Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

 

Союз Советскиа

Социалксткчвскик

Рвспублкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ii911355 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51 ) М. Кл.

G 0l и, 19/22 (22) Заявлено 040380 (2Ф) 2888439/18-21 с присоелинением заявки М

ВеуаараеаввЫ(кекитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК621,317» . 7 (088.81

lo делам изобретений и еткрытвй

Опубликовано 0703Я2. Бюллетень Ют 9

Дата опубликования описания 070382 (72) Авторы б (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУ1ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯБЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано прн построении точных аналоговых и цифровых вольтметров для измерения напряжения переменно. го тока, Известен преобразователь среднеквадратического значения переменного напряжения в постоянное, содержащий два встречно включенных по выходу термопреобразователя, разностный выход которых соединен с входом усилителя постоянного тока,, выход которого соединен с входом одного из нагревателей, а вход второго нагревателя соединен с входом преобразователя Г11 .

Недостатком этого преобразователя является наличие дрейфа нуля усилителя постоянного тока, температурНоН зависимости характеристик что ведет к снижению точности .преобразования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является пре образователь переменного напряжения в постоянное, содержащий линейный преобразователь. переменного напря5 жения в постоянное, квадратор, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенный через последовательно включенные первый ключ и запоминающее устройство

10 с вторым входом первого сумматора, выход которого через последовательно соединенные усилитель постоянного тока, второй ключ и интегратор связан с первым входом второго сум15 матора, второй вход которого соединен с выходом линейного преобразова- теля, а выход сумматора соединен с выходом преобразователя и с входом модулятора, выход которого через

20 последовательно соединенные третий и четвертый ключи связан с входом преобразователя и с двумя параллельными каналами, каждый из которых со911355.1О

3 держит входной блок и квадратор pj

Однако преобразователь не обеспечивает достаточно высокой точности и быстродействия из-за наличия дрейфа нуля усилителя постоянного тока, температурной зависим<>сти характеристик, а также работы в широком динамическом диапазоне входного сигнала термопреобразователей.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия преобразовани я °

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий линейный пре- образователь переменного напряжения в постоянное, квадратор, первый сумматор, первый вход которого через 20 первый ключ и блок памяти соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен через последовательно включенные усилитель пос" тоянного тока, второй ключ, интегра- И тор с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к выход" ной клемме преобразователя и через последовательно соединенные модулятор, третий и четвертый ключи — к 30 входной клемме преобразователя, введены аналого;цифровой преобразователь, регистр памяти, цифроаналого-вый преобразователь, дополнительный усилитель постоянного тока, широкополосный усилитель с управляемым коэффициентом передачи, причем второй вход второго сумматора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с 40 управляющим входом широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи и через последовательно включенные регистр памяти, аналого-цифровой преобразователь и линейiS ный преобразователь среднеквадратического значения напряжения с входной клеммой преобразователя, между третьим и четвертым ключами включен другой вход широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен через последовательно включенные квадратор и дополнительный усилитель постоянного тока с первым входом первого сумматора.

На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя, на фиг.2— временные диаграммы.

ПреобРазователь содержит входную

"+e Ó 1, линейный преобразователь пер™нного напряжения в постоянное напряжение, аналого-цифровой преобРазователь (АЦЛ) 3, регистр памяти цифроаналоговый преобразователь 5

Э широкополосный усилитель 6 с управляемым коэффициентом передачи, квадратор 7, усилители 8 и 9 постоянного тока, сумматоры 10 и 11, блок !2 памяти, ключи 13-!6, интегратор 17, модулятор 18, выход 19.

Работа преобразователя осуществляется в два такта, при этом входное напряжение Бх С) преобразуется с помощью преобразователя 2 в величину, пропорциональную входному напряжению, которая постоянно измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя 3.

