Преобразователь мощности в напряжение постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G01R21/00 

2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что каждый преобразователь напряжения постоянного тока в переменное напряжение содержит модулятор, входы которого непосредственнои через инвертор подключены ко входу преобразователя напряжения постоянного тока в переменное напряжение, а выход и управляющий вход модулятора непосредственно и через формирователь соответственно подключены к выходу и управляющему входу преобразователя напряжения постоянного тока в переменное напряжение.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ мощное ТИ В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО TOiCfi. fno айт. св. 539280, от л и ч а ю:Щ И И С Я тем, что, с целью расширения частотного диапазона1 измерений/ в йего введены два преобраэоватейя напряжения постоянного тока в переменное напряжение, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам первого сумматора и второго блока вычитания, причем выход первого блока вычитания подключен ко входу второго нагревателя первого термоспая термокомпаратора через первый преобразователь напр1яжения постоянного тока в переменное напряжение, а выход второго сумматора подключен ко входу первого нагревателя второго термоспая термокомпаратора через второй преобразователь напряжения постоянного тока в переменное напряжение. (Л 00 4;ib о

, ; 1 . .. , ,

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано для создания точных аналогавых и цифровых измерителей мощности переменного тока.

По основному авт. св. № 539280 известен преобразователь мощности в напряжение.постоянного тока, содержащий источник опорного напряжения, дифференциальный термокомпаратор, два сумматора, два блока вычитания и активный интегратор, при этом два нагревателя термокомпаратора соединены с выходами двух сумматоров, вход одного из которых является входом преобразователя мощности в напряжение постоянного тока, выход термокомпаратора через активный интегратор соединен с выходом преобразователя мощности, вх.оды блоков вычитаний соединены с соответствующими входами сумматоров, вход, одного из них -. . .с выходом источника опорного напряжения, а их выходы подключены ко входам второй п.ары нагревателей термокомпаратора Cij.

Недостатком известного преобразователя мощности является низкая точность преобразования в широком диапазоне,частот, вызванная неидентичностью нагревателей по реактивншл составляющим, в связи с тем, что в .преобразователе два нагревателя подогреваются перемелным.током, а двапостоянным, на .котором, как известно, их остаточные реактивности не появляются..

Цель изобретения - расширение частотного диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь мощности в напрященне постоянного тока введены два преобразователя напряжения постоянного тока в переменное напряжение, управляющие входы которых подключены соотве.тственно к выходам первого сумматора и второго блока вычитания, причем выход первого блока вычитания подключен ко входу второго нагревателя первого термоспая термокомпаратора через первый преобразователь напряжения постоянного тока

Б переменное напряжение, а выход второго сумматора подключен ко входу первого нагревателя второго термоспая термокомпаратора через второй преобразователь напряжения постоянного тока в переменное напряжение.

Кроме того, каждый преобразователь напряжения постоянного тока в переменное напряжение содержит модулятор, входы которого непосредственно и через инвертор подключены ко входу преобразователя, д, выход и управляющий вход модулятора непосредственно и через формирователь соответственно подключены к выходу и управляющему «входу преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя мощности в напряжение постоянного тока.

Преобразователь мощности (ПМ) в напряже.ние постоянного тока содержит дифференциальный термокомпаратор 1 напряжения, состоящий из нагревателей 2-5 и одного чувствительного элемента 6 (дифференциальный полупровод5 никовый термоэлемент), первый 7 и второй 8 сумматоры, первый9 и второй 10 блоки вычитания, активный I интегратор 11, источник 12 опорного напряжения постоянного тока, первый 13 и второй 14 преобразователи напряжения (ПН) постоянного тока в переменное напряжение, состоящие из формирователя 15, усилителя-инвертора 16 и модуля-Тора 17. Первый 2 и вто5 рой 3 нагреватели имеют тепловой контакт с первым торцом полупроводникового элемен.та 6 и образуют совместно с ним первый термоспай термо|Компаратора 1. Третий 4 и четвертый |5 нагрева йели находятся в тепловом контакте с вторым торцом термоэлемента б и образуют совместно с ним второй термоспай термокомпаратора 1.

