SU1335815A1 - Устройство дл измерени параметров источников питани - Google Patents

Abstract

Изобретение служит дл  повышени  точности помехозащищенности и сокращени  времени измерени . Устройство содержит блок 1 возмущающего воздействи  и регистратор 5. Введение в устройство усилител  2, фильтра 4 низких частот, переключател  6 на два положени  при трех направлени х , токового ключа 7, источника 8 напр жени  посто нного тока и нагрузочного резистора 10 устран ет необходимость балансировки выходного напр жени  перед каждым напр жением. Кроме того, использование синхронного фильтра 3 с синхронным детектором существенно уменьщает вли ние щумов, пульсаций и помех на точность измерений параметров. В описании приведен пример выполнени  блока 1 возмущающего напр жени , включающего делитель 11 частоты, формирователь 12 импульсов, трансформаторы 13 и 18, электронные ключи 14 и 15, суммирующий усилитель 16 и усилитель 17 мощности. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. S (Л со со О1 00 ел Фиг 1

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности может быть использовано при измерении иараметроЕ. I c- точников питани .

Цель изобретени  - - повышение тсч- ности, помехозащищенности и сокращение времени измерений за счет устранени  необходимости балансировки выходного Н Н1;Яжени  перед каждым измерением.

На фиг. 1 представлена функциона,;ь- на  схема устройства; на фиг. 2 -- формы напр жени  в характернь х точках устройства .

Устройство состоит из блока 1 возмуп..а- ющего воздействи , усилите.;1  2, син.хрон- ного фильтра 3 с синхронны.м детектором, фильтра 4 Низких частот (ФНЧ), регистратора 5, переключател  6 на два положени  при трех направлени х, TOKOBOI-O ключа 7, источника 8 напр жени  посто нного тока, исследуемого источнике 9 питани  (ИИП) и нагрузочногч) резистора 10, при- чем выход ИИП 9 подключен через последовательно соединенные усилитель 2. синхронный фильтр 3 с синхронным детектором и ФНЧ 4 к входу регистратора 5 и через последовательно соединенные нагрузочный резистор 0 и токовый ключ 7 к обп1.ей 1ниь е. На первый и второй входы блока 1 возмупхающего воздействи  подаетс  iia- пр жен,ие сети, два его управл ющих выхода соедипепы с соответствук лними двум  управл ющи.ми входами cHHxpoi-inoro фильт- ра 3 с синхронным детектором, первый се- Н1ИЙ вход токового ключа 7 соединен с пе()- вым подвижным контактом переключател  (J, один из соответств юп1их которому неподвижных контактов соединен с выходом источника 8 напр жени , другой с одщгм из yпpaвл юнJ,иx входов синхронного филот- ра 3 с синхронным детектором, нервый с с- тевой вход блока 1 возмуп1аюн1,его воздействи  соединен с первым сетевым входом ИИП 9, их вторые сетевые входы соедьнен1 1 соответственно с вторым и третьим подви; к- ными контактами переключател  6, nepBi ie неподвижные контакты которых соединены с третьим и четвертым выходами блока 1 .озму- П1ающего воздействи , а BTOpi ie | е;1о;,виж- ные контакты еоеди ены между собой.

Блок 1 возмуп1аюи1,его воздействии ,:о- держнт делитель 1 1 частот1, формировате..- 12 импульсов, первый транссрорматор 13, два электронных к;1юча 14 и ;5, суммирую- П1.ИЙ усилитель 16, усилитель 17 монхности и второй трансформатор 18, причем первый и второй сетевые входы блока 1 возмун1а;о- щего воздействи  соединены соответстиепно е первым и вторЕ м вывода.ми первичной обмотки первого трансформатора 13 и с вым и вторым входами делител  И частоты. Выход последне1-о соединен с входом фор- мировател  12 импульсов, два выхода кот о- рого соединены соответственно с управл ющими входами электрон 1-Пз1х ключей i4 ч. 1.5 и

5

-

0 ,, - 0

5

5

0

с .авум  управл ющими выходами блока 1 воз.му|цающе1 о воздействи , Средний вывод вторичной обмотки первого трансформатора 13 соединен с общей шиной, а ее крайние выводы через электронные ключи 14 и 15 подключены соответственно к первому и второму входам суммирую1цего усилител  16, выход которого соединен с входом усилител  17 мoп нocти, к дву.м выходам которого подключены выводы 11ервичной обмотки второго трансформатора 18, оба вывода вторичной обмотки которого соединены с третьим и четвертым выходами блока 1 возмунхающего воздействи .

