирования, которые определяются неточностью переключения ключей детекторов в мбмеиты переходов через нуль. Эта погрешность равна

Ч 51нмдю

60 При =+О, 5О, например d ó =

= 0,005%. На практике реализация метода измерения сопровождается и другими погрешностями, однако их суммарное воздействие может быть сведе65 но к величине Ю + 0,003%. Общая

737842

Формула ., изобретения

Жив. 2

ЦНИИПИ Заказ 2654/25 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 погрешность устройства практически не превышает сУ 0,01%.

Важнейшим преимуществом данного устройства является также воэможность непосредственного сравнения модулей несфазированных напряжений.

Устройство для сравнения выходных напряжений объектов, работающих на переменном токе, содержащее сравниваемые объекты, синхронные детекторы, компенсирующие каналы, интегратор и блоки установки пределов интегрирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения возможности непосредственного сравнения модулей несфаэированных напряжений, повышения помехоэащищенности от квадратурной и высших составляющих, повышения быстродействия, входы объектов сравнения соединены параллельно, входы синхронных детекторов, блоков установки пределов интегрирования и каналов компенсации подключены к выходам соответствующих им объектов сравнения, выходы обоих синхронных детекторов, соединенные между собой последовательно, присоединены к первому входу интегРатора, выходы компенсирующих каналов, состоящих

1О каждый иэ последовательно включенных полосового фильтра, фазовращателя, усилителя и фазочувствительного выпрявавтеля, подключены к второму и третьему входам интегратора, а выходи блоков установки пределов

15 интегрирования присоединены к управляющим входам соответствующих км син хронных детекторов.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР

9 177970, кл. G 01 R 17/06, 30.12.62.