SU1635144A1

SU1635144A1 - Преобразователь переменного напр жени

Info

Publication number: SU1635144A1
Application number: SU884610039A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Викторов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5783
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1991-03-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при конструировании вольтметров среднеквад ратического значени напр жени переменного тока Цель изобретени расширение частотного диапазона Мостовой термопреобразователь 6 выполнен содержащим четырехплечий резисторный мост, одним плечом которого служит чувствительный элемент термопреобразовател вторым - управл емое сопротивление управл ющий вход которого соединен с выходом первого блока 8 пам ти к одной диагонали моста подключен источник питани к другой - вход усилител 15 разбаланса Сопротивление чувствительного элемента измен етс под воздействием измер емого сигнала, а управл емое сопротивление компенсирует это изменение по сигналу блоков пам ти содержащих формирователи 18 импульсов элементы ИЛИ 19 генератор 20 регистр 16 последовательного приближени и цифроаналоговый преобразователь 17 На чувствительный элемент воздействует измерительный преобразователь 4 по сигналу с выхода коммутатора 2 и масштабного преобразовател 1 или измерительного преобразовател 5 Выходной сигнал нуль-органа 7 поочередно по коман дам блока 10 управлени подаетс на блоки 8 9 пам ти замыка петлю авторегулировани 1 з п ф-лы 1 ил

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании вольтметров среднеквадратического значения напряжения переменного тока.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения состоит из масштабного преобразователя 1, первого 2 и второго 3 коммутаторов, первого 4 и второго 5 измерительных преобразователей, мостового термопреобразовагеля б. нуль-органа 7, первого 8 и второго 9 блоков памяти и блока 10 управления.

Первый измерительный преобразователь 4 представляет собой двухвходный суммирующий усилитель, нагруженный на подогреватель термопреобразователя. Мостовой термопреобразователь 6 содержит четырехплечий резисторный мост, одним плечом которого служит термочувствительный элемент 11, вторым плечом - управляемое сопротивление 12, третье и четвертое плечи моста - постоянные резисторы 13 и 14. К одной диагонали моста подключен источник Е постоянного напряжения, к другой - вход усилителя 15 разбаланса.

Первый 8 и второй 9 блоки памяти име ют аналогичное устройство и содержат регистр 16 последовательного приближения, информационный вход которого является первым входом блока, информационный выход соединен с входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 17, выход которого является выходом блока, формирователь 18 импульса, вход которого является вторым входом блока, выход соединен с первым входом элемента ИЛИ 19. второй вход которого соединен с выходом регистра 16 последовательного приближения, а выход с управляющим входом генератора 20 импульcod, выходом соединенного с входом регистра 16 последовательного приближения.

Блок 10 управления представляет собой генератор прямоугольных импульсов, которые поочередно переключают первый 2 и второй 3 коммутаторы и определяют момент начала работы первого 8 и второго 9 блоков памяти.

Преобразователь переменного напряжения работает следующим образом.

В первом такте, когда перзый 2 и второй 3 коммутаторы находятся в исходном состоянии (выход масштабного преобразователя 1 подключен к первому входу первого измерительного преобразователя, а выход нульоргана 7 подключен ко входу первого блока памяти 8), измеряемый сигнал проходит через масштабный преобразователь 1. первый коммутатор 2 и первый измерительный преобразователь 4. обеспечивает подогрев и тем самым изменяет состояние мостового термопреобразователя 6. В результате на его выходе устанавливается напряжение, отличное от нуля. Нуль-орган 7 при этом через второй коммутатор 3 и первый блок 8 памяти управляет величиной управляемого сопротивления 12 мостового термопреобразователя 6 так. чтобы мостовой термопреобразователь 6 оказался сбалансированным (напряжение на его выходе стало равным нулю). Затем первый 2 и второй 3 коммутаторы по команде с блока 10 управления переключаются в рабочее состояние (выход второго измерительного преобразователя 5’ подключается к первому входу первого измерительного преобразователя 4, а выход нуль-органа 7 подключается по входу второго блока 9 памяти). При этом переменное напряжение перестает воздействовать на мостовой термопреобразовагель 6 и он разбалансируется, в результате чего нуль-орган 7 через второй коммутатор 3 и второй блок 9 памяти управляет измерительным преобразователем 5 так, чтобы его выходное напряжение, попадая на первый вход первого измерительного преобразователя 4, также воздействовало на мостовой термопреобразователь 6. как и входной сигнал. В этом случае выходное напряжение мостового термопреобразователя 6 станет равным ну; лю. Сигнал на втором выходе второго блока 9 памяти при этом будет однозначно соответствовать входному напряжению. Рассмотрим как происходит балансировка мостового термопреобразователя 6. Предположим, что сигнал с блока 10 управления перевел второй коммутатор 3 в такое состояние. при котором выход нуль-органа 7 подключен к первому входу первого блока 8 памяти. По фронту этого сигнала с задержкой, необходимой для срабатывания второго коммутатора 3. формирователь 18 импульса через элемент ИЛИ 19 запускает генератор 20 импульсов, который в свою очередь стимулирует работу регистра 16 последовательных приближений и ЦАП 17. Нуль-орган 7 следит за состоянием мостового гермопреобразователя 6 (в состоянии баланса его выходное напряжение равно нулю), если напряжение на его выходе меньше нуля, то на выходе нуль-органа 7. (представляющего собой обычный компаратор) напряжение логической 1, если напряжение на выходе мостового термопреобразователя 6 больше нуля, то на выходе нуль-органа 7 - напряжение логического

