SU849085A1

SU849085A1 - Linear converter of ac voltage effective value to dc voltage

Info

Publication number: SU849085A1
Application number: SU792722779A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Михайлович Демьянюк
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюромикроэлектроники И Приборостроения
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1981-07-23

Description

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(54) LINEAR CONVERTER OF CURRENT VALUE VOLTAGE TO PERMANENT VALUE

II

ТТзобретение относитс к электроиЬмерительной технике и может быть использовано дл создани аналоговых и цифровых измерителей переменного напр жени и аппаратуры контрол переменных электрических напр жений произвольной формы.The TT invention relates to electrical measuring equipment and can be used to create analog and digital variable voltage meters and instrumentation for monitoring variable electric voltages of arbitrary shape.

Известен преобразователь действующего значени переменного напр жени в посто нное, содержащий первый и второй терморезистивные преобразователи, каждый из которых состоит из нагревател и терморезистора, дифференциальный операционный усилитель, входы которого подключены на выходную диагональ моста, образованного терморезйсторами и двум посто нными резисторами, причем неинвертирующий вход усилител соединен с терморезистором первого терморезистивного преобразовател , нагреватель которого через ограничительное сопротивление подключен к входу преобразовател , /инвертирующий вход соединен с терморезистором второго терморезнстивного преобразовател , а выход уснлител - с выходом преобразовател и через ограничигельное сопротивление - с нагревателем второго термореэистивного преобразовател , и источник опорного напр жени , выход которого подключен к общему выводу посто нных резисторов моста 1 .A known converter of the effective value of alternating voltage to a constant, containing the first and second thermal resistance transducers, each of which consists of a heater and a thermistor, a differential operational amplifier, the inputs of which are connected to the output diagonal of the bridge formed by the thermistors and two constant resistors, and a non-inverting input the amplifier is connected to the thermistor of the first thermal resistance converter, the heater of which is through limiting resistance It is connected to the converter input, / the inverting input is connected to the thermistor of the second thermal converter, and the usnliter output is connected to the converter output and, via limiting resistance, to the heater of the second thermal resistance converter, and the source of the reference voltage, the output of which is connected to the common output of the constant resistor one .

Однако этот преобразователь обладает значительными погрешност ми, обусловленными низкой чувствительностью, а также неиндентичностью вольт-амперных характеристик обоих терморезистивных преобразователей в широком диапазоне температур.However, this converter has significant errors, due to low sensitivity, as well as nonindentity of the current-voltage characteristics of both thermal resistance transducers in a wide temperature range.

10ten

Наиболее близким по технической сущности вл етс широкополосный преобразователь действующего значапш переменного напр жени в посто нное, содержащий источник опорного напр жени посто нного тока, пер15 вый и второй терморезистивные преобразователи , каждый из которых состоит из двух нагревателей и терморезистора, основной дифференциальный операционный усилитель, выход которого соединен с выходом преобра20 зовател и через ограничительный резистор с одним из нагревателей первого терморезистивного преобразовател , другой нагреватель которого включен параллельно с одним изThe closest in technical essence is a wide-band converter of current alternating voltage to direct current, containing a source of direct current voltage, first and second thermal resistance transducers, each of which consists of two heaters and a thermistor, a main differential operational amplifier, output which is connected to the output of the converter and through the limiting resistor to one of the heaters of the first thermal resistance converter, the other the driver of which is connected in parallel with one of

агревателей второго терморезистивного пребразовател , другой нагреватель которого ерез второй ограничивающий резистор подлючен к входу преобразовател , а также перый дополнительный дифференциальный операионный усилитель, выход которого подклюен к общему выводу параллельно соединенных нагревателей первого и второго терморезистивных преобразователей 2.The heaters of the second thermo resistive transducer, another heater of which through the second limiting resistor is connected to the converter input, as well as the first additional differential operational amplifier, the output of which is connected to the common terminal of the parallel connected heaters of the first and second thermal resistance converters 2.

