Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1986 года по МПК H02M7/217 G01R19/22 

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может служить для преобразования амплитудного значения изменяющегося входного периодического напряжения в ное выходное в тех случаях, когда информация о выходной величине измеряется в заданном интервале времени.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности.

На фиг. I приведена принципиальная схема измерительного преобразования; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя при подаче на его вход периодического синусо- идального напряжения; на фиг. 3 - то же, при подаче на его вход периодического прямоугольного напряжения с паузой на нуле..

Преобразователь (фиг. 1) содержит выпрямители 1 и 2, подключенные к выводам вторичной обмотки трансформатора 3, первичная обмотка которого образует входные выводы. Средний вывод вторичной обмотки образует первый выходной вывод 4, к которому подключен конденсатор 5 фильтра. Свободный вывод конденсатора образует второй выходной вывод 6. Источник 7 постоянного напряжения включен между выводом 4 и первым входом 8 резистор- ного сумматора 9, вторым входом 10 соединенного с выходом вьтрямителя 2 Выход сумматора 9 подключен к управляющему входу электронного ключа 11, с первым силовым выводом, подключенным через разрядный резистор 12 к выводу 6 и вторым СИЗОВЫМ выводом, подключенным к выводу 4,

Для обеспечения возможности преоб- разпвания периодического прямоугольного напряжения, имеющего паузу на нуле или фронт нарастания или спада импульса, и подавления импульсной помехи между выходом выпрямителя 1 и выводом 6 включается резистор 13.

Работа преобразователя напряжения может быть рассмотрена с помощью временных диаграмм (фиг. 2).

. При включении преобразователя на транс4)орматор 3 подается, например, синусоидальное напряжение (кривая. 4 на диаграмме сь) трансформатор 3 преобразует это напряжение в два одинаковых напряжения, противоположных (кривые 15 и 16), которые поступают на двухполупериодные выпря

мители 1 и 2. В момент включения to напряжение с выхода выпрямителя 1 начинает заряжать сглаживающий конденсатор 5, и за время от tg до t (диаграмма 2. ) заряжает его до амплитудного значения напряжения U. С выхода выпрямителя 2 пульсирующее напряжение поступает на вход 10 резис- торного cy f aтopa 9, на вход 8 которого подается напряжение с источни- , ка постоянного напряжения 7 (диаграмма б) . В результате на выходе резис- торного сумматора 9 появляется напря- жение (диаграмма Ь), которое управля- 5 ет работой электронного ключа 11. В момент времени tj , когда напряжение на управляющем входе электронного ключа 1 становится положительным, он открывается. При этом по цепи разрядный резистор 12 - открытый электронный ключ 11 начинается разряд сглалсивающего конденсатора 5с постоянной времени tpQjhfRC.

0

5

0

5

Разряд продолжается до момента времени tg, когда напряжение на управляющем входе электрбнного ключа 11 становится отрицательным и последний закрывается (диаграмма З). За время сглаживающий конденсатор 5 успевает разрядится на величину ли (диаграмма 2)- После закрытия электронного ключа 11 в течение времени , напряжение на сглаживающем конденсаторе 5 остается равным напряжению U- dU.,В момент времени tj напряжение на выходе выпрямителя 1 становится равным напряжению U - uU, и сглаживающий конденсатор 15 вновь заряжается до амплитудного

0 значения напряжения U за время til- (диаграмма г). Далее процесс повторяется, и время разряда .сглаживающего Конденсатора 5 зависит от величины входного напряжения.

5 .

Рассмотренная схема преобразователя напряжения не позволяет использовать ее для преобразования прямо угольных периодических импульсных

0 напряжений с паузой на нуле. Введение в схему преобразователя напряжения резистора 13 устраняет этот недостаток и, кроме того, способствует подавлению импульсных помех. В

5 этом случае работа преобразователя напряжения может быть рассмотрена с помощью временных диаграмм, изображенных на фиг. 3.