В одном положении переключател  6 последовательно с сетевым входом ИИП 9 через третий и четвертый выходы блока 1 возмущающего воздействи  подключаетс  вторична  обмотка второго трансформа тора 18, а к управл ющему входу токового ключа 7 подключаетс  выход источника 8 напр жени  посто нного тока, что приводит к соединению в .орого вывода нагрузочного резистора 10 с общей ишной.

Во втором положении переключател  6 ИИП 9 неносредственно подключаетс  к се- ги, а управл юп1ий ;зход токового ключа 7 соедин етс  с одним из управл ющих выходов блока 1 возмущающего воздействи .

Формы напр жени  показаны в некоторых характер1п 1х точках устройства (фиг. 2), т.е. на концах вторичной обмотки трансформатора 3 (.а и б), на выходах формировател  12 импул1 сов (0 и г), на входах суммирующего усилител  16 (дне), на входе усилите. 1  17 моп.и1ости (з), на входе ИИП 9 (и), на входе усилител  2 (к), на входе ФНЧ 4 (л). Формы кривых соответствует коэффициенту делени  делител  11 частоты, равному 10, положение переключател  6 соответствует по. к жению измерени  коэффи- вли ни  нестабильности напр жени  сети (первое положение).

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напр жение сетевой частоты после делител  11 частоты и формирователи 12 импульсов нреобразуетс  в напр жение нр моу1 ольной формы с низкой частотой с,ледовани  импульсов (нор дка 1 Гц) и син.хронное с сетевым напр жением (фиг. 2з и г). На выводах вторичной обмотки трансформатор 13 при соединении средней точки с общей шиной имеем противофазные колебани  напр жени  с сетевой частотой (фи 2а и б) и одинаковой амплитудой. .Эти выражени , в зависимости от величины напр жени  на управл ющих входах ключей 14 и 15, или передаютс  к входам суммируюидего усилител  16 поч- |и без потерь, или сильно ослабл ютс  и имеют почти нулевой уровень (фиг. 2(3 и е). Так как напр жени  на управл ющих входах ключей 14 и 15 противофазные, то в одном по;1унериоде работы на вход усилител  17 монцюсти поступает напр жение с одного вывода вторичной обмотки трансформатора 13, а в другом полупериоде - на вход усилител  17 мощности поступает напр жение с другого вывода вторичной обмотки трансформатора 13 и по завершении первого полупериода фаза синусоидального напр жени  на его выходе скачком измен етс  на 180° (фиг. 2з).

Так как скачок фазы происходит при прохождении сетевого напр жени  через нуль, то в цепи ИИП 9 не возникают всплески переходного процесса. После усилени  усилителем 17 мощности напр жение на вторичной обмотке второго трансформатора 18, имеющее синусоидальную форму, синфазно с сетевым напр жением в одном полупериоде выходного напр жени  формировател  12 импульсов и противофазно в другом полупериоде . В одном положении переключател  б последовательно с сетевым входом ИИП 9 подключаетс  вторична  обмотка трансформатора 18, а токовый ключ 7 управл емым входом подключаетс  к выходу источника 8 напр жени , что приводит к отпиранию токового ключа 7 и соединению выхода ИИП 9 с общей щиной через нагрузочный резистор 10. Последовательное включение вторичной обмотки второго трансформатора 18 с сетевым входом ИИП 9 приводит к амплитудной модул ции питающего ИИП 9 напр жени , так как в одном полупериоде выходного напр жени  формировател  12 импульсов напр жение вторичной обмотки синфазно с сетевым напр жением и суммируетс  с ним, а во втором полупериоде напр жение вторичной обмотки трансформатора 18 противофазно с сетевым напр жением и на сетевой вход ИИП 9 поступает разность напр жени  сети и вторичной обмотки трансформатора 18 (фиг. 2и).

Глубина амплитудной модул ции определ етс  коэффициентом трансформации трансформаторов 13 и 18 и коэффициентами передачи усилителей 16 и 17 и электронных ключей 14 и 15 и не зависит от уровн  сетевого напр жени . Переменна  составл юща  выходного напр жени  ИИП 9 (фиг. 2к) усиливаетс  усилителем 2 и подаетс  к входу синхронного фильтра 3 с синхронным детектором. На выходе последнего имеем посто нное напр жение, величина которого пропорциональна амплитуде переменной составл ющей напр жени  на выходе ИИП 9, вызванной низкочастотной модул цией питающего ИИП 9 напр жени  сети, при этом напр жени  пульсаций, помех или наводок не вли ют на точность измерени , так как синхронный фильтр 3 с синхронным детектором обладает фильтрующим свойством как по частоте, так и по фазе. Посто нна  времени синхронного фильтра определ ет полосу пропускани  и фактически фильтрующие свойства фильтра 3.

