JPS61204569A - Transducer for straight line effective value - Google Patents

Transducer for straight line effective value

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JPS61204569A
JPS61204569A JP4534785A JP4534785A JPS61204569A JP S61204569 A JPS61204569 A JP S61204569A JP 4534785 A JP4534785 A JP 4534785A JP 4534785 A JP4534785 A JP 4534785A JP S61204569 A JPS61204569 A JP S61204569A
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JP
Japan
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voltage
input
output
resistor
circuit
Prior art date
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Application number
JP4534785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Akamatsu
赤松 建三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS61204569A publication Critical patent/JPS61204569A/en
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve an input/output straight line characteristic even when the order of an input signal is small by correcting the amplification degree by an amplification degree correcting means provided with an arithmetic circuit only by the value reduced by the characteristic of a rectifying circuit beforehand. CONSTITUTION:A feedback impedance is composed of diodes D11 and D12 and a feedback resistance R12, and an operation amplifier M1 is composed of this and an input resistance R11 for an inverting amplifying device. At diodes D11 and D12, the element of the characteristic is respectively selected in which the forward direction voltage drop value is coincident to the forward direction voltage. When a since wave alternating current voltage is inputted to an input terminal 11, the voltage is inputted to an inverting amplifying device, the output voltage of the inverting amplifying device is half-wave-rectified by the diode D2, and the voltage drop value of the diodes D11 and D12 is canceled by the forward direction voltage value of the diode D2. The rectifying output of the diode D2 is smoothed by a resistance R1 and a capacitor C1, and integrated by an integrating circuit composed of a resistance R1 and a capacitor C2. Thus, the alternating current part included in the output signal is sufficiently removed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は入力電圧または電流の実効値に比例した直流
を出力する直線実効値トランスデユーサに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a linear effective value transducer that outputs a direct current proportional to the effective value of an input voltage or current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に歪みのある交流電圧またに交流電流を測定する場
合、例えば可動鉄片形#F器や熱電形計器のごとき実効
値応答の指示i+5が使用される。しかしながら、これ
らの計器は目盛分布が均一でなく、かつ製造上、目盛分
布のバラツキが生じるため印刷目盛板が使用できない等
の欠点がめった。
Generally, when measuring distorted alternating voltage or alternating current, an effective value response indication i+5 such as a moving iron #F instrument or a thermoelectric instrument is used. However, these meters often have drawbacks such as the fact that the scale distribution is not uniform and that printed scale plates cannot be used due to variations in the scale distribution during manufacturing.

また最近の計測装置にはテイジタル表示器を使用したV
あるいは計測値を使用した演算を行なったりすることが
多いため直線性の良い実効値応答のトランスデユーサが
必要とされる。第7図は例えば実願昭第56−1866
02号公報に示された直線実効値電圧トランスデユーサ
の回路図を示すもので、上述のような直線性の良い実効
値応答のトランスデユーサを実現するためになされたも
のである。
In addition, recent measurement equipment uses V
Alternatively, since calculations are often performed using measured values, a transducer with effective value response with good linearity is required. Figure 7 shows, for example, Jitsugan Sho No. 56-1866.
This is a circuit diagram of a linear effective value voltage transducer disclosed in Publication No. 02, which was designed to realize a transducer with effective linearity and effective value response as described above.

第7図において、11及び12はこの直線実効it電圧
ランスデユーサの入力端子で、入力端子11には抵抗R
1が接続されている。D2は前記入力端子11.12か
ら入力される交流信号を半波整流する半波整流用ダイオ
ードで前記抵抗R1と直列に接続されている。R3は前
記抵抗R1に並列に接続された抵抗で、この抵抗R5に
は入出力直膨性を補正するための直線性補正用ダイオー
ドD++ 、D+2が夫々直列に接続されている。02
は前記半波整流用ダイオードD2に並列に接続され、前
記ダイオードD2によって半波整流された信号波形を平
滑化するためのコンデンサ、R2は前記半波整流用ダイ
オードD2に並列に接続され、この直#Jl実効値電圧
トランスデユーサからの出力電圧をとり出すだめの抵抗
である。上述した抵抗Rj。
In FIG. 7, 11 and 12 are input terminals of this linear effective IT voltage transformer, and the input terminal 11 is connected to a resistor R.
1 is connected. D2 is a half-wave rectifying diode that half-wave rectifies the AC signal input from the input terminals 11 and 12, and is connected in series with the resistor R1. R3 is a resistor connected in parallel to the resistor R1, and linearity correction diodes D++ and D+2 are connected in series to this resistor R5, respectively, for correcting input/output direct expansion. 02
R2 is connected in parallel to the half-wave rectifying diode D2, and is used to smooth the signal waveform half-wave rectified by the diode D2. #Jl This is a resistor for taking out the output voltage from the effective value voltage transducer. The resistance Rj mentioned above.

