SU866489A1 - Измеритель отношени переменных напр жений - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использо вано дл  измерени  коэффициента передачи различных устройств на переменном токе. Известен измеритель отношени  переменных напр жений, содержащий два синхронных коммутатора на входе и выходе усилител  с автоматнческим регул тором усилени  (АРУ) и устройством запоминани  регулирующего напр жени , детектор сигнала отнощени  и синхронизатор D-). Недостатком этого измерител   вл етс  значительна  погрешность измерени , обусловленна  неидентичностью и нелинейностью вольтамперных характеристик детекторов , неточностью установки коэффициента передачи усилител    поддержани  напр жени  регулировани  на его регулирующем входе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс   змери тель отношени  переменных напр жений, содержащий коммутатор входных сигналов, выход которого соединен через сумматор и усилитель с регул тором усилени  с измерителем отношени  посто нных напр жений , состо щим из последовательно соединенных фильтра посто нных напр жений, аналого-4шфрового преоб; азовател  и вычислител  отношени  кодов, и с автоматическим регул тором усилеии , состо щим из последовательно соединенных фильтрю переменных напр жений, детектора и элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени  и через дел1тель посто нного напр жени  с сумматорюм, а выход элемента сравнени  через усилитель обратной св зи соедииен с регулирующим входом усилител  с регул тором усилени , синхронизатор, соединенный с управл ющи- ми входами коммутатора, аналого-цифрового преобразовател  в вычислителе oi ношени  кодов
2. 2. Устройству присуща погрешность обусловленна  нето шостью установки коэф4н1Ш1ента передачи )( усилител  обратного пропорциональным входному перемен- ному напр жению U. вследствие того, что дл  установлени  определенного коэ4кфициента передачи усип гел  на его вход (управл ющий) необходима подача напр жени  регулировани , которое вырабатываетс  схемой сравнени . Это напр  женке й на выходе схемы сравнени ,  влпошеес  напр жением ошибки, зависит от входного напр жени  (} и определ етс  отличием коэффициента передачи flj(. усилител  от идеального К. Величина этой погрешности зависит от величины входного напр жени  и коэффициента передачи усилител  обратной св зи Цель изобретени  - уменьшение погреш ности измерени , обусловленной неточностью установки коэффициента передачи усилител . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель отношени  переменных напр жений, содержащий последовательно соединенные коммутатор входных сигналов , сумматор, другой вход которого подключен .к выходу делител  посто нного напр жени , усилитель к выхоадг которого подключены измеритель отношени  посто нных напр жений, содержащий последовательно соединенные фильтр посто нных напр жений , аналого-цифровой преобразователь и вычислитель отношени  кодов, и автоматический регул$ггор усилени , содер жащий последовательно включеиные фильтр переменных напр жений, детектор и элемент сравнени , к другому входу которого подключен источник опорного напр жени , выход элемента сравнени  через усилитель обратной св зи подключеи к регулирук пему входу усилител , синхрониза тор, выходы которого подключены к управл ющим входам коммутатора,аналогоцифрового преобразовател  и вычислител  отношени  кодов, введен блок вычитани , входы которого подключены к выходам элемента сравнени  и источника опорного напр жени , а выход - ко входу делител  постчмнного иапр жеии . На чертеже приведена структурна  схема  эмерител отношений переменных на пр жений. Измеритель отношени  переменных напр жений содержит коммутатор 1 Еход:1ых сигналов. Делитель 2 посто нного напр жени , сумматор 3, усилитель 4 с регул  тором усилени , фильтр 5 переменных на-  р женнй, детектор 6, элемент 7 сравнёН1Я . усилитель 8 обратной св зи, источни 9 опорного напр жени , блок 10 вычитан  , фильтр 11 посто нных напр жений, аналого-1дифровой преобразователь 12, вы 13 отношени  кодов, синхроничислитель атор 14. коммутатора 1 через последоВыход вательно соединенные сумматор 3 и усиитель 4 соединен с входом альтра 5 переменных напр жений, выход фильтра 5 соединен через детектор 6 с одним Из входов элемента 7 сравнени , другой вход которого соединен с источником 9 опорного напр жени  и через блок 10 вычитани , другой вход которого соединён с выходом элемента 7 сравнени , со входом елител  2, ыдход делител  2 соединен с ругим входом сумматора
