Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени эффективного значени широкополосных электрических сигнало-в произвольной формы . HsBecTHk устройства дл измерени эффективных значений электрических сигналов, основанные на промежуточном преобразовании электрической энергии в тепловую и реализуихцие способ взаимообратных- преобразований содержащие первый и второй термопреобразователи , каждый из которых состоит из нагревател и термопары, и операционный усилитель рассогласовани , при этом вход устройства с.оединен с одним из выводов первого нагре вател , а первыйВЫВОД его термопары соединен с первым входом усилител , выход усилител , вл кнцийс выходом устройства, соединен с первым выводом второго нагревател , а первый вы вод его термопары соединен с вторым входом усилител , вторые выводы нагревателей и термопар первого и второго термопреобразовател соединены с общей шиной 1. Недостатком таких устройств вл етс значительна погрешность при из мерении малых уровней эффективного значени напр жени . Дл повышени точности измерений необходимо применение широкополосных операционных усилителей входного сигнала, которые снижают частотный диапазон устройства . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл измерени эф фективных значений напр жени , содер жащее первый и второй термопреобразователи , операционный усилитель рас согласовани , первый и второй блоки разв зки, при этом вход первого блока разв зки соединен с входом устрой ства, а его выход с одним выводом первого нагревател и с выходом гене ратора смещени , вход второго блока разв зки подключен к выходу устройст ва, а его выход св зан с одним выводом второго нагревател и с выходом генератора смещени , вторые выводы нагревателей первого и второго термо преобразователей соединены с общей шиной 2. Недостатком этого устройства вл етс то, что оно требует применени специального узла разв зки на входе дл исключени взаимного вли -ни входного сигнала и сигнала генератора смещени , кЪторые ограничивают по лосу частот измер емых устройством сигналов. Цель изобретени - расширение час тотного диапазона измерени . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл измерени эффек тивных значений напр жени , содержащее первый и второй термопреобразователи , каждый из которых состоит из нагревател и термопары, операционный усилитель, подключенный к выходу устройства, и генератор смещени , введены второй генератор смещени , третий и четвертый термопреобразователи , причем выводы противоположной пол рности генераторов смещени объединены и подключены к общей шине и к одному из входов устройства, один вывод нагревател перв-ого. термопреобразовател соединен с выводом нагревател второго термопреобразовател и подключен к другому входу устройсчгва , один вывод нагревател третьего термопреобразовател соединен с выводом нагревател четвертого термопреобразовател и подключен к выходу устройства, другие выводы нагревателей первого и третьего термопреобразователей объединены и подключены к другому вг:ШоДу первого генератора смещени , другие выводы нагревателей второго и четвертого термопреобразователей объединены и подключены к другому выводу второго генератора смещени , положительные выводы термопар первого и третьего термопреобразоьателей подключены к одному из входов операционного усилител каждый , положительны(е выводы термопар второго и четвертого термопреобразователей подключены к отрицательным выводам термопар первого и третьего термопреобразователей соответственно. а отрицательные их выводы объединены и подк.пючены к общей шине. На чертеже изображена электрическа схема устройства. Устройство состоит из первого генератора 1 смещени посто нного напр жени , источника 2 входного сигнала , второго генератора 3 смещени посто нного напр жени , первого термопреЬбр зовател 4, содержащегонагреватель 5 и термопару 6, второго термопреобразовател 7, содержащего нагревате.пь 8 и термопару 9, третьего термопреобразовател 10, содержащего термопару 11 и нагреватель 12, четвертого термопреобразовател 13, содержащего термопару 14 и нагреватель 15, операционного усилител (ОУ) 16. При этом выводы противоположной пол рности генераторов 1 и 3 смещени объединены и подключены к общей шине, один из выводов нагревател 5 термопреобразовател 4 соединен с выводом нагревател 6 термопре образовател 7 и подк.пючен к выходу источника 2 входного сигнала, один из выводов нагревател 12 термопреобразовател 10 соединен с выводом нагревател 15 термопреоСразовател 13 и подключен к выходу операционного усилител 16, вл ющегос выходом устройства, другие выводы нагревателей 5 и 12 термопреобраэователей 4 и 10 объединены и подключены к другому выводу генератора 1 смешени , другие выводы нагревателей 8 и 15 термопреобразователей 7 и 13 объединены и подключены к другому вьшоду генератора 3 смещени . Положительные выводы термопар 6 и 11 термопреобраэователей 4 и 10 подключены к одному из входов ОУ 16 каждый, положительные выводы термопар 9 и 14 термопреобразователей 7 и 13 подключены к отрицательным выводам термопар 6 и 11 термопреобразователей 4 и 10, соответственно , а отрицательные их выводы объединены и