R2、R5の各々の素子値は、R2(R1+R3) /
 R+・Rs = (3,5〜4,5)で、R3=2R
t になるものが夫々選定されている。
The element values of R2 and R5 are R2(R1+R3)/
R+・Rs = (3,5~4,5), R3=2R
t is selected.

なお、21.22は前記直線実効値電圧トランスデユー
サの出力端子である。
Note that 21 and 22 are output terminals of the linear effective value voltage transducer.

従来の実効値電圧トランスデユーサは上記の様に構成さ
れ、例えば入力端子11.12間に交流電圧を印加する
と、該交流電圧は抵抗R1と抵抗R3およびダイオード
D++ 、D+2の直列体で分圧され、この分圧電圧の
うち抵抗R5およびダイオードD++、D+2の直列体
の両端にかかる電圧がダイオードD2によって半波整流
される。そして前記ダイオードD2によって半波整流さ
れた電圧がコンデンサCによって平滑化されて抵抗R2
の両端にかかることとなるので、抵抗R2の両端には交
流分が除去され、かつ入力電圧に多少の歪みがあっても
誤差僅少な実効値に比例した直流電圧が出力電圧として
かかることとなる。なお上述した実効値電圧トランスデ
ユーサにあっては、入力電圧の波形歪みの影響が少なく
、かつ比較的直線性の良い出力が得られるのは、前述し
た抵抗R1,R2゜R5との間にR2(R+ +Rs 
) /R+・Rs=(3,5〜4.5)およびR3:2
R1の関係式が成立する場合である。
A conventional effective value voltage transducer is constructed as described above. For example, when an AC voltage is applied between input terminals 11 and 12, the AC voltage is divided by a series body of resistors R1 and R3 and diodes D++ and D+2. Of this divided voltage, the voltage applied across the series body of resistor R5 and diodes D++ and D+2 is half-wave rectified by diode D2. Then, the voltage half-wave rectified by the diode D2 is smoothed by the capacitor C, and the voltage is smoothed by the resistor R2.
Therefore, the AC component is removed from both ends of resistor R2, and even if there is some distortion in the input voltage, a DC voltage proportional to the effective value with little error is applied as the output voltage. . In addition, in the above-mentioned effective value voltage transducer, the influence of waveform distortion of the input voltage is small and output with relatively good linearity can be obtained because of the connection between the above-mentioned resistors R1, R2゜R5. R2(R+ +Rs
) /R+・Rs=(3,5-4.5) and R3:2
This is a case where the relational expression R1 holds true.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、上記のような従来の直線実効値電圧トランス
デユーサでは、第7図の回路図から明らかなように入出
力直線性を補正するためにダイオード011.D12お
よび抵抗R3の直列体を挿入するとともに該抵抗R5と
抵抗R1,R2との間に前述したごとき関係式が成立す
るように前記抵抗R+、Rz、R3の値を夫々選定して
いる。
By the way, in the conventional linear effective value voltage transducer as described above, diodes 011. A series body of D12 and resistor R3 is inserted, and the values of resistors R+, Rz, and R3 are selected so that the above-mentioned relational expression is established between resistor R5 and resistors R1, R2.

しかしながら、この直線性補正も入力電圧が数10V以
上のオーダにおいては効果がおるものの、入力電圧が数
V或いは前記整流用ダイオードD2の順方向電圧付近の
オーダになると該入力電圧信号がダイオードD2を通過
できなくなり、直線性補正の効果が著しく低下して、入
出力直線性は極めて悪くなるという問題点があった。
However, although this linearity correction is effective when the input voltage is on the order of several tens of volts or more, when the input voltage is on the order of several volts or around the forward voltage of the rectifying diode D2, the input voltage signal is There was a problem in that the linearity correction effect was significantly reduced and the input/output linearity became extremely poor.