Однако известный преобразователь обладает погрещностью, вносимой посто нными резисторами основного моста и невысокой чувствительностью , так как последовательное соединение посто нного резистора и терморезистораHowever, the known converter has the error introduced by the constant resistors of the main bridge and low sensitivity, since the series connection of the constant resistor and the thermistor

снижает величину относительного приращени . сопротивлени терморезистора, вследствие чего уменьшаетс и абсолютное приращение напр жени , вызываемого изменением сопротивлени терморезистора.reduces the value of the relative increment. resistance of the thermistor, as a result of which the absolute increment of the voltage caused by the change in the resistance of the thermistor is reduced.

Цель изобретени - увеличение чувствительности и точности преобразовани .The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the conversion.

Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь действующего значени переменного напр жени в посто нное, содержащий источник опорного напр жени посто нного тока, первый и второй терморезистивные преобразователи, каждый из которых состоит из двух нагревателей и терморезистора , основной дифференциальный операционный усилитель, выход которого соединен с выходом преобразовател и через ограничительный резистор с одним из нагревателей первого терморезистивного преобразовател , другой нагреватель которого включен Параллельно с одним из нагревателей второго терморезистивного преобразовател , другой нагреватель которого через второй ограничительный резистор подклйчен к входу преобразовател , а также первый дополнительный дифференциальный операционный усилитель, выход которого подключен к общему выводу параллельно соединенных нагревателей первого и второго терморезистивных преобразователей , введены первый и второй масштабные преобразователи и второй дополнительный дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен через первый масщтабный преобразователь к выходу источника опорного напр жени , а инвертирующий вход через терморезистор первого терморезистивного преобразовател соединен с общей щиной устройства и через терморезистор второго терморезистивного преобразовател соединен с его выходом, инвертирующий и неинвертирующий входы основного усилител подключены к выходам второго дополнительного усилител и источника опорного напр жени .соответственно, а неинвертирующий и инверi тирующий входы первого дополнительногоThe goal is achieved by the fact that, in an alternating current-to-constant voltage transducer, containing a source of direct current voltage, the first and second thermal resistance transducers, each of which consists of two heaters and a thermistor, the main differential operational amplifier whose output is connected with the output of the converter and through the limiting resistor with one of the heaters of the first thermal resistance converter, the other heater of which is turned on One of the heaters of the second thermal resistance converter, the other heater of which through the second limiting resistor is connected to the converter input, as well as the first additional differential operational amplifier, the output of which is connected to the common output of the parallel connected heaters of the first and second thermal resistance converters, introduced the first and second large-scale converters and the second additional differential amplifier, non-inverting input of which is connected through The first scaled converter to the output of the voltage source, and the inverting input through the thermistor of the first thermal resistance converter is connected to the total width of the device and through the thermistor of the second thermal resistance converter connected to its output, the inverting and non-inverting inputs of the main amplifier are connected to the outputs of the second additional amplifier and the source of the reference voltage correspondingly, the non-inverting and inverting inputs of the first additional

усилител соединены с выходом источника опорного напр жени и через второй масштабный преобразователь - с выходом основного усилител соответственно.the amplifier is connected to the output of the voltage source and, through a second large-scale converter, to the output of the main amplifier, respectively.

На чертеже приведена принципиальна схема преобразовател . The drawing shows a schematic diagram of the converter.

Линейный преобразователь содержит терморезистивные преобразователи 1 и 2, основной 3, дополнительный 4 и второй дополнительный 5 дифференциальные операционные усилители , источник 6 опорного напр жени , пер вый 7 и второй 8 масштабные преобразователи , и ограничительные резисторы 9 и 10.The linear converter contains thermal resistance transducers 1 and 2, primary 3, additional 4 and second additional 5 differential operational amplifiers, reference voltage source 6, first 7 and second 8 large-scale converters, and limiting resistors 9 and 10.

. При отсутствии измер емого напр жени на входе преобразовател , выходное напр жение первого масцгга:бного преобразовател 7 усиливаетс усилителем 5, коэффициент передачи которого определ етс отношением величин сопротивлений терморезисторов терморезистивных преобразователей, включенных в цепь обратной св зи усилител 5.. In the absence of a measurable voltage at the input of the converter, the output voltage of the first mass converter: converter 7 is amplified by an amplifier 5, whose transmission coefficient is determined by the ratio of the resistance values of the thermistors of the thermal resistance converters included in the feedback circuit of the amplifier 5.