О. Выходное напряжение нуль-органа 7 управляет работой регистра 16 последовательного приближения так, что, если при приходе очередного стимулирующего импульса с генератора 20 импульсов на выходе нуль-органа 7 - логическая 1. то код на выходе регистра 16 последовательного приближения увеличивается, если логического О. - то уменьшается. Длительность импульса на выходе формирователя 18 импульса выбрана большей одного такта, но меньшей всего цикла работы регистра 16 последовательного приближения, поэтому после первого такта и до конца цикла на генератор 20 импульсов подается разрешающий сигнал.

По окончании цикла с погрешностью, обусловленной смещением нуль-органа 7 и дискретом ЦАП 17. мостовой термопреобразователь 6 будет сбалансирован за счет изменения выходным напряжением первого блока 8 памяти управляемого сопротивления 12.

После этого блок 10 управления подает команду, по которой выход нуль-органа 7 подключается к первому входу второго блока 9 памяти. Балансировка мостового термопреобразователя 6 производится аналогично вышеописанной, только выходное напряжение второго блока 9 памяти управляет выходным напряжением второ! о измерительного преобразователя 5 и. следовательно, сопротивлением термочувствительного элемента 11 мостового термопреобразователя 6.

Постоянная времени мостового термопреобразователя 6 определяется постоянной времени терморезистора (гложет быть несколько секунд). Для повышения быстродействия преобразователя переменного напряжения выход мостового термопреобразователя 6 соединен с вторым входом первого измерительного преобразователя 4, т.е. мостовой термопреобразователь включен в замкнутый контур системы автоматического регулирования. Постоянная времени системы при этом по сравнению с постоянной времени терморезистора уменьшается.примерно в К раз, где К - коэффициент усиления усилителя разбаланса мостового термопреобразователя 6.

Из вышесказанного следует, что замещение измеренного сигнала известным производится с ошибкой.определяемой дискретом ЦАП, которая может быть выбрана достаточно малой при увеличении числа разрядов ЦАП. Смещение нуль-органа 7 не влияет на ошибку, так как он один и для измеряемого, и для замещающего сигналов.

В преобразователе переменного напряжения мостовой гермопреобразователь уравновешивается изменением сопротивления одного из его плеч, что позволяет исключить управляемое сопротивление из тракта прохождения измеряемого сигнала и тем самым исключить зависимость коэффициента передачи тракта от уровня измеряемого сигнала, при этом характеристика преобразования остается линейной вне зависимости от частоты измеряемого сигнала.

Claims

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения, содержащий масштабный преобразователь, вход которого соединен с входом устройства а выход с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом первого измерительного преобразователя, мостовой термопреобразователь. содержащий четырехплечий резисторный мост, в первое плечо которого включен чувствительный элемент, связанный с выходом первого измерительного преобразователя, во второе и третье плечи четырехплечего моста включены постоянные резисторы, диагональ моста соединена с выходом источника питания, первый и второй блоки памяти, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго коммутатора, первый выход второго блока памяти соединен с входом второго измерительного преобразователя выход которою соединен с вторым входом первого коммутатора, управляющие входы первого и второго коммутаторов соединены с выходом блока управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что. с целью расширения частотного диапазона, в него введен нуль-орган, первый вход которого соединен с ныходом мостового термопреобразователя и вторым входом первого измерительного преобразователя, второй вход нуль-органа соединен с нулевой шиной преобразователя переменного напряжения, а выход соединен с входом второю коммутатора, выход блока управления соединен с вторыми входами первого и второго блоков памяти, в четвертое плечо мостового термопреобразователя включено управляемое сопротивление. управляющий вход которого соединен с выходом первого блока памяти, к второй диагонали четырехплечего моста подключен вход усилителя разбаланса, выход которого соединен с выходом мостового термопреобразователя, а второй выход второго блока памяти соединен с выходом преобразователя переменного напряжения.
2. Преобразователь по п. 1. отличающийся тем, что первый и второй блоки памяти содержат каждый последовательно

Ί соединенные регистр последовательного приближения, вход которого соединен с первым входом блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым выходом блока памяти, формирователь импульсов, вход которого соединен с вторым входом блока памяти, а выход - с первым входом элемента ИЛИ.

второй вход которого соединен с вторым выходом регистра последовательных приближений, генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом 5 регистра последовательных приближений, причем выход цифроаналогового преобразователя второго блока памяти соединен с вторым выходом второго блока памяти.

Составитель В.Степанкин Редактор А.Ревин Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 755 Тираж 417 Подписное

Bl IИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент г. Ужгород, ул.Гагарина, 101