この発明はかかる問題を解決するためになされたもので
、例えば数Vから数10mVと非常に低いオーダの電圧
信号が入力された場合であっても入出力直線性が良く、
且つ入力電圧に多少の歪みがある場合でも入力信号の実
効値と出力信号との間に生ずる誤差を僅少な範囲にとど
めることが可能な直線実効値トランスデユーサを得るこ
とを目的とする。
This invention was made to solve this problem, and even when a voltage signal of a very low order of, for example, several volts to several tens of mV is input, the input/output linearity is good.
Another object of the present invention is to obtain a linear effective value transducer capable of keeping an error between an effective value of an input signal and an output signal within a small range even when there is some distortion in the input voltage.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る直線実効値トランスデユーサは帰還抵抗
と入力抵抗とによって定まる増幅度を補正する増幅度補
正値分を前記帰還抵抗に接続した演算増幅回路と、演算
増幅回路によって増幅された信号を整流するとともに増
111に補正値分を除去する整流回路と、整流回路から
出力された信号を平滑化する平滑回路と、平滑回路から
出力される信号を積分して出力する抵抗と容鎗素子とで
構成された積分回路とを有するものである。
The linear effective value transducer according to the present invention includes an operational amplifier circuit in which an amplification correction value for correcting the amplification determined by a feedback resistor and an input resistor is connected to the feedback resistor, and a signal amplified by the operational amplifier circuit. A rectifier circuit that performs rectification and removes a correction value in the increment 111, a smoothing circuit that smoothes the signal output from the rectifier circuit, and a resistor and capacitor element that integrates and outputs the signal output from the smoothing circuit. It has an integrating circuit made up of.

〔作 用〕[For production]

この発明においては、予め整流回路の特性によって減殺
される値だけ前記演算増幅回路に備えられた増幅度補正
値分によって増幅度を補正しておくことにより、演算増
幅回路に与えられる入力信号のオーダがかなシ小さい場
合にも入出力直線性を良くできる。又平滑回路を構成す
る抵抗素子の値と次段の積分回路を構成する抵抗素子の
値及びこの直線実効値トランスデユーサの出力端子に並
列に接続された出力信号とり出し、用の抵抗素子の値と
が一定の関係を有するように各々の素子を選定すること
により、入力信号が多少歪んでいる場合にも入力信号の
実効値に比例した誤差僅少な直流信号が得られる。更に
抵抗と容蓋素子とで構成される積分回路において平滑回
路からの出力信号を積分して出力信号に含まれる交流分
を十分に除去するものである。
In this invention, the order of the input signal given to the operational amplifier circuit is adjusted by correcting the amplification degree in advance by the amplification degree correction value provided in the operational amplifier circuit by a value that is attenuated by the characteristics of the rectifier circuit. Input/output linearity can be improved even when the amplitude is small. In addition, the value of the resistance element constituting the smoothing circuit, the value of the resistance element constituting the next-stage integrating circuit, and the value of the resistance element connected in parallel to the output terminal of this linear effective value transducer for taking out the output signal. By selecting each element so that the values have a certain relationship, a DC signal with a small error proportional to the effective value of the input signal can be obtained even if the input signal is somewhat distorted. Furthermore, the output signal from the smoothing circuit is integrated in an integrating circuit composed of a resistor and a cap element to sufficiently remove the alternating current component contained in the output signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、11
は直線実効値トランスデユーサの入力端子で該入力端子
11には入力抵抗R+1が接続されている。Mlは演算
増幅回路を構成するオペレーショナルアンプ(以下「オ
ペアンプ」という)で、非反転入力端子は抵抗R+3を
介してアースされている。該オペアンプM1の反転入力
端子には前記入力抵抗R11と帰還抵抗R12とが接続
されている。Dllは前記帰還抵抗R+2と直列接続さ
れ、オペアンプM1の帰還ループを開成状態にすること
なく、このオペアンプM1の動作を安定させるためのダ
イオード、D12はこのダイオードD11と並列に前記
帰還抵抗R+2に接続されたダイオードである。これら
ダイオードD++、D1zと帰還抵抗R+2とで帰還イ
ンピーダンスを構成するとともに、この帰還インピーダ
ンスと前記入力抵抗R++とで前記オペアンプM1を反
転増幅器に構成している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
is an input terminal of the linear effective value transducer, and input resistor R+1 is connected to the input terminal 11. Ml is an operational amplifier (hereinafter referred to as "op-amp") constituting an operational amplifier circuit, and its non-inverting input terminal is grounded via a resistor R+3. The input resistor R11 and the feedback resistor R12 are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier M1. Dll is a diode connected in series with the feedback resistor R+2 to stabilize the operation of the operational amplifier M1 without opening the feedback loop of the operational amplifier M1, and D12 is connected in parallel with the diode D11 to the feedback resistor R+2. diode. These diodes D++, D1z and feedback resistor R+2 constitute a feedback impedance, and this feedback impedance and the input resistor R++ constitute the operational amplifier M1 as an inverting amplifier.