При равенстве коэффициентов передачи масштабного преобразовател 7 и усилител 5,In case of equal transmission coefficients of the scale converter 7 and amplifier 5,

J на выходе последнего по вл етс напр жение, равное по величине и знаку опорному напр жению 6.J at the output of the latter there is a voltage equal in magnitude and sign to the reference voltage 6.

Таким образом, на обоих входах основного усилител 3 действуют равные по вели (j чине и знаку напр жени , вследствие чего напр жение на его выходе и на выходе преобразовател и инвертирующем входе усилител 4 равно нулю. Напр жение, снимаемое с выхода усилител 4 поступает на нагреватеJ ли первого и второго термопреобразователей 1 и 2 соответственно и задает исходный температурный режим работы терморюзистивных преобразователей 1 и 2.Thus, both inputs of the main amplifier 3 are equal in magnitude (j to the voltage level and sign, so that the voltage at its output and at the output of the converter and the inverting input of amplifier 4 is zero. The voltage removed from the output of amplifier 4 goes to Heaters of the first and second thermocouples 1 and 2, respectively, and sets the initial temperature mode of operation of thermo-resistive converters 1 and 2.

При подаче измер емого напр жени Ux(t),When applying the measured voltage Ux (t),

g в нагревателе терморезистивиого преобразовател 1 выдел етс тепло Джоул , под действием которого измен етс величина сопротивг пени его терморезистора, что приводит к изменению коэффициента передачи усилител 5.g in the heater of the thermistor resistance converter 1 produces heat Joule, under the action of which the value of the resistance of its thermistor changes, which leads to a change in the gain of the amplifier 5.

j Выходное напр жение усилител 5 уменьшаетс и по вл етс напр жение на выходе основного усилител 3. Часть выходного сигнала усилител 3 через ограничительный резистор 10 ответвл етс в нагреватель терморезистивного преобразовател 2, где преобразуетс в тепло Джоул , которое приводит к изменению сопротивлени терморезистора, поддержива коэффициент передачи усилител 5 практически неизменным. В установившемс режиме напр же1ше усилител 3 пропорционально действующему значению измер емого напр жени на входе преобразовател . Часть выходного напр жени преобразовател через второй :масиггабный преобразователь 8 поступает наj The output voltage of amplifier 5 decreases and a voltage appears at the output of main amplifier 3. Part of the output signal of amplifier 3 through limiting resistor 10 branches to the heater of the thermal resistance converter 2, where it converts to heat Joule, which leads to a change in resistance of the thermistor, maintaining the gain of the amplifier 5 is almost unchanged. In the steady state mode, the amplifier 3 is proportional to the actual value of the measured voltage at the input of the converter. Part of the output voltage of the converter through the second: the masigubic converter 8 is fed to

Claims

Claim

A linear converter of the effective value of alternating voltage to DC, containing a reference voltage source, is the first and second thermistor converters, each of which consists of two heaters and a thermistor, the main differential operational amplifier, the output of which is connected to the output of the converter and through the limiting a resistor with one of the heaters of the first thermoresistive converter, the other heater of which is connected in parallel with one of the heaters of the second thermor resistive converted zovatelya 30, another heater which via a second limiting resistor connected to the input inverter and first additional differential operational amplifier whose output is connected to a common terminal connected in parallel first and second heaters thermoresistive transducers distinguishes ₅ I that, with In order to increase the sensitivity and accuracy of the conversion, the first and second scale converters and the second additional differential amplifier are introduced into it, einvertiruyuschy input 10 which is connected via a first scale converter to the output of reference voltage source, and its inverting input through a thermistor first thermoresistive inverter connected to a common ₁₅ bus devices and through thermistor second thermoresistive transducer - with its output, inverting and non-inverting inputs of the main amplifier connected to the outputs the second additional amplifier and the reference voltage source, respectively, and the non-inverting and inverting inputs of the first of the additional amplifier are connected to the output of the reference voltage source and, through the second scale converter, to the output of the main amplifier, respectively.