3

При включении преобразователя напряжения в момент времени t в на трансформатор 3 подается импульсное прямоугольное периодическое напря- жение с паузой на нуле (кривая 17 . на диаграмме Я), которое преобразуется в два одинаковых, но противоположных по фазе напряжения (кривые 18 и 19 на диаграмме ft ), и поступает на двухполупериодные выпрямители 1 и 2. В момент времени t о напряжение, с выхода вьтрямителя 1 начинает заряжать сглаживающий конденсатор 5 с постоянной времени Тзар R .e до амплитудного значения напряжения и за время to-t (диаграмма l), С выхода выпрямителя 2 выпрямленное импульсное напряжение поступает на вход ,10 резисторного сумматора 9, на вход 8 которого подается напряжение источника 7 постоянного напряжения (диаграмма б). В результате на выходе резисторного сумматора 9 появляется напряжение (диаграмма &), которое управляет работой электронного ключа 11. В момент времени Ъ) напряжение на управляющем входе злектронного ключа 11 становится положительным, и он открывается (диаграмма 3). При зтом через него начинает разряжаться сглаживающий конденсатор 5 с постоянной вре- ме.ни Lpaip R-C (диаграмма г). Разряд продолжается до момента времени t, когда напряжение на управляющем входе электронного ключа 11 становится отрицательным и последний закрывается. Сглаживающий конденсатор 5 разряжается за время t на величину ли. Далее процесс вновь повторяется, и амплитуда выходного сигнала зависит от величины входного напряжения.

Информацию о величине амплитуды входного сигнала целесообразно снимать каждые полпериода перед началом разряда сглаживающего конденсатора 5 (например, на диаграмме 2 момент времени t - tz.).

43073

Импульсные помехи, присутствующие во входном сигнале, имея малую длительность и большую амплитуду, могут влиять на амплитудное значение выход- 5 ного сигнала, В данной схеме производится интегрирование таких помех и их влияние на амплитудное значение выходного напряжения значительно ослабляется. 10

, Фор мула изобретения

ч

1. Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, 15 содержащий фазорасщепитель в виде трансформатора, первичная обмотка которого образует входные выводы, а вторичная выполнена со средним выводом, образующим первый выходной вы- 20 вод, к которому одним выводом подключен ко.нденсатор фильтра, другой вывод которого образует второй выход- ной вывод, а также четыре вьтрями тельных диода, отличающий- 25 с я тем, что, с целью повьппения

. быстродействия и точности,дополнительно введены источник постоянного напряжения, резисторный сумматор и элек- тронньй ключ, управляющий вход кото- 30 рого подключен к вьпсоду сумматора, первьв силовой вывод подключен через введенный разрядньй резистор к второму выходному выводу, а второй силовой вывод - к первому выходному вы- 2 воду и одному выводу источника пос- тоянного напряжения, другой вывод которого подключен к первому входу - резисторного сумматора, вторым входом соединенного с объединенными 40 анодами первого выпрямителя, катоды которых подключень к соответствующим выводам вторичной обмотки трансформатора и к анодам диодов второго выпрямителя, объединенные катоды 45 которых подключены к второму .выводу. 2. Преобразователь по п. 1, о т- личаюЩийся тем, что между объединенными катодами второго выпрямителя и вторым выходным выводом включен резистор.

OJtef./

фиг.З

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для преобразования амплитудного значения изменяющегося входного периодического напряжения в постоянное выходное в заданном интервале времени. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Измерительный преобразователь содержит выпрямители 1, 2, подключенные к вторичной обмотке трансформатора 3, конденсатор 5 фильтра, источник 7 постоянного напряжения. резисторный сумматор (РС) 9 и после- довательнзта цепь из резистора 12 и транзистора 11, включенную параллельно выходу выпрямителя 1 и конденсатору 5. Источник 7 включен между одним выходным выводом 4, образованным средним выводом вторичной обмотки трансформатора 3 и входом 8 PC 9. Вход 10 PC 9 соединен с вых одом вы- прямителя 2. Выход PC 9 соединен с базой транзистора 11, выполняющего роль электронного ключа. Введение источника 7 постоянного напряжения, PC 9 и электронного ключа II ослабляет влияние импульсных помех на амплитудное значение.выходного напряжения за счет их интегрирования в схеме устройства. Быстродействие повышается за счет обеспечения зависимости времени разряда конденсатора 5 от величины входного напряжения. Введение в выходную цепь вьтря- мителя 1 резистора 13 позволяет преобразовывать прямоугольные периодические импульсы напряжений с паузой на нуле. 1 з.п. ф-лы, 3 ил; с (Л N3 4 СО о | Од фи.,1

Редактор Н, Яцола

Составитель Е, Мельникова

Техред Д.Олейник . Корректор А. Обручар

Заказ 3714/54Тираж 63 Подписное

ВНИИГГИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4