前述したダイオードD++、D+2にはその1臓方同電
圧降下値が後述する整流用ダイオードD2の順方向電圧
と一致する特性の素子がそれぞれ選定される。D2は前
記オペアンプM1の出力端子に接続されオペアンプM1
から出力された信号全半波整流する贅流回路即ち整流用
ダイオードである。この整流用ダイオードD2には前記
ダイオードD++、D+2によって生じた出力信号の+
1方向電圧降下値を除去する順方向電圧特性を有する素
子が使用される。
For the diodes D++ and D+2 described above, elements having characteristics whose one-way voltage drop value matches the forward voltage of the rectifying diode D2, which will be described later, are selected. D2 is connected to the output terminal of the operational amplifier M1.
This is a luxury circuit, ie, a rectifying diode, that performs full-half-wave rectification of the signal output from the . This rectifier diode D2 receives the output signal + of the output signal generated by the diodes D++ and D+2.
Elements are used that have forward voltage characteristics that eliminate unidirectional voltage drop values.

R1は前記整流用ダイオードD2に接続されている抵抗
で、この抵抗R1と並列接続されているコンデンサC1
とともに前記整流用ダイオードD2によって整流された
信号波形を平滑化することにより、直線実効値電圧トラ
ンスデユーサへの入力電圧の波形歪みによる影響を軽減
する平滑回路を構成している。R21はこの平滑回路の
出力側に接続されている抵抗で、この抵抗R2+にはコ
ンデンサC2が接続されており、抵抗Rz+とコンデン
サC2とで前記平滑回路からの出力信号を積分する積分
回路を構成している。この発明による一実施例において
は、前記平滑回路を構成している抵抗R1の値と積分回
路を構成している抵抗R21の値とトランスデユーサの
出力端子21側に並列接続されている抵抗R22の値と
の関係が(Rz+ 十R22)/R+ = (3,5〜
4.5)を満足するような値の素子を夫々選定している
ものである。前述したように前記抵抗R21とコンデン
サC2とは積分回路を構成しており、前記平滑回路から
出力される信号を積分することによってこの信号に含ま
れている交流分を十分に除去している。R22は前記ト
ランスデユーサの出力端子21に並列接続された抵抗で
、このトランスデユーサから出力信号をとり出すための
ものである。
R1 is a resistor connected to the rectifying diode D2, and a capacitor C1 is connected in parallel with this resistor R1.
At the same time, by smoothing the signal waveform rectified by the rectifying diode D2, a smoothing circuit is constructed that reduces the influence of waveform distortion of the input voltage to the linear effective voltage transducer. R21 is a resistor connected to the output side of this smoothing circuit, and a capacitor C2 is connected to this resistor R2+, and the resistor Rz+ and capacitor C2 form an integrating circuit that integrates the output signal from the smoothing circuit. are doing. In one embodiment of the present invention, the value of the resistor R1 constituting the smoothing circuit, the value of the resistor R21 constituting the integrating circuit, and the resistor R22 connected in parallel to the output terminal 21 side of the transducer are provided. The relationship with the value of is (Rz+ 1 R22)/R+ = (3,5~
4.5) Each element is selected to have a value that satisfies the following. As described above, the resistor R21 and the capacitor C2 constitute an integrating circuit, and by integrating the signal output from the smoothing circuit, the alternating current component contained in this signal is sufficiently removed. R22 is a resistor connected in parallel to the output terminal 21 of the transducer, and is used to take out an output signal from this transducer.

上記のように構成された第1図の直線実効値トランスデ
ユーサにおいて、オペアンプM1のオープンループゲイ
ンが十分に大きいものと仮定すると、入力端子11に正
弦波の交流電圧e =[Es1nθ(Eは実効値を示す
)を入力した場合、前記反転増幅器の出力は−(Rz−
・e−)−vD)となる。
In the linear effective value transducer shown in FIG. ), the output of the inverting amplifier is -(Rz-
・e-)-vD).

