SU1348741A1 - Устройство дл измерени относительной разности двух напр жений - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в устройствах дл  измерени  относительной разности амплитуд двух переменных напр жений, независимо от их фазовых соотношений или относительной разности посто нных напр жений в системах допускового контрол . Цель изобретени  - повьш1ение точности измерени  - достигаетс  в результате исключени  погрешности, вносимой нестабильностью аналоговой пам ти, ста- тизмом цепи автоматической регулировки усилени  и дрейфом нул  усилител  напр жени . Друга  цель - расширение функциональных возможностей - достигаетс  за счет измерени  разности двух напр жений, отнесенной как к одному , так и к другому из них. Устройс (Л 00 X)

Description

ство содержит ключи 1 и 2, цепи управлени  которых соединены с противофазными выходами генератора 3 частоты коммутации, регулируемьм усилитель 4, амплитудный детектор 5, фильтр 6 нижних частот, усилитель 7 напр жени  частоты коммутации, фазочувстви- тельный выпр митель 8, индикатор 9, источник 10 опорного напр жени , клюИзобретение относитс  к электро- и-радиоизмерительной технике и может быть исцользовано дл  измерени  относительной разности амплитуд двух переменных напр жений независимо от их фазовых соотношений или относительной разности посто нных напр жений в системах допускового контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет исключени  погрешности, вносимой нестабильностью аналоговой пам ти, ста- тизмом цепи автоматической регулировки усилени  и дрейфом нул  усилител  напр жени .

Целью изобретени   вл етс  также расширение функциональных возможностей за счет измерени  разности двух напр жений отнесенной как к одному, так и к другому из них.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит ключи 1 и 2, цепи управлени  которых соединены с противофазными выходами генератора 3 частоты коммутации, регулируемьй усилитель 4, вход которого соединен с входными клеммами устройства через ключи 1 и 2, последовательно соединенные амплитудный детектор 5, под- ключенный к выходу усилител  4, фильтр 6 нижних частот, усилитель 7 напр жени  частоты коммутации, фазочувстви- тельный выпр митель 8 и индикатор 9. Устройство содержит также источник 10 опорного напр жени  ключи 11 и 12 через которые выход фильтра 6 нижних частот и источник 10 опорного напр жени  соответственно подключены к входу усилител  13 напр жени  .часточи 11 и 12, yrHTIHTf . 1 ||;)1(1Я +Г НИМ

члгтоты к о мм у тп ни и , ф чочупстпитРП)- Hhn i тп 11 р митепь 1А, интегратор 15 и вyxпoJIЮ :н п переключлте.пь 16, Уст- ронстно почнол ет повысить точность и достоперность допускового контрол  методом сравнени  с эталоном в широком частотном диапазоне. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

ты коммутации, к выходу которого подключены последовательно соединенные фазочувствительный выпр митель 14 и интегратор 15, выходом соединенный с управл ющим входом регулируемого усилител  4, и двухполюсный переключатель 16, входы которого соединены с противофазными выходами генератора 3 частоты коммутации, а выходы - с управл ющими входами ключей 1 и 2. Управл ющие входы фазочувствительных выпр мителей 8 и 14 подключены к противофазным выходам генератора 3 частоты коммутации, а управл ющие входы

ключей 11 и 12 раздельно св заны каждый с соответствующим выходом этого же генератора 3.

Устройство работает следующим образом .

Сравниваемые напр жени  U и U через ключи 1 и 2, цепи управлени  которых соединены с противофазными выходами генератора 3, поочередно поступают на вход регулируемого усилител  4. При измерении относительной разности двух переменных напр жений частоту коммутации генератора 3 выбирают в 10-100 раз меньшей частоты сравниваемых напр жений. В этом случае усилителем 4 поочередно усиливаютс  пакеты напр жений U и Uj, которые затем выпр мл ютс  амплитудным детектором 5 и сглаживаютс  фильтром 6 нижних частот. При замкнутом ключе

1 и разомкнутом ключе 2 на выходе

фильтра 6 выдел етс  напр жение, равное и,К -Kj-Kj U, , где К, Kj, К - коэффициенты преоб азопанч  регулируемого усилител  4, детектора 5 и фильтра 6 соответг тнрнно, В nporupcinci ЮЖИПМ II(V()(M1I1H КЧ|)Ч(М I и } 11.)

выходе (фильтра 6 пьиим1летс  нппр же- нме, ранноб U,. Если амплитуды сравниваемых напр жений не равны, то в выходном напр жении 11, фштьтра 6 по вл етс  переменна  составл юща  частоты ког-1мутации, равна  и, -Uz

,. К,К, 2

котора  усиливаетс  усилителем 7 частоты коммутации и выпр мл етс  фазочувствительным выпр мителем 8. Это выпр мление напр жени , равное и ,.KgK Kg--T--,

где К и Kg - коэффициенты преобразовани  усилител  7 и фазочувствитель- ного выпр мител  соответственно измер етс  индикатором 9.

