SU742810A1 - Измеритель отношени переменных напр жений - Google Patents

Description

1

Измеритель отношени  переменных напр жений предназначен дл  исполь .зовани  в электро- и радиотехнике, в частности, дл  измерени  коэффициента передачи различных устройств на переменном токе.

Известны измерители отношени  переменных напр жений, иcпoльзye ыe в радиоизмерительной технике, содержащие преобразователь одного из входных сигналов в напр жение другой частоты, усилитель с автоматическим регул тором усилени , работающим по одному из входных сигналов, и детектора сигнала отношени  1 .

Такие измерители характеризуютс  значительной погрешностью измерени , обусловленной погрешностью детекторов при работе.в широком динамическом ди апазоне частот и уровней входных сигналов, что сужает динамический диапазон измерени .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  измеритель отношени  переменных напр жений, содержащий коммутатор, усилитель и синхронизатор, соединенный с управ л ющим входом коммутатора 2.

в этом устройстве сначала коэффициент передащ-1 уси.пител  устанавливаетс  обратно пропорциональным первому входному напр жению, а затем на усилитель поступает второе входное напр жение. После усилител  оно детектируетс  детектором сигнала отношени , на выходе которого выдел етс  посто нное напр жение, про10 порциональное отношению входных напр . жений.

Неидентичность частот.чых и вольтамперных характеристик детектора сигна.ла отношени  к детектора в ав15 томатическом регул торе усилени , а также нелинейность их вольтамперных характеристик (ВАХ), приводит к значительному увеличению погрешности измерени  в широком динамичес20 ком диапазоне частот и уровней входных напр жений. Погрешность устройства зaпo п нaни  регулирующего напр жени  также приводит к увеличению погрешности измерени . Кроме того,

25 устройство имеет недостаточный динаМ1-1ческий диапазон измер емых значений отношени , так как оно в р де случаев позвол ет измер ть лишь отношение меньшего напр жени  к боль30

t-i и не позвол ет игмер ть обра: , 1С зепичину, Пс1 практике это прпво Т к неудобствам, св занным с необ ,UiiocTb o проведени  дополнительч вычислений величины обратной меренной,

11опь Исюбрегени  - уменыление 1 iili и-зос и Tt расширение динамического диагкдэопа измер емых значений отношеини переменных напр жений.

Это .г:(ОСГ1чгаетс  тем, что измеритель отиишеннм переменных напр жений содержсадпй коммутатор, усилитель и CHiiKpoiiHsaTop, соединенный с упгзавл ющнм входом когФ1утатора, введены регулитор, фильтры переменного и посто ниохо напр жений, анаjio го-цифре ЗОЙ преобразователь, вычи .rniiiejib отноиеми  ходов, источник опорного посто нного напр жени , суматор , один вход которого соединен с звыходом коммутатора, другой вход с источником опорного ПОСТОЯг НОГО

нащгЯжени , а выход - со входом усилител , входы фильтров переменного и посто нного напр жений соединены с выходом усилител , выход,фильтра переменного напр жени  через регул тор соединен с управл ющим входом усилител ,- а на выходе фильтра по сто нногО напр ;кени  включены последовательно соединенные аналого-цифророй П7реобразователь и вычислитель отношени  кодов, управл ющие входгза которых соединены с синхронизатором

Структурна  схема измерител  отно1иеь;ий представлена на чертеже.

Измеритель отношени  неременных напр жений содермсит ком .-:утатор 1,, сумматор 2, источник 3 опорного посто нного напр жени , -усилитель 4, фильтр 5 переменного нагф жени , регул тор б, фильтр 7 посто нного напр жени , аналого-цифровой преобразователь 8, вычислитель 9 отношени  кодов, синхронизатор Ю.

Исследуем1 е напр жени  при помощи коммутатора 1 поочередно подключаютс  к одному из входов сумматора 2, одновременно на другой вход сумматора подлаетс  напр нение источни-Kci 3 onopHoio посто нного напр жени , сигнал переменного напр жени  и посто нное напр жение, объединенные в сумматоре 2, поступают в усилитель 4, с выхода усилител  4 усиленный сигнал раздел етс  - переменна  составл юща  сигнала поступает через фильтр 5 переменного напр жени  на регул тор б, а посто нна  составл юща  поступает через фильтр 7 посто нного напр жени  на анало1 о-цифровой преобразователь 8. Переменный сигнал в регул торе б детектируетс  (преобразуетс ) в посто нное напр жение, которое усиливаетс  и воздействует на усилитель 4 таким образом, что на выходе его переменное напр жение поддерживаетс  всегда посто нным, следовательно;

,,,ц

где н U,j - напр жени  исследуе «x сигналов на входе усилител  4 ; ..

К и Kg коэффициенты передачи усилител  4 при воздействии на него сиг-, налов Ц и Ugсоответственно .

Отсюда;UH Kj,

1 . (16)

Так как в усилителе одновременно с cигнaлaмli Uj и U -усиливаетс  сиг5 нал источника 3 опорного посто нного напр жени , равный Eg на входе усилител  4, то на выходе его полу-, чим:

Uoi--Eo rUo2 -Eo 2

(2)

и -О

где и

напр жени  сигналов

О2

0-f посто нного напр жени  на выходе усилител  4 в моменты подачи на него напр жений и и и 2 соответственно .

(2;

имеет

,,,Uo

od

Ч -Ё

-о

Учитыва  (16), Получим:

1J

и

02

-I

U,

1 - о

и Uj-,2noo4eа так как напр жение и редно поступают через фильтр 7 посто нного напр жени  на АПЧ 8, где преобразуютс  в цифровые коды, то отношение этих кодов, вычисленное в цифpoвгJM вычислителе 9 отношени  кодов , будет обратно пропорциональным отношению исследуемьлх напр жений. Синхронизатор 10 предназ-начен дл  синхронизации работы комм-утатора : , аналого-цифрового преобразовател  8 и вычислител  9. При вьлполнении услови  (la.) на выходе усилител  4 и, следовательно, на выходе регул тора б уровень сигнала поддерживаетс  посто нным, что снижает погрешность детектировани  (преобразовани ) в широком динамическом диапазоне уровней входных напр жений U и и , обусловленной нелинейностью вольт-амперной характеристики, и наличие в устройстве только одного детектора снижает частотную погрешность измерени .

Claims (2)

1. Таким оеэразом.. в устройстве исключаетс  составл ющие погрешности из-за неидентичности частотных характеристик детекторов и нелинейности их вольт-амперной характеристик, которые в аналогичных устройствах дости г ают 4 - б % . Формула изобретени  Измеритель отношени  переменных напр жений, содержащий коммутатор, усилитель и синхронизатор, соединен ный с управл ющим входом коммутатора , отл,и чающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности и расширени  динамического диапазона измер емых значений отношений, в него введены регул тор, фильтры переменного и посто нного напр жений , аналого-цифровой преобразователь , вычислитель отношени  кодов, источник опорного посто нного напр  жени , сумматор, один вход которого соединен с выходом коммутатора, дру гой вход - с источником опорного по сто нного напр жени , а выход - со входом усилител , входы фильтров переменного и досто нного напр жений соединены с выходом усилител , выхой фильтра переменного напр жени  соединен через регул тор с управл ющим входом усилител , а на выходе фильт ра посто нного напр жени  включены последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь и вычислитель отношени  кодов, управл ющие входы которых соединены с синхронизатором . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка ФРГ № 1616096, кл. G01 R 19/10, 1972.
2. 2.Жилинскас Р.-П.П. Измеритель отношени  и их применение в радиоизмерительной технике. М., Советское радио , 1975.