(VDはダイオードD++ 、D+2の順方向電圧降下
を表わす値。) 該反転増幅器の出力電圧は、整流用ダイオードD2によ
って半波整流されたうえ前記ダイオードDll、D12
の順方向電圧降下値−vDがこのダイオードD2の順方
向電圧値VDによって打ち消されることとなる。従って
参照番号51にて図示する前記整流用ダイオードD2の
カソード側の電圧波形は、第2図にて図示する波形e′
のごときものとな、、、  et=−脂÷、eの関係式
が成立するので前記51の箇所における電圧波形は入力
電圧の忠実な半波整流電圧になっている。整流用ダイオ
ードD2で半波整流された後ダイオードD1+、D+z
による順方向電圧降下値−vDが除去された電圧e′は
、抵抗R1とコンデンサC1とで構成される平滑回路で
平滑化され、第2図にて図示する電圧波形ECが前記コ
ンデンサC1の両端にかかることとなる。
(VD is a value representing the forward voltage drop of the diodes D++ and D+2.) The output voltage of the inverting amplifier is half-wave rectified by the rectifying diode D2, and then the output voltage of the diodes Dll and D12 is
The forward voltage drop value -vD of is canceled by the forward voltage value VD of this diode D2. Therefore, the voltage waveform on the cathode side of the rectifier diode D2, indicated by reference numeral 51, is the waveform e' shown in FIG.
Since the relational expression of et=-fat/e holds true, the voltage waveform at the 51 points is a faithful half-wave rectified voltage of the input voltage. After half-wave rectification with rectifier diode D2, diodes D1+, D+z
The voltage e' from which the forward voltage drop value -vD is removed is smoothed by a smoothing circuit composed of a resistor R1 and a capacitor C1, and the voltage waveform EC shown in FIG. It will take a while.

このようにして反転増幅器において増幅された後整流用
ダイオードD2によって半波整流された信号波形が抵抗
R1とコンデンサC1とで平滑化されるものであるが、
この発明の一実施例による上述した回路構成の直+11
実効値トランスデュ“−サの入出力直線性が従来のもの
に比して如何に改善されたかを以下に第2図〜第5図を
併用しながら数式を用いて解析する。
The signal waveform thus amplified in the inverting amplifier and then half-wave rectified by the rectifying diode D2 is smoothed by the resistor R1 and the capacitor C1.
Direct+11 of the above-mentioned circuit configuration according to an embodiment of the present invention
How the input/output linearity of the effective value transducer has been improved compared to the conventional one will be analyzed using mathematical formulas and with reference to FIGS. 2 to 5 below.

ここで第2図横軸上の区間〔φ1.φ2〕はコンデンサ
C1への充電区間、区間〔φ2.(2π+φ1)〕はこ
のコンデンサC1からの放電区間である。ところで前記
コンデンサC1への充電区間における充電電荷をQaと
し、前記コンデンサC1からの放電区間における放電電
荷をQbとすると、Qa。
Here, the section on the horizontal axis in FIG. 2 [φ1. φ2] is the charging section to the capacitor C1, and the section [φ2. (2π+φ1)] is the discharge section from this capacitor C1. By the way, if the charging charge to the capacitor C1 in the charging section is Qa, and the discharging charge from the capacitor C1 in the discharging section is Qb, then Qa.

Qbは夫々以下に示す(1) 、 (2)式によって表
わすことができる。
Qb can be expressed by equations (1) and (2) shown below, respectively.

第1図にて図示した回路の動作が過渡状態から定常状態
に移行すればQa =Qbとなるので1次の(3)式が
成立する。
When the operation of the circuit shown in FIG. 1 shifts from a transient state to a steady state, Qa = Qb, and therefore the first-order equation (3) is established.

ここで簡単化のために前記入力抵抗R++と帰還抵抗R
+2をR++=R+2に設定し、半波整流電圧C′は入
力電圧eの正の半サイクルを表わすものとする。
Here, for simplicity, the input resistance R++ and the feedback resistance R
+2 is set to R++=R+2, and the half-wave rectified voltage C' represents the positive half cycle of the input voltage e.

次に前記コンデンサC1に電圧Ecの含有リップルが無
視できる程度に小さくなるような容針の素子を選定する
と第2図にて示した微小なリップルを含有している波形
は第3図にて図示するととく略フラットな直線として表
現出来るので、前記(3)式において、近似的にφ1=
φ、φ2二(π−φ)とおくことが可能である。そこで
、φ1=φ、φ2=(π−φ)を(3)式に代入すれば
次の(4)式が得られる。
Next, if a capacitor element is selected for the capacitor C1 so that the ripple contained in the voltage Ec is negligibly small, the waveform containing the minute ripple shown in Fig. 2 is shown in Fig. 3. Then, it can be expressed as a substantially flat straight line, so in equation (3) above, approximately φ1=
It is possible to set φ, φ22 (π−φ). Therefore, by substituting φ1=φ and φ2=(π−φ) into equation (3), the following equation (4) can be obtained.