В первом такте замыкаются ключи

13 и 15, à 14 и 16 размыкаются. Одновременно с замыканием ключей осуществляется подключение на время первого такта выходных шин АЦП 3 к ре- гистру памяти 4, при этом устанав ливается коэффициент передачи широкополосного .усилителя 6 равным А

0)(

=очаг где 1А — коэффициент пропорциональности, g — суммарная погрешность аналого-цифрбвого преобразователя 3, преобразователя 2 и широкополосного усилителя 6. Входное напряжение U t) поступает на сигнальный вход широкополосного усилителя 6 с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным измеряемому сигналу. Выходной сигнал широкополосного усилителя 6, представляющий собой почти постоянное по среднеквадратичному значению напряжение, совпадающее по форме и частоте с входным сигналом, поступает на вход инерционного квадратора 7. При этом выходное напряжение квадратора 7 усиливается усилителем постоянного тока 8 и через ключ 15 запоминается в блоке 12. Выражение для напряжения в запоминающем блоке имеет вид

1, 1ЪЦ= :т,Кчаг 1х) ц1 ° где Kq — коэфд>ициент передачи инерционного квадратора 7;

Ку — коэффициент усиления усилителя постоянного тока 8.

Во втором такте ключи 14 и 16 замыкаются, а ключи 13 и 15 ра 3ММ5 каются, при этом выходное напряжение сумматора 11, являющееся выходным напряжением преобразователя, равное алгебраической сумме выходного напряжения цифроаналогового преоб. разователя 5 .. напряжения коррекции с выхода интегратора 17 поступает через модулятор 18 на вход широкополосного усилителя 6, с выхода котого через квадратор 7 и усилитель 8 10 постоянного тока поступает на второй вход сумматора 10, на первый вход которого поступает напряжение Иу, полученное в первом такте. Разностное выходное напряжение сумматора 10 уси-15 ливается усилителем 9 постоянного тока и поступает на вход интегратора 17.

При этом уравнение второго такта принимает вид 20

9113

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий линейный преобразователь переменного напряжения в пос1оянное, квадратор, первый сумматор, первый вход которого через первый ключ и блок памяти соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен через последовательно включенные усилитель постоянного тока, второй ключ, интегратор. с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к выходной клемме преобразователя и через последовательно соединенные модулятор, третий и четвертый ключи — к входной клемме преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразования, в него введены аналого-цифровой преобразователь, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь, дополнительный усилитель постоянного тока, широкопо. лосный усилитель с управляемым коэффициентом передачи, причем второй вход второго сумматора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с управляющим входом широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи и через последовательно включенные регистр памяти, аналого-цифровой преобразователь и линейный преобразователь среднеквадратического значения напряжения с входной клеммой преобразователя, между третьим и четвертым ключами включен другой вход широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен через последовательно включенные квадратор и дополнительный усилитель постоянного тока с первым входом первого сумматора.

?S где Uq

40 (, 1 7 Г(10 -02.) Км Куу )

"Я 1 у

1 Cy(vga Ux) Ку ) КуКд + 0ц 06ах. выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 5, равное И» (1-о ); суммарная погрешность преобразования; выходное напряжение интегратора 17; коэффициент передачи модулятора 18; коэффициент передачи усилителя 9 постоянного тока;

К вЂ” коэффициент передачи ин45 тегратора 17;

U — выходное напряжение преобразователя, равное

1-1п+Ж °

При достаточно большом

КрКу Кц Кц )) 1 получим

01п+14) Км=,1хили 11ьых «„= 11х при Км= 1 Ибщ, =И„откуда видно, что

8п4 1.1х = IJR °

Увеличение точности в данной схеме достигается ва счет увеличения коэффициента усиления широкопою осного усилителя 6 с изменяющимся коэффипиентом передачи при уменьшении

55 6 входного сигнала, что равноценно по- вышению чувствительности.

Повышение быстродействия в предлагаемом устройстве достигается за счет работы квадратора почти в иэотермическом режиме в отличие от известного, в котором квадратор работает в широком динамическом диапазоне при изменении входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения

911355 8

B постоянное. М., "Советское радио", 1977, с. 131.

2. Авторское свидетельство СССР

У 549748, кл. G Ol Й 19/22, 09.06.75.

Составитель H.×èñòÿêîâà

Редактор Н.Ланкулич Техред Т.Иаточка Корректор С. Шекмар

Заказ 1114/32 Тираж 719 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауяская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4