Выходы нагревателей 2-5 соединены с общей шиной, а их входы сортветстВеНно - с -выходом первого сумматора 7, выходами ПН 13 и 14 и выходом второго блока 10 вычитания. Входы 18 и 19 соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого сумматора 7 и второго блока 10 вычи тания. Выход первого сумматора 7 соединен с управляющим входом перво го 13 ПН, вход которого включен на выход Первого блока 9 вычитания. Выход второго блока 10 вычитания включен на управляющий вход второго 14.ПН, вход которого соединен с выходом второго сумматора 8. Выход интегратора И соединен с выходной шиной 20 и первыми входами первого блока 9 вычитания vi второго суммато ра 8, вторые входы которых соединен с выходом источника 12 опорного напряжения (ИОН) -постоянного тока. Вход ПН 13 и 14 соединен с перв.ым входом модулято|5а 17, а через усили тель-инвертор 16 - с вторым входом этого же модулятора 17. Управляющий вход ПН 13 и 14 через формирователи 15соединен с, управляющими входами модуляторов 17. . Преобразователь напряжения работает следующим образом. В исходном сос-тоянии, когда и 0,( 0 (т.е. вход|1ые сигналы отсут ствуют.) ,UQ,,,10ж.e отсутствует(Ug(,,0) напряжение Е с выхода источника опорного напряжения 12 через сумматор 8 И блок 9 вычитания поступает соответственно на вхдды преобразователей 13-14 напряжения. При отсутствии входных сигналов - и i выходной сигнал формирователей 15 устанавливает модулятор 17 в положе ние 2 и опорное напряж4ние Е с выхода источника 12 опорного напряжения через блок ,9 вычитания и сумматор 10 поступает, на нагреватели 3 . и 4, выводя термоспаи чувствительного элемента 6 компаратора 1 на рабочую точку вольт-амперных характеристик (ВАК), где чувствительность оптимальна. Таким образом, Е0 поддерживает температуры рабочих спаев термокомпаратора 1 постоянным и равными, вследствие чего Uej,,, При подаче на вход 18 измеряемого сигнала -U и на вход 19 измерявмого сигнала ijj , мощность которых необходимо определить, они псгступают соответственно на вход сумматора 7 и блока 10 вычитания. Следователь /но, на нагреватель 2 поступает сумма сигналов (Uy+iy), а на нагреватель 5 их разность ( iy), что вызывает изменение температуры торцов термоэлемента 6, в результате на его выходе появляется разность термо-ЭДСЛЕ, которая усиливается интегратором 11 до значения зыу/ пропорционального измеряемой мощности Р. Выходное напряжение поступает на выходную шину 20 ПМ и на вход сумматора 8 и блока 9 вычитания. Выходные сигналы этих блоков пропорциональные () и (,,,) соответственно через преобразователь 13 и 14 напряжения постоянного тока в переменное изменяют температуру нагревателей 3 и 4 таким образом, чтобы результирующая температура торцов термоэлемента 6 оставалась постоянной. При появлении на выходах сумматора 7- и блока 10 вычитания переменного напряжения (тока) формирователь 15, ПН 13 И 14 формируют прямоугольные управляющие импульсы, которые поступают на управляющие входы модуляторов 17, вследствие чего их ключи коммутируются ч астотой равной частоте входных сигналов О и iy . В зависимости от положения ключей модулятора на его выходе появляется нап.ряжение, поступающее на вход ПН 13 и 14 или напряжение, инвертированное усилителем-инвертором 16. На вы.хо- . дах ПН 13 и 14 формируется переменное напряжение,-действующее значение которого равно постоянному напряжению, поступающему-на их входы. Так как на все нагреватели 2-5 поступает переменное напряжение, то происходит выравнивание их характеристик и термоспаев элемента в термокомпараторе 1 при изменении частоты входных сигналов и j и i, поскольку на частотную погрешность ПМ в этом случае влияют не остаточные реактивности нагревателей и термоспаев термокомп-аратора 1, а только их разность, Которую можно сделать пренебрежимо алой, в результате чего возможно расширение частотного диапазона измерений.