SU991319A1

SU991319A1 - Converter of ac to dc voltage effective value

Info

Publication number: SU991319A1
Application number: SU813267785A
Authority: SU
Inventors: Степан Алексеевич Андрусяк; Василий Иванович Матвиив
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6237
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1983-01-23

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в точных аналоговых и цифровых измерительных преобразовател х переменного напр жени инфранизких частот.The invention relates to a measurement technique and can be used in accurate analog and digital measuring transducers of alternating voltage of infra-low frequencies.

- Известен измерительный преобразователь переменного напр жени произвольной формы в посто нное по уровню действующего значени , содержащий сигнальный термопреобразователь, нагреватель которого одним из выводов подсоединен через конденсатор к входной шине устройства, компенсаци-. онный термопреобразователь (ТП), усилитель посто нного тока, к входу которого подсоединены последовательно встречно включенные выходы ТП, источник напр жени посто нного то .ка, последовательно соединенные квадратор , сумматор и корнеизвлекающий блок, причем вход квадратора соединен с выходом усилител , второй вход сумматора подсоединен к источнику напр жени посто нного тока, выхоа. сумматора соединен с входом:; корнеизвлекающего блока, выход которого включен на нагреватель сигнального ТП, а нагреватель компенсационного ТП через последовательно соединенный- A measuring transducer of an alternating voltage of arbitrary shape to a constant with respect to the level of the effective value is known, which contains a signal thermocouple, the heater of which is connected to the input bus of the device through a capacitor, compensated by a capacitor. an on-line thermoconverter (TP), a DC amplifier, to the input of which are connected series-connected outputs of a TP, a voltage source of a constant current, a series-connected quadr, an adder and a root-extracting unit, the quadrant input connected to the output of the amplifier, the second input of the adder connected to a DC voltage source, output. adder connected to the input :; of the root-extracting unit, the output of which is connected to the heater of the signal TP, and the heater of the compensation TP via the series-connected

с ним резистор подключен к источнику напр жени посто нного тока,второй вывод сигнального ТПtподсоединен к второй входной шине устройства Cl}.with it, a resistor is connected to a dc voltage source, the second output of the signal tpt is connected to the second input bus of the device Cl}.

Недостатком такого преобразовател вл етс значительна сложность и нелинейность преобразовани .The disadvantage of such a converter is the considerable complexity and non-linearity of the conversion.

Наиболее близким по технической сущности вл етс измерительный пре10 образователь переменного напр жени в посто нное по уровню действующего значени , содержащий два термопреобразовател , дифференциальный операционный усилитель и два резистора, The closest in technical essence is a measuring transformer of an alternating voltage into a constant in terms of effective value, containing two thermal converters, a differential operational amplifier and two resistors,

15 причем нагреватель первого ТП через первый резистор соединен с входной шиной, нагреватель второго ТП через второй резистор включен в цепь обратной св зи дифференциального опе20 рационного усилител , а термопары обоих ТП первыми одноименными выводг1ми соединены с входами усилител , а вторыми - между собой 2,15 wherein the heater of the first transformer is connected to the input bus through the first resistor, the heater of the second transformer is connected to the feedback circuit of the differential operational amplifier through the second resistor, and the thermocouples of both transformers are connected to the amplifier inputs and the second to each other 2,

Недостатком этого устройства Disadvantage of this device

25 вл етс низка точность преобразовани переменного напр жени в посто нное в области инфранизких час- . тот из-за ухудшени на этих частотах интегрирующих свойств первого ТП и 25 is the low accuracy of converting a variable voltage to a constant in the region of the infra-low frequency. due to the deterioration at these frequencies of the integrating properties of the first TP and

