SU822057A1 - Линейный преобразователь действую-щЕгО зНАчЕНи пЕРЕМЕННОгО НАпР жЕНи В пОСТО ННОЕ - Google Patents

Description

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной Технике и может быть использовано дл  построени  точных аналоговых и цифровых вольтметров действующего значени  переменного напр жени .

Известен линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени  в посто нное, содержащий электротеп овой преобразователь, усилитель посто нного тока, запоминающее устройство, индикатор и два синхронных переключател  1.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  дрейфом нул  усилител  посто нного тока и неквадратичносТБЮ функции преобразовани  электротеплового преобразовател .

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени  в посто нное, содержащий электротепловой преобразователь , дифференциальный усилитель посто нного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом устройства, второй синхронный переключатель , выходы которого соединены со входами, соответственно, первого и второго запоминающих устройств, а вход - с выходом дифференциального усилител , .один из входов кото ,рого подключен к вьаходу элёктротеплового преобразовател , блок управлени  переключател ми 2J. .

Однако, такой преобразователь име0 ет значительную погрешность от нелинейности из-за отличи  функции преобразовани  электротеплового преобразовател  от квадратичной и изменени  напр жени  запоминающего устрой5 ства в режиме хранени .

Цель изобретени  - повышение точности устройства,;

Указанна  цель достигаетс  тем, что в линейный преобразователь дейст0 вующего значени  переменного напр жени  в посто нное, содержащий электротепловой преобраз ов атель, дифференциальный усилитель посто нного тока, первое и второе запоминающие устрой5 ства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом Устройства, второй синхронный переключатель, выходы которого соединены со входами/ соответственно, 0 первого и второго запоминающих1устройств , а вход - с выходом дифференциального усилител , один из входов которого подключен к вьлходу электротеплового преобразовател , блок управлени  переключател ми, введены сумматор, выход которого соединен со входомэлектротеплового преобразовател , один из входов подключен к вы ходу первого запоминающего устройства , а другой - к выходу первого переключател  , источник опорного напр жени  , подключенный ко второму входу дифференциального усилител , и модул тор , вход которого соединен со входом второго запоминаклцего устройства а выход - со вторым входом первого переключател .

На чертеже представлена схема предлагаемого линейного преобразовател  7 йствующего значени  переменного напр жени  в посто нное.

Линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени  в,посто нное содержит электротепловой преобразователь 1 (например термопреобраэователь , терморезистор}, соединенный с одним из входов дифференциального усилител  2 посто нного тока с большим коэффициентом усилени  и с выходом сумматора 3, к одному из входов которого подключен выход запоминающего устройства 4, источник 5 опорного напр жени ,подключёный к другому входу дифференциального усилител  2 посто нного тока, второе запоминающее устройство б, соединенное с модул тором 7, блок 8 управлени  переключател ми, первый синхронный переключатель 9, выход которого подключен к другому входу сумматора, а один из входов соединен с.выходом модул тора, второй синхронный переключатель 10, вход которого соединен с выходом дифференциального усилител  2 посто нного тока, а выходы - со входами запоминающих устройств 4 и б.. .

Работа линейного преобразовател  действующего значени  переменного напр жени  в посто нное осуществл етс  в два такта, В первом такте контакты переключателей 9 и 10 наход тс  в положении приведенном на чертеже. На вход электротеплового . преобразовател  1 поступает измер емое напр жение U и напр жение с выхода запоминающего устройства 4. На выходе дифференциального усилител  2 устанавливаетс  напр жение

Е, KtUo -«04 ( + и) . (1)

коэффициент усилени  дифгде К ференциального усилител  2;

Р коэффициент передачи модул тора 7;

К коэффициент передачи запоминающего устройства 4; напр жение источника 5 опори„ ного напр жени ; B ot-p(V )-. функции преобразовани 

электротеплового преобразовател  1.

Напр жение на выходе электротеплового преобразовател  1 при этом

Е±

(2)

и.

и/

1 - 0 к

Очередной импульс блока 8 управлени  перекоммутирует контакты переключателей 9 и 10 в другое положение , начинаетс  второй такт работы устройства. Вход запоминающего устройства 8 с помощью переключател  10 отключаетс  от схемы и на его выходе фиксируетс  напр жение е течение всего второго такта работы устройства .

Теперь на вход электротеплового преобразовател  1 поступает напр жение запоминающего устройства 4 и переменное напр жение с выхода модул тора 7, который позвол ет осуществить квадратурное сложение сигналов в сумматоре 3.