入力電圧eが正弦波交流であるので、s’=Il’TE
sinθを(4)式に代入すると。
Since the input voltage e is a sinusoidal AC, s'=Il'TE
Substituting sin θ into equation (4).

また、e’4inθであるので EO= ’r”r E s inφ    19162
100010900910100006.(5)Iが成
立する。
Also, since e'4inθ, EO= 'r”r E s inφ 19162
100010900910100006. (5) I holds true.

一般的に入力信号波形が歪む場合、矩形波或いは三角波
に近似できるような波形になる場合が多い。そこで入力
電圧Cの実効値が同一の正弦波、矩形波及び三角波につ
いて夫々前記コンデンサC1の両端にかかる電圧EOを
求めるとともに、これらがいずれも等しくなる条件を求
めて定数を決定すれば歪み波形による誤差が軽減される
こととなる。
Generally, when an input signal waveform is distorted, it often becomes a waveform that can be approximated to a rectangular wave or a triangular wave. Therefore, if the voltage EO applied to both ends of the capacitor C1 is determined for a sine wave, a rectangular wave, and a triangular wave with the same effective value of the input voltage C, and a constant is determined by determining the conditions under which these are all equal, the distorted waveform This will reduce errors.

以下に入力電圧波形が矩形波の場合と三角波の場合とで
夫々電圧hieを求め1次いでこれらのEOが等しくな
る条件を求めることとする。
Below, we will calculate the voltage hie when the input voltage waveform is a rectangular wave and when the input voltage waveform is a triangular wave, and then find the conditions under which these EOs are equal.

〔1〕  入力電圧波形が矩形波の場合(波形率1)入
力電圧波形が矩形波の場合は、前記整流用ダイオードD
2によって半波整流された電圧C′及びコンデンサC1
の両端にかかる電圧EOは第4図に示すごとくになる。
[1] When the input voltage waveform is a rectangular wave (waveform ratio 1) When the input voltage waveform is a rectangular wave, the rectifying diode D
Voltage C' half-wave rectified by 2 and capacitor C1
The voltage EO applied across both ends is as shown in FIG.

そこで(4)式において 、I = E。Therefore, in equation (4), I = E.

φ=Q(仁の矩形波の立上りが横軸上のθ=0、立下り
が0=πであるから)を代入する。
Substitute φ=Q (because the rising edge of the square wave on the horizontal axis is θ=0, and the falling edge is 0=π).

EO:=−−−−一−・E、π 2πR1+πR2 一□・E   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
+6)2R++Rz となって上記(6)式が得られる。
EO:=−−−−1−・E, π 2πR1+πR2 1□・E ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
+6)2R++Rz, and the above formula (6) is obtained.

〔2〕入力電圧波形が三角波の場合<tEL形率1,1
55)入力電圧波形が三角波の場合は、前記整流用ダイ
オードD2によって半mu流された電圧e′及びコンデ
ンサC1の両端にかかる電圧Eoは第5図に示すごとく
になる。そこで第5図にて図示するごとき三角波を数式
で餞わすと以下の(7)式のごとくになる。
[2] When the input voltage waveform is a triangular wave <tEL shape ratio 1,1
55) When the input voltage waveform is a triangular wave, the voltage e' passed by half mu by the rectifying diode D2 and the voltage Eo applied across the capacitor C1 are as shown in FIG. Therefore, when the triangular wave shown in FIG. 5 is used in a mathematical formula, the following formula (7) is obtained.

(4)式においてφ=φ′を代入するとともにe′に上
記(7)式を夫々代入すると、 となって上記(8)式が得られる。
By substituting φ=φ' in equation (4) and substituting the above equation (7) for e', the above equation (8) is obtained.

またθ=φ′のとき e’=E□=仔・−E・φ′   ・・・・・・・・・
・・・ (9)π が成立する。
Also, when θ=φ', e'=E□=child・−E・φ′ ・・・・・・・・・
... (9) π holds true.

次に[8) 、 (9)式よりφ′を求めると、となり
、上式をφ′に関して整理すると、4R2φ”−4π(
ft2+2R+)φ’十π2R2== 0となる。
Next, finding φ' from equations [8] and (9), we get 4R2φ”−4π(
ft2+2R+)φ'1π2R2==0.

となって上記00式が得られる。As a result, the above formula 00 is obtained.

上記R1式をIIJ記(8)式に代入すると、= 6(
(2R1+Rz)−2転可司り、 、、000.(lυ
となって上記(Il)式が得られる。
Substituting the above R1 formula into IIJ formula (8), = 6(
(2R1+Rz)-2 transfer, ,,000. (lυ
Thus, the above formula (Il) is obtained.