30 по влению переменной составл ющей двойной частоты на выходе преобразо вател . Цель изобретени - повышение точности преобразовател в области инфранизких . Поставленна ;цель достигаетс тем, что в преобразователь действую щего значени напр жени переменног тока в посто нное, содержащий два термопреобразовател , нагреватель первого из КОТОР1ЫХ включен между общей шиной и через первый резистор входной шиной, первый вывод нагрева тел второго термопреобразовател через второй резИстор соединен с вы ходом операционного усилител и выходной шиной, а первые одноименные выводы термопар обоих термопреобразователей объединены, дополнительно введены два интегратора, элемент сравнени , ключ,; запоминающее устройство , формирователь периода и блок управлени , причем входна шин через формирователь периода соедине на с входом блока управлени , выход которого соединены с управл ющими входами интегратора и ключа, входы интеграторов соединены с вторыми одноименными выводами термопар обои термопреобразова елей, а рыходы - с входами элемента; сравнени , выход котЬрого через последовательно соединенные ключ и запоминающее устрой ство подключен к| входу операционног Усилител , а объединенные выводы те мопар и второй вывод нагревател второго термопреЬбразовател соединены с общей шиной, На чертеже представлена блок-схе преобразовател Действующего значени переменного напр жени в посто нное . Преобразовате|1ь содержит резисто 1, включенный Metoy входной шиной и одним из ВЫВОД0В нагревател термо преобразовател |(ТП) 2, другой вывод которого соединей с общей шиной, термопреобразова ель (ТП) 3, формирователь 4 перио|(а, вход которого соединен с входнбй шиной,.а выход с входом блока 5 управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом интег|)атора б, второй выход - с управл ющим входом интегратора 7, выходы обоих инте:граторов соединены с входами элемента 8 сравнени , выход которого.через соединенные последовательно ключ 9, запоминающее устройство 10 и операционный усилитель 11I подключен к выходной шине и через I резистор 12 - к одному выводу нагревател термопреобра зовател . 3, другфй вывод которого соединен с общей.111шной, управл ющий вход ключа 9 coe itинeн с третьим выходом блока 5 управлени , первые одноименные вывод)1ы термопар термопреобразователей 2 и 3 соединены с общей шиной, а вторые - с входами интеграторов 6 и 7 соответственно. Преобразователь действующего значени .переменного напр жени в посто нное работает следующим образом . Входное напр жение Ux(t) инфранизкой частоты через резистор i поступает на вход нагревател ТП 2 и на вход формировател 4 периода. Последний формирует пр моугольные импульсы, частота которых равна частоте входного напр жени Uj((t). Выходные импульсы формировател 4 поступают на вход блока 5 управлени ,, который формирует управл ющие импульсы дл интеграторов.6, 7 и ключа 9. При поступлении управл ющего импульса на управл ющий вход интегратора б происходит интегрирование выходного напр жени ТП 2. Выходное напр жение U интегратора б в конце интервала интегрировани равно -1 1 . KI U(t)dt, (4) о где К - коэффициент передачи интеграт ора б; t, - врем интегрировани , равное периоду входного сигнала , т.е. t Uy(t) - измер емое входное напр жение . Через полпериода входного сигнала блок 5 управлени формирует импульс,ы управленид., интегратором 7 длительностью При работе преобразовател в следующем режиме блок 5 управлени формирует импульсы дл управлени интегратором 7 в начале интегрировани интегратором б. При этом корректировка интервала tg происходит через каждые полпериода входного сигнала. В конце каждого интервала t выходное напр жение U/j интегратора 7 равно . 4,/(t)dt, U2 К где К - коэффициент передачи интегратора 7; выходное напр жение усилител 11. После каждого интервала tj элемент 8 сравнени сравнивает выход- . ные напр жени интеграторов б и 7 между собой. В зависимости от знака неравенства выходных напр жений U.| и Uj интеграторов б и 7 элемент 8 сравнени через ключ 9, который на врем.ч сравнени и, и Ug находитс в замкнутом состо нии, зар жает или разр жает запоминающее устройство 10. Напр жение с выхода запоминающего устройства 10 через усилитель 11 поступает на выходную шину, а часть его через резистор 12 прикладываетс 30 The appearance of a variable double frequency component at the output of the transducer. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter in the field of infra-low. The goal is achieved by the fact that in the converter of the effective value of alternating current voltage to constant, containing two thermal converters, the heater of the first of KOTOR1YX is connected between the common bus and through the first resistor by the input bus, the first heat output of the bodies of the second thermoconverter is connected through the second resistor the output of the operational amplifier and the output bus, and the first thermocouple terminals of the same name of both thermocouples are combined, two integrators, the comparison element, the key, are additionally introduced; a memory device, a period former and a control unit, the input bus through the period former connected to the input of the control unit, the output of which is connected to the control inputs of the integrator and the key, the inputs of the integrator are connected to the second thermocouples of the same name, and the terminals to the inputs an item; comparison, the output of which is through a serially connected key and storage device is connected to | the input of the operational amplifier, and the combined terminals of the temopar and the second output of the heater of the second thermoconverter are connected to the common bus. The drawing shows the block diagram of the converter The actual value of the alternating voltage to constant. The transducer | 1b contains a resistor 1, which is turned on by the Metoy input bus and one of the OUTPUT0B heaters of the thermal converter | (TP) 2, the other output of which is connected to the common bus, the thermal conversion cone spruce (TP) 3, the former 4 (| whose input is connected to input bus, and the output with the input of the control unit 5, the first output of which is connected to the control input of the integrator | b, the second output - to the control input of the integrator 7, the outputs of both interants are connected to the inputs of the comparison element 8, the output of which via key 9 connected in series, per The reminder device 10 and the operational amplifier 11I are connected to the output bus and, through I resistor 12, to the single output terminal of the heater heater. 3, the other output of which is connected to the common 1111, the control input of the key 9 coe it is connected to the third output of the control unit 5, the first output of the same name 1 thermocouple thermocouple converters 2 and 3 are connected to the common bus, and the second to the inputs of the integrators 6 and 7, respectively . The converter of the effective value of the alternating voltage to the constant operates as follows. The input voltage Ux (t) of the infra-low frequency through the resistor i is fed to the input of the heater TP 2 and to the input of the shaper 4 periods. The latter forms rectangular pulses whose frequency is equal to the input voltage frequency Uj ((t). The output pulses of the driver 4 are fed to the input of the control unit 5, which generates control pulses for the integrators.6, 7 and key 9. Upon receipt of the control pulse to the control input of integrator b integrates the output voltage of the TP 2. The output voltage U of the integrator b at the end of the integration interval is -1 1. KI U (t) dt, (4) о where K is the transmission coefficient of the integrat b; t, is the integration time equal to the period the input signal, i.e., t Uy (t) is the measured input voltage. Through the half-period of the input signal, control unit 5 generates a pulse, control unit, integrator 7, duration When the converter operates in the following mode, control unit 5 generates pulses for control the integrator 7 at the beginning of the integration by the integrator B. The adjustment of the interval tg occurs every half-period of the input signal.At the end of each interval t, the output voltage U / j of the integrator 7 is equal. 4, / (t) dt, U2 K where K is the transfer coefficient of the integrator 7; the output voltage of the amplifier 11. After each interval tj, the comparison element 8 compares the output -. the voltage of the integrators b and 7 between them. Depending on the sign of the inequality of the output voltages U. | and Uj of integrators b and 7, the comparison element 8 through the switch 9, which for the time of comparison and, and Ug is in the closed state, charges or discharges the storage device 10. The voltage from the output of the storage device 10 through the amplifier 11 is fed to the output bus, and part of it through the resistor 12 is applied