Напр жение на выходе усилител  2 во втором такте„

E,j K Uo-ci4((1+iff+ () . (3) 4E/E и дЕ - соответственно относительное и аб-. солютное изменение напр жени  на запоминающем конденсаторе запоминающего устройства 4/ возникающее из-за различных утечек. Напр жение Е2 с выхода дифференциального усилител  2 запоминаетс  во вспомогательном запоминающем устройстве 6, выход которого  вл етс  выходом преобразовател .

Напр жение на вьоходе электротеплового преобразовател  1 во втором такте можно определить из формулы {3)

ид Uo («) Из выражений (2) и (4)

следует,

что.

1

+ -(Е - Е),

и

и.

-т

при к т , и i;; Ua

Следовательно, в предлагаемом устройстве электротепловой преобразователь 1 работает в режиме стабилизации температуры подогрева, чем обеспечиваетс  более высока  точност и линейность-преобразовани .

Действительно, с учетом равенства (1) и (3) функци  преобразовани  устройства

1

(1 +Г),(5)

О

Р

где

2И|Ь.иц(1)(1Г

1) (fe)

К. г (г г

есть погрешность от нелинейности функции преобразовани . .В выражении (6) u «K E -«-U aDOnst. -входное напр жение электротеплового преобразовател  1. Анализ формулы (6) показывает, ч электротепловой преобразователь 1 работает в одной точке характеристи ки (режим стабилизации температуры подогрева), котора  определ етс  вы бором UQ. Погрешность от нелинейности практически не зависит от вид функции преобразовани  электротепло вого преобразовател  1, В предлагаемом устройстве также снижена погрешность преобразовани , вызванна  нестабильностью величины Ед,хран щейс  в запоминающем устро стве 4 во втором такте. Относительна  погрешность конденсаторного запоминающего устрой-± ,Н-е :)иоо%, (Я) где t - врем  разр да врем  второго такта работы устройства) С- емкость конденсатора пам ти и - напр жение на конденсаторе пам ти; . Ry - сопротивление утечки кон денсатора пам ти; 3v - ток утечки элементов, подключенных к конденсатору пам ти в режиме хранени . Из приведенного выражени  следуе что погрешность конденсаторного запоминающего устройства уменьшаетс  увеличением U. В известном устройстве UQ. U в предлагаемом устройстве Uc Е- Как следует иа (7) при , 11 Следовательно, относительна  погреш ность запоминающего устройства 4 при малых входных сигналах в 10-50 раз меньше, чем в известном. Таким образом, предложенное изоб-ретение позвол ет снизить погрешности , обусловленные неквадратичностью функции преобразовани  электротеплового преобразовател  и изменением напр жени  конденсаторного запоминающего устройства в режиме хранени  при. малых входных сигналах, тем самым повысить точность преобразовани . Формула иробретени  Линейный преобразователь действующего значени  переменного напр жени  в посто нное, содержащий электротепловой преобразователь, дифференциальный усилитель -посто нного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом устройства, второй синхронный neper ключатель, выходы которого соединены со входами, соответственно, первого и второго запоминающих устройств, а вход - с выходом дифференциального усилител , один из входов которого подключен к выходу электротеплового преобразовател , блок управлени  переключател ми , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности , в него введены сумматор, выход которого соединен со входом электротеплового преобразовател , один из входов подключен к выходу первого запоминающего устройства, а другой - к выходу первого переключател , источник опорного напр жени , подключенный ко второму входу дифференциального усилител , и модул тор , вход которого соединен со входом второго запоминающего устройства , а выход - со вторым входом первого переключател , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вешкарев А.В. и Попов В. С. Автоматические измерительные преобразователи , основанные на методе замещени . Информационно-измерительна  техника. Труды МЭИ. вып.254, М. , 1975, ри-. 1. 2.Авторское свидетельство СССР № 513322, кл. G 01 R 19/22, 28.05.76 (прототип).

L.J

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий электротепловой преобразователь, дифференциальный усилитель постоянного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом устройства, второй синхронный neper ключатель, выхода которого соединены со входами, соответственно, первого и второго запоминающих устройств, а вход - с выходом дифференциального усилителя, один из входов которого подключен к выходу электротеплового преобразователя, блок управления переключателями, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены сумматор, вы- , ход которого соединён со входом электротеплового преобразователя, один из входов подключен к выходу первого запоминающего устройства, а другой - к выходу первого переключателя, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу дифференциального усилителя, и модулятор, вход которого соединен со входом второго запоминающего устройства, а выход - со вторым входом первого переключателя.