そこで入力電圧波形が矩形波の場合と三角波の場合とに
おける前記コンデンサC1の両端にかかる電圧IOが等
しくなるための(6)式とR9式とが等しくなるときの
条件を求めると。
Therefore, the conditions under which the voltage IO applied to both ends of the capacitor C1 becomes equal when the input voltage waveform is a rectangular wave and when the input voltage waveform is a triangular wave are found to be equal when equation (6) and equation R9 become equal.

となり、上式をR2について整理すると。So, if we rearrange the above equation regarding R2.

(2−JT)Rz’+2(3−2ff)R+Rz+2(
3−2/T)Rt’= 0こ仁でzff−3<l171
−二j−12B−3)0.R+)0゜1Lt)0  で
らるので 今 4.275R1・・・・・川・川・・・・・・・・
・ aaを得ることができる。
(2-JT)Rz'+2(3-2ff)R+Rz+2(
3-2/T) Rt' = 0 konin and zff-3<l171
-2j-12B-3)0. R+)0゜1Lt)0 It comes out now, so now 4.275R1...River, River...
・You can get aa.

故に、前記コンデンサCtとともに平滑回路を構成する
抵抗R+と#記オペアングM2の入力抵抗R1との関係
を繭配り3式のように選定すれば、入力電圧波形が矩形
波の場合と三角波の場合とにシける前記コンデンサC1
の両端にかがる1圧E。
Therefore, if the relationship between the resistor R+, which together with the capacitor Ct constitutes the smoothing circuit, and the input resistor R1 of the # operational amplifier M2 is selected as shown in Equation 3, it will be possible to determine whether the input voltage waveform is a rectangular wave or a triangular wave. The capacitor C1
1 pressure E applied to both ends of.

を一致させる仁とができる。You can match Jin.

そこで(61式に03式を代入して上記電圧goを求め
ると、 ÷ 〇、681E      ・・川・・・・・旧・・
・・川・ (+3を得ることができる。
Therefore (substituting formula 03 into formula 61 to find the above voltage go, ÷ 〇, 681E... river... old...
・River・ (You can get +3.

次に入力電圧波形が正弦阪のときの前記電圧ECを求め
る。
Next, the voltage EC when the input voltage waveform is a sine wave is determined.

(5)式に(121式を代入すると、 上式と前記f51’ (Eo =(”E E s in
φ)よりが得られ、0〈φ〈丁の範囲で上式を解くと、
φ→0.5075 (+29.08°)となる。
Substituting formula (121) into formula (5), the above formula and the above f51' (Eo = ("E E s in
φ) is obtained, and solving the above equation in the range of 0〈φ〈d, we get
φ→0.5075 (+29.08°).

・ これを(51式に代入して前記電圧EOを求める。- Substitute this into equation 51 to find the voltage EO.

Eo = (”’r E sin (29,08°)+
  0,687 E     ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・I前記α国式と上記04式とを比
較すると、差異がある。
Eo = (”'r E sin (29,08°)+
0,687 E・・・・・・・・・・・・
......I Comparing the above-mentioned α country type and the above-mentioned 04 type, there are differences.

以上のように第1図にて示した直線実効値トランスデユ
ーサによれば、入力交流電圧(または電流)の実効値に
比例した直流出力電圧を得ることができる。
As described above, according to the linear effective value transducer shown in FIG. 1, it is possible to obtain a DC output voltage proportional to the effective value of the input AC voltage (or current).

また前記第1図にて図示したトランスデユーサを用いて
実験した結果、上述の条件を満足するように定数を決め
たとき第3高調波を15チ含有した場合にも誤差は1%
以下の範囲にとどめることができた。そしてさらに抵抗
R+ 、 R2+及びR22との関係を(R21+R2
2) /R+ =’ (3,5〜4.5)に選定した場
合にも十分実用に供し得ることが確認された。
Furthermore, as a result of an experiment using the transducer shown in Fig. 1, when the constants were determined to satisfy the above conditions, the error was 1% even when 15 third harmonics were included.
I was able to keep it within the following range. Furthermore, the relationship between resistors R+, R2+ and R22 is expressed as (R21+R2
2) It was confirmed that even when /R+ =' (3.5 to 4.5) was selected, it could be sufficiently put to practical use.