подключены к общей шине. Устройство работает следуюдим об разом. При равных по абсолютной величине напр жени х смещени через нагревате ли 5, 8, 12 и 15 протекают токи смещени :при идентичных нагревател х 5 и 8 -точка приложени входного сигнала имеет нулевой потенциал и, еледовательно , взаимное вли ние входного сигнала и сигнала смещени исключаетс . При отсутствии входного сигнала (при условии идентичности термопреоб разователей 4, 7, 10 и 13) напр жени на дифференциальных входах усили тел 16 равны и выходное напр жение устройства равно нулю. При подаче входного сигнала термо преобразователь 4 вьщел ет напр жение , пропорциональное эффективному значению суммы сигналов UBX C-UCM) термопреобразователь 7 вьщел ет иа. пр жение, пропорциональное эффективном} ,г знучению cyMvw сигналовивкк(-1|см ) Сигнал на первом входе ОУ 16 при это ur- 7-(b v %bocMat), где К. - коэффициент преобразовани термопреобраэователей 7 X - арем измерени входное напр жение Осщ- напр жение смещени . , Сигнал с выхода усилител 16, податс на термопреобразователь 10, на отором вьщел етс напр жение, проорциональное эффективному значению уммы сигналов U и (-{/CM ) г и на термопреобразователь 13, на котором ыдел етс напр жение, пропорциональное эффективному значению суммы сигналов OftbDC UCM Сигнал на втором ходе ОУ 16 при этом . -(b jHx3t%Ko,atj. Так как напр жение между дифферен циальными входами ОУ 16 близко к нулю , можно записать ( Ku-,at .) - - r,db., При кдентичности всех термопреобраэователей имеем равенство ,dt, т.е. выходное напр жение устройства равно эффективному значению выходного сигнала. Из приведенного видно, что при измерении малых входных сигналов на нагреватели термопреобразователей подаетс большой смешанный сигнал (( UCM) и его обработка ведетс на участках характеристик термопреобразователей , имеющих наибольшую крутизну , а следовательно, и высокук) точность,преобразовани , за счет чего сохран етс .точность измерени устройства в целом. С другой стороны, не требуетс специальных узлов разв зки дл исключени взаимного вли ни сигналов смещени и входного сигнала, т.е. расшир етс частотный диапазон измер емых сигналов по сравнению с прототипом . Экспериментальные исследовани по Казали, что частотный диапазон устройства , в мотором погрешность измерени сигналов произвольной формы не превышает 5%, составл ет 0-100 МГц.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure the effective value of a wideband electrical signal in an arbitrary shape. HsBecTHk devices for measuring the effective values of electrical signals based on intermediate conversion of electrical energy into thermal energy and the implementation of a reciprocal conversion method containing the first and second thermal converters, each of which consists of a heater and a thermocouple, and an operational error amplifier, with the input of the device c. one of the terminals of the first heater, and its first thermocouple is connected to the first input of the amplifier, the output of the amplifier is the output of the device The first output of its thermocouple is connected to the second input of the amplifier, the second outputs of the heaters and thermocouples of the first and second thermocouple are connected to a common bus 1. The disadvantage of such devices is a significant error in measuring small levels of the effective value tension To improve measurement accuracy, it is necessary to use wideband operational amplifiers of the input signal, which reduce the frequency range of the device. Closest to the invention is a device for measuring effective voltage values, containing the first and second thermocouples, the operational amplifier for matching, the first and second isolation blocks, while the input of the first isolation block is connected to the input of the device, and its output with one output of the first heater and with the output of the bias generator, the input of the second isolation unit is connected to the output of the device, and its output is connected with one output of the second heater and with the output of the bias generator, the second heating outputs The first and second thermal converters are connected to a common bus 2. A disadvantage of this device is that it requires the use of a special isolation node at the input to eliminate the mutual influence of the input signal and the bias generator signal, which limit the frequency range measured by the device signals. The purpose of the invention is to expand the frequency measurement range. The goal is achieved by the fact that a device for measuring effective voltage values containing the first and second thermocouples, each consisting of a heater and a thermocouple, an operational amplifier connected to the output of the device, and a bias generator, a second bias generator, the third and fourth thermocouples, the pins of the opposite polarity of the bias generators are combined and connected to the common bus and to one of the inputs of the device, one output of the first heater. thermal converter is connected to the output of the heater of the second thermal converter and