ТП 3, увеличива его ех пор, пока выходные и .U2 интеграторов б равными между собой, При этом очевидно,TP 3, increasing its ex pore until the weekend and .U2 integrators are equal to each other, It is obvious

trtr

L,(t)dt 46)L, (t) dt 46)

(t)dt(t) dt

(7)(7)

оabout

При соответствующем выборе коэффициентов передачи интеграторов б и 7 и времени их интегрировани ,т.е.: With an appropriate choice of the transfer coefficients of integrators b and 7 and the time of their integration, i.e .:

к: Г к, т/to: G to, t /

п и 111. п получим что 1 - П n and 111. n we get that 1 - n

цc

ТпTp

Но . Из выражени (8) следует, что вы:ходное напр жение Ug,, равно действующему значению переменного напр жени OjcCt) инфраниэкой частоты. Использование новых элементов в преобразователе действующего«значени переменного напр жени в посто нное позволит умены}ить погрешность преобразовани переменных напр жений инфранизких частот и сущест венно расширить диапазон частот .входных напр жений, дл преобразовани которых используютс термопреобразователи .But From the expression (8) it follows that you: the input voltage Ug ,, is equal to the effective value of the alternating voltage OjcCt) of the frequency of the infinity. The use of new elements in the transducer of the actual "alternating voltage to constant value" will allow the skill to transform the error of the variable voltages of the infra-low frequencies and significantly expand the frequency range of the input voltages for which thermal converters are used.

Claims

Claims of the Inverter Actual Value of AC Voltage to

A constant containing two thermal converters, the heater of the first of which is connected between the common bus and through the first input bus resistor, the first output of the heater of the second thermal converter is connected through the second resistor to the output of the operational amplifier and the output bus, and the first thermocouples of the same name from both thermocouples

combined, characterized in that, in order to improve the accuracy of the converter in the field of infra-low frequencies, two integrators were additionally introduced in it, the element

comparison, a key, a memory device, a shaper of the period and a control unit, the input bus being connected to the input of the control unit through the shaper of the period, the outputs

which are connected to the control inputs of the integrators and the key, the inputs of the integrators are connected to the second thermocouple terminals of both thermocouples, and the outputs to

the inputs of the comparison element, the output of which is connected to the input of the operational amplifier through the series-connected switch and memory, and the combined terminals of the thermocouple and the second output of the heater of the second thermal converter are connected to the common bus.

Sources of information taken into consideration in the examination at examination 1. USSR author's certificate 620904, cl. G 01 R 19 / 22,25,08.78,

2. US patent W 3143708., class 324-106,1964.