После устранени  коммутационных помех (фиг. 2л), возникающих в фильтре 3

в результате работы переключающих элементов , фильтром 4 низких частот напр жение измер етс  регистратором 5, который представл ет аналоговый или цифро- 5 вой вольтметр посто нного токт. Напр жение , измер емое регистраторе 5, пропорционально коэффициенту г id6 ЛЬНОСТИ

ИИП 9 от изменени  напр ж чи  .

В другом положении переключател  6 ИИП 9 непосредственно подключаетс  к

сети (нет модул ции напр жени  сети), а на управл ющий вход токового ключа 7 подаетс  напр жение с одного из управл ющих выходов блока 1 возмущающего воздействи . Это приводит к модул ции тока нагрузки, 5 так как в одном полупериоде работы нагрузочный резистор 10 через открытый трко- вый ключ 7 вторым выводом соединен с общей шиной (первый вывод резистора всегда соединен с выходом ИИП 9), и через резистор протекает номинальный ток нагруз0 ки. В другом полупериоде токовый ключ 7 заперт, и ток через резистор отсутствует. Переменна  составл юща  напр жени  на выходе ИИП 9 усиливаетс  усилителем 2 фильтруетс  и выпр мл етс  синхронным фильтром 3 с синхронным детектором и после подавлени  коммутационных помех фильтром 4 низких частот измер етс  регистратором 5. Очевидно, что напр жение, измер емое регистратором 5, обусловлено модул цией тока нагрузки ИИП и пропорцио0 нально выходному сопротивлению ИИП 9. Применение синхронного фильтра с синхронным детекором уменьщает вли ние щу- мов, пульсаций и помех на точность измерени  параметров источника питани . Отсутствие необходимости балансировки

5 выходного напр жени  перед каждым измерением сокращает врем , необходимое дл  измерени .

Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить точность и расширить диапазон измерени  параметров, ускорить

0 процесс измерени  как в стадии изготовлени  ВИП, так и при их разработке.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  параметров источников питани , содержащее блок возмущающего воздействи , регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, помехозащищенности и уменьшени  времени измерений, в него введены переключатель , токовый ключ, нагрузочный резистор, источник напр жени  посто нного тока, последовательно соединенные усилитель , синхронный фильтр с синхронным детектором и фильтр низких частот, причем вход усилител  соединен с первой клеммой дл  подключени  объекта контрол  и через последовательно соединенные нагрузочный резистор и токовый ключ - с общей шиной , выход фильтра низких частот соединен

€ ВХОДОМ регистратора, два управл юидих выхода блока возмущающего воздействи  соединены с двум  управл ющими входами синхронного фильтра с синхронным детектором , управл ющий вход токового ключа сое- динен с первым подвижным контактом переключател , соответствующий которому первый неподвижный контакт соединен с выходом источника напр жени  посто нного тока а второй - с одним из управл ющих выходов блока возмущающего воздействи , пер- вый сетевой вход которого соединен с второй клеммой дл  подключени  объекта контрол , второй сетевой вход блока возмущающего воздействи  и треть  клемма дл  подключени  объекта контрол  соединены с соответствующими вторым и третьим подвижными контактами переключател , третий и четвертый неподвижные контакты которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока возмущающего воздействи , а п тый и щестой неподвижные контакты соединены между собой.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок возмущающего воздействи  содер

5

0

жит делитель частоты, формирователь импульсов, два трансформатора, два электронных ключа, суммирующий усилитель и усилитель мощности, причем первый и второй сетевые входы блока возмущающего воздействи  соединены соответственно с первым и вторым выводами первичной обмотки первого трансформатора и первым и вторым входами делител  частоты, выход которого соединен с входом формировател  импульсов, два выхода которого соединены соответственно с управл ющими входами электронных ключей и с двум  управл ющими выходами блока возмущающего воздействи , средний вывод вторичной обмотки первого трансформатора соединен с общей щиной, а ее крайние выводы через соответствующие электронные ключи подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилител , выход которого соединен с входом усилител  мощности, к выходам которого подключены выводы первичной обмотки второго трансформатора, выводы вторичной обмотки которого соединены с третьим и четвертым выходами блока воз- мч чцающего воздействи .

-Р Редактор Н. Тупица Заказ 3798/35

С-оставитель В. Быков

Техред И. ПересКорректор Г. Решетник

Тираж 693Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва. Ж--35, Рауи1ска  наб., д. 4/5 Прризводствеиио-гюлиграфическое предпри тие, г. Ужг ород, ул. Проектна , 4

(риг г