is connected to another input of the device, one output of the heater of the third thermal converter is connected to the output of the heater of the fourth thermal converter and connected to the output of the device, other outputs of the heaters of the first and third thermal converters are combined and connected to another: ShodU, another module: ShodU is connected to another output of the device. other terminals of the heaters of the second and fourth thermocouples are combined and connected to another terminal of the second The bias generator, the positive terminals of the thermocouples of the first and third thermocouples are connected to one of the operational amplifier inputs, positive (the thermocouple terminals of the second and fourth thermocouples are connected to the negative thermocouple terminals of the first and third thermocouples, respectively. and their negative terminals are combined and connected to the common thermocouple terminals The drawing shows the electrical circuit of the device. The device consists of the first constant-voltage bias generator 1, the source ka 2 input signal, a second voltage bias generator 3, a first thermoconverter 4, a heater 5 and a thermocouple 6, a second thermocouple generator 7, containing a heater 8 and a thermocouple 9, a third thermocouple generator 10, containing a thermocouple 11 and heater 12, a fourth a thermal converter 13 containing a thermocouple 14 and a heater 15, an operational amplifier (OU) 16. In this case, the conclusions of the opposite polarity of the bias generators 1 and 3 are combined and connected to the common bus, one of the conclusions of the heater 5 The converter 4 is connected to the output of the heater 6 of the thermoconverter 7 and is connected to the output of the input signal source 2, one of the terminals of the heater 12 of the thermal converter 10 is connected to the output of the heater 15 of the thermal converter 13 and connected to the output of the operational amplifier 16, which is the output of the device, other terminals heaters 5 and 12 of thermocouples 4 and 10 are combined and connected to another output of the mixing generator 1, other terminals of heaters 8 and 15 of thermal converters 7 and 13 are combined and connected to another y offset generator 3. The positive leads of thermocouples 6 and 11 of thermocouples 4 and 10 are connected to one of the OU 16 inputs, the positive leads of thermocouples 9 and 14 of thermocouples 7 and 13 are connected to the negative leads of thermocouples 6 and 11 of thermocouples 4 and 10, respectively, and their negative leads are combined and connected to a common bus. The device works as follows. When the bias voltages are equal in absolute magnitude, the bias currents flow through the heaters 5, 8, 12, and 15: with identical heaters 5 and 8, the input signal has a zero potential and, therefore, the mutual influence of the input signal and the bias signal excluded. In the absence of an input signal (assuming thermal converters 4, 7, 10, and 13 are identical), the voltage on the differential inputs of the forces of the bodies 16 is equal and the output voltage of the device is zero. When the input signal is applied, the thermal converter 4 causes a voltage proportional to the effective value of the sum of the signals UBX C-UCM) thermal converter 7 to hang. the voltage is proportional to the effective}, the value of cyMvw signals (-1 | cm) The signal at the first input of the OU 16 when it is ur-7- (bv% bocMat), where K. is the conversion factor of the thermal converters 7 X is the measuring voltage input voltage Offset offset. , The signal from the output of amplifier 16, goes to thermocouple 10, a voltage is applied to the output, which is proportional to the effective value of the signal U and (- {/ CM) g and to the thermoconverter 13, on which the voltage is proportional to the effective value of the sum of the signals OftbDC UCM Signal on the second turn of the OU 16 at the same time. - (b jHx3t% Ko, atj. Since the voltage between the differential inputs of the OU 16 is close to zero, we can write (Ku-, at.) - - r, db., With the identity of all thermal converters, we have the equality, dt, t. E. The output voltage of the device is equal to the effective value of the output signal. It can be seen from the above that when measuring small input signals a large mixed signal is supplied to the heaters of the thermocouples ((UCM) and its processing is carried out in the sections of the characteristics of the thermocouples that have the greatest slope, and therefore high precision conversion, thereby preserving the accuracy of the measurement of the device as a whole. On the other hand, no special separation nodes are required to eliminate the mutual influence of the displacement signals and the input signal, i.e. the frequency range of the measured signals is expanded compared to the prototype Experimental studies according to Casali, that the frequency range of the device, in a motor, the measurement error of arbitrary waveforms does not exceed 5%, is 0-100 MHz.
н-0n-0