なお第1図は整流用ダイオードD2の接続方向を51の
箇所における電圧が正電圧になるように決めているが、
当然ながら第7図に示す如く前記ダイオードD2の接続
方向を逆にしても同様な動作を行なうものであり、ただ
出力電圧の極性が第1図と第6図とでは正負逆の関係に
なるだけである。なお上記第6図は説明に必要な部分の
みを前記第1図から再掲したものである。
In addition, in FIG. 1, the connection direction of the rectifier diode D2 is determined so that the voltage at point 51 becomes a positive voltage.
Naturally, as shown in FIG. 7, the same operation is performed even if the connection direction of the diode D2 is reversed, only that the polarity of the output voltage is reversed between FIG. 1 and FIG. 6. It is. Note that in FIG. 6, only the portions necessary for explanation are reproduced from FIG. 1.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、帰還抵抗と入力抵抗と
によって定まる増幅度1に補正する増@度補正手段を前
記帰還抵抗に接続した第1の演算増幅回路と、第1の演
算増幅回路によって増幅された信号を整流するとともに
増幅度補正値分を除去する整流回路と、整流回路から出
力された信号を平滑化する平滑回路と抵抗と容量素子と
で構成され、平滑回路から出力される信号を積分する積
分回路とを有することとしたので、非常に低いオーダの
信号が入力された場合であっても入出力直線性がよく且
つ入力電圧に多少の歪みがある場合でもこの歪みによっ
て出力信号に生ずる誤差を僅少な範囲にとどめることが
可能な直線実効値トランスデユーサが得られる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, there is provided a first operational amplifier circuit in which the gain correction means for correcting the gain to 1 determined by the feedback resistor and the input resistance is connected to the feedback resistor; It consists of a rectifier circuit that rectifies the signal amplified by and removes the amplification correction value, a smoothing circuit that smoothes the signal output from the rectifier circuit, a resistor, and a capacitive element, and is output from the smoothing circuit. Since it has an integrating circuit that integrates the signal, even when a very low order signal is input, input/output linearity is good, and even when there is some distortion in the input voltage, this distortion causes the output to be This has the effect of providing a linear effective value transducer in which the error occurring in the signal can be kept within a small range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す直流出力電圧トラン
スデユーサの回路図、第2図、第3図。 第4図、第5図はこの発明の回路の動作の説明に用いる
各部の電圧波形図、第6図はこの発明の他の実施例を示
す直線実効値電圧トランスデユーサの回路の部分図、第
7図は従来の直線実効値゛電圧トランスデユーサを示す
回路図である。 因において、Ratは入力抵抗、R12は帰還抵抗、D
+1はダイオード、D12はダイオード、M+はオペア
ンプ、 D2は整流用ダイオードbR+rs抵抗、C1
はコンデンサ、R21ハ抵抗、 C2はコンデンサであ
る。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 (外2名)  “ 第1図 第7図
FIG. 1 is a circuit diagram of a DC output voltage transducer showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3. 4 and 5 are voltage waveform diagrams of various parts used to explain the operation of the circuit of the present invention, and FIG. 6 is a partial diagram of a circuit of a linear effective value voltage transducer showing another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional linear effective value voltage transducer. In the equation, Rat is the input resistance, R12 is the feedback resistance, and D
+1 is a diode, D12 is a diode, M+ is an operational amplifier, D2 is a rectifier diode bR + rs resistor, C1
is a capacitor, R21 is a resistor, and C2 is a capacitor. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Patent applicant: Mitsubishi Electric Corporation (2 others) “Figure 1 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 帰還抵抗に、この帰還抵抗と入力抵抗とによつて定まる
増幅度を補正する増幅度補正手段を接続した演算増幅回
路と、この演算増幅回路において増幅された信号を整流
するとともにこの整流された信号から前記補正手段によ
つて補正された増幅度補正値分を除去する整流回路と、
この整流回路からの出力信号を平滑化する平滑回路と、
抵抗と容量素子とで構成され、前記平滑回路から出力さ
れる信号を積分して出力する積分回路とを有する直線実
効値トランスデューサ。
an operational amplifier circuit in which a feedback resistor is connected to an amplification correction means for correcting the amplification determined by the feedback resistor and the input resistance; a rectifier circuit that removes the amplification degree correction value corrected by the correction means from;
a smoothing circuit that smoothes the output signal from this rectifier circuit;
A linear effective value transducer comprising a resistor and a capacitive element, and an integrating circuit that integrates and outputs a signal output from the smoothing circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981038A (en) * 2012-11-23 2013-03-20 广东易事特电源股份有限公司 Simplified sine wave sampling circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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