Одновременно от источника 10 опорного напр жени  и с выхода фильтра 6 нижних частот через ключи 12 и 11 на вход усилител  13 частоты коммутации поочередно поступают опорное напр жение и и выпр мленное напр жение одного из пакетов сравниваемых напр жений . При фазировке ключей, указанной на чертеже, на усилитель 13 поочередно поступают напр жени  U и и. Усиленна  усилителем 13 переменна  составл юща  частоты коммутации, равна 

и --2--, выпр мл етс  фазочувствительным выпр мителем 14 и после чего поступает на вход интегратора 15. Выходное напр жение интегратора 15 воздействует на управл ющий вход регулируемого усилител  4 и измен ет его коэффициент усилени  в направлении уравнивани  напр жени  U выпр мленного пакета переменного напр жени  с посто нным опорным напр жением U . В состо нии равенства этих напр жений вькодное напр жение фазочувствитель- ного выпр мител  14 становитс  равным нулю, и процесс интегрировани  интегратора 15 прекращаетс . При установившемс  значении выходного напр жени  интегратора 15 коэффициент усилений регулируемого усилител  4 определ етс  равенством , К, и,, откуда коэффициент усилени  регулируемого усилител  4

«и, .

С учетом установившегос  значени  коэффициента К усилени  регулируемого усилител  4 напр жение, измер емое индикатором 9, равно

.-- -I

U, -1.г

,

17 , т/ IT

где - погто нньп) коэффициент пропорциональности.

Если изменить положение двухполюсного переключател  16 на противоположное , то на вход усилител  13 частоты коммутации будут поочередно поступать напр жени  U и U,

В соот

ветствии с этим коэффициент усилени  регулируемого усилител  4 станет равным ,j К Uj , а индикатор 9 будет измер ть напр жение

и, К

U,-U2

и.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть разность двух напр жений, отнесенную как к одному, так и к другому сравниваемому напр жению в зависимости от положени  двухполюсного переключател  16. При этом повышение точности измерени  достигаетс  за счет исключени  из схемы нестабильного элемента пам ти и дифференциального усилител  посто нного тока, имеющего неизбежный дрейф нул . Исключаетс  также погрешность статизма за счет введени  интегратора 15 в цепь автоматической регулировки усилени  регулируемого усилител  4. При этом нестабильность введенного интегратора не вли ет на результат измерени , так как при любом изменении выходного напр жени  интегратора 15 измен етс  коэффициент усилени  регулируемого усилител  4 до восстановлени  равенства U,,U(5 или ,. При сравнении амплитуд основных гармоник напр жений регулируемый усилитель выполн ют избирательным, настроенным на первую гармонику входных напр жений. В случае измерени  относительной разности двух посто нных напр жений регулируемьй усилитель выполн ют на основе широкополосного операционного усилител  с регулируемой глубиной отрицательной обратной св зи. При этом надобность в амплитудном детекторе 5 и фильтре 6 отпадает .

Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность и достозерность до- пускового контрол  источников питани , масштабных преобразователей и т.п. на посто нном и переменном токе

методом сравнени  с эталоном в широком частотном диапазоне.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  относительной разности двух напр жений, содержащее последовательно включенны регулируемый усилитель, амплитудный детектор, фильтр нижних частот, усилитель напр жени  частоты коммутации фазочувствительный выпр митель и индикатор , источник опорного напр жени , генератор частоты коммутации и три ключа, цепи управлени  двух из которых соединены с противофазными выходами генератора частоты коммутации и управл ющими входами фазочув- ствительного выпр мител , а управл ю щий вход третьего ключа - с одним выходом генератора частоты коммутации, причем перва  входна  клемма устройства соединена через первый ключ с входом регулируемого усилител , вто- ра  входна  клемма св зана с входом регулируемого усилител  через второй ключ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности

Редактор Ю.Середа

Составитель С.Вейский Техред М.Ходанич

Заказ 5185/44Тираж 729

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

измерени , введены четвертый ключ, вторые последовательно соединенные усилитель напр жени  частоты коммутации и фазочувствительный выпр митель , интегратор, выходом соединенны с управл ющим входом регулируемого усилител , причем вход второго ускпи тел  напр жени  частоты коммутации через третий ключ соединен с выходом фильтра нижних частот, а через четвертый ключ св зан с выходом источника опорного напр жени , управл ющие входы второго фазочувствительного выпр мител  соединены с противофазными выходами генератора частоты коммутации и его выход подсоединен к входу интегратора, а управл ющий вход четвертого ключа подключен к другому выходу генератора частоты коммутации

2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , дополнительно введен двухполюсный переключатель, входы которого . соединены с противофазными выходами генератора частоты коммутации, а выходы св заны с управл ющими входами первого и второго ключей.

Корректор Л.Пилипенко Подписное