3. 3. Вход фильтра 11 посто нных напр жений соединен с выходом усилител  4, а выход его через аналого-шг()фовой преобразователь 12 с вычислителем 13 отношени  кодов. Синхрониза-юр 14 соединен с управл ющими входами коммутатора 1, аналого-4ш)чх вого преобразовател  12 и вычислител  13. Устройство работает следуюпшм образом . Исследуемые напр жени  U и Un при помощи коммутатора 1 поочередно подключаютс  к одному из входов сумматора 3, одновременно на другой вход сумматора 3 через делитель 2 посто нного на р женн , подаетс  напр жение от блока 10 вычитани . Сигнал переменного напр жени  и. и посто нного напр жени  Un о&ьединенные в сумматоре 3 поступают в усилитель 4. с выхода усилител  4 усиленный сигнал раздел етс , т.е. переменна  составл юща  снгиала поступает через фильтр 5 на детектор 6, а посто нна  составл юща  фильтр 11 на аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 12. С выхода детектора 6 выпр мленное Hanpsiженве Ыд подаетс  на элемент 7 сравнени , где сравниваетс  с напр$1Жёш1ем EQ источника 9 опорного напр жени , а на1 р жеиие с выхода элемента 7 сравнени , усиленное усилителем 8 обратной св зи поступает на регулирующий вход усилител 
4. 4. Это напр жение устанавливает коэ4н фипиент передачи i- усилител  4 обратно пропорциональный входному переменному напр жению, таю как (Ь- сравниваетс  с посто нной величиной Е и поддерживаетс  (в идеальном случае) неизменным . Следовательно, дл  случа  поочередноГО подключени  U и J . 0 где k и К соответствующие коэффиенты передачи усилител  . 4, отсюда U.L k Ua 1 Так как в усилителе 4 одновременно сигналами U. усиливаетс  сигнал опорно Up которое го посто нного напр жени  подаетс  на вход сумматора 3, то на вы ходе фильтра 11 в моменты времени со ответствующие подаче на устройство сиги OQ получим налов }. учитыва  (4) и (5), получаем ik U/1 К-, 01 Так как (Ур . и (у поочер)едно поступают на аналого- иф ювой преобразователь 12, где преобразуютс  в икфровые коды, то отношение кодов, вычисленное в вычислителе 13 отношени  кодов будет обратно пропорциональным отношению исследуемых напр жений. Синхронизатор 14 предназначен дл  синхронизации работы коммутатора 1, преобразовател  12 и вычислител  13. На выходе элемента 7 сравнени  присутствует напр жение регулировани  равное A..UA-EO, где Од - - напр жение на выходе детектора 6, и  вл ющеес  источником погрешности вследствии неточности поддержани  ид посто нным и равным Е , при этом , где л ид напр жение регулировани  на вы ходе элемента 7,так как дл  идеального регулировани  а Л отклонение Уд от идеального. Выражением (8) черюз , получаем i( Oi J 0 liAS- (9) отсюда u. .(10) Тогда, напр жение на выходе блока Ю вычитани  равно и Ео-Ц-Л - Так как посто нное напр жение на выхо« де фильтра отличаетс  от посто нного в пр жени  присущего идеальному телю, то погрешность его определ етс  какм и где и,.)()КА напр жение на выходе фильтра ГГ дл  реального измерител , K0i дл  идеального, у которого 4 К О, КА коэффициент передачи делител  2 напр жений , следовательно ( ) Отсюда погрешность измерени  предлагаемого устройства будет равна сЛ.,-) 1 Из выражени  (14) К1дно, что погрешность измерени  предлагаемого устройства, обусловленна  неточностью установки коэффициента передачи Ki усилител  4 иа пор док меньше погрешности известного устройства, погрешность которого представлена выражением / с() Формула изобретени  Измеритель отношени  переменных напр жений , содержащий последовательно соединенные коммутатор входных сигналов , сумматор, другой вход которого подключен к выходу делител  посто нного напр жени , усилитель к выходу которого подключены измеритель отношени  посто нных напр жений, содержащий последовательно соединенные фильтр посто нных напр жений, аналого-циф вой преобразователь и шлчислитель отношени  коДОВ ) и автоматический регул тор усилени  i содержащий последовательно включенные фильтр переменных напр жений, детектор , и элемент сравнени , к другому входу которого Подключен источник опор- ного напр жени , выход элемента сравнени  через усилитель обратной св зи подключен к регулирукнпему входу усилител , синхронизатор, выходы которого подклк чены к управл ющим входам коммутаторе, анало1х -аифрового преобразовател  и вычислител  отношени  кодов, о т л и ч л « ю ш н и с   тем, что, с аелыо уменышенив погрешности намерени , обусловленный неточностью установки коэффициента

   передачи усилител  в него введен блок вычитани , входы которого подключены к выходам элемента сравнени  и источника опорного напр жени , а выход - ко входу делител  посто нного напр жени .

   Источники информации, прин тые во внимание при эксЬертизе

   -О

   1, Жилинскас F П. Измерители отношени  и их применение в радиоизмери- тельной технике. М., Советское радио , 1975, с. 115, рис. 4-19. 52. Авторское свидетельство СССР по

   за вке № 2549083/18-21, кл. G 01 R 19/1О, 22.06.78 (прототип).

   ю