Пребразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное напряжение Советский патент 1986 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании аналоговых и цифровьпс вольтметров переменного тока.

Цель изобретения - повышение точности преобразования при мальпс уровнях входного напряжения за счет устранения погрешности, связанной с протеканием тока через неполностью от- крытый диод.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя .

Преобразователь действующего зна- чения переменного напряжения содержит множительно-делительный блок 1, фильтр 2 низких частот, сумматор 3, источник 4 опорного напряжения и блок 5 сравнения напряжений, содержа щий операционный усилитель 6, вентиль 7 и делитель 8 напряжения.

Оба входа сомножителей множитель- но-делительного блока 1 соединены с входной шиной преобразователя, а вход делителя - с выходом сумматора 3, вход фильтра 2 низких частот подключен к выходу множительно-де- лительного блока 1, а выход - к выходной шине преобразователя и входу сумматора 3, другой вход которого соединен с выходом делителя 8 напряжения; Инвертирующий вход операционного усилителя 6 соединен с выход- ной шиной преобразователя, неинвер- тирующий вход - с выходом источника 4, а выход - с входом делителя 8 напряжения через включенньй в прямом направлении относительно полярности напряжения U источника 4. Вен- тиль 7 выполнен, например, в виде полупроводникового диода.

Преобразователь работает следующим образом.

На неинвертирующий вход операцион кого усилителя 6 подается постоянное однополярное с выходным напряжение Uj , а на его инвертирующий вход - выходное напряжение преобразователя V, Рассмотрим работу схемы при малых значениях входного напряжения когда Ug(,,j( и . В этом случае выходное напряжение операционного усилителя 6 через открытый вентиль 7 постпает на вход делителя 8 напряжения. Постоянное напряжение U, с выхода делителя 8 напряжения и выходное напряжение преобразователя . поступают

на входы сумматора 3. В результате на вход делителя множительно-делитель ного блока 1 подается сумма напряжений и Ug . На оба входа сомножителей множительно-делительного блока 1 подается входное напряжение U. . В результате напряжение на выходе множительно-делительного блока 1 равно

О

,, m

где ш - постоянный коэффициент.

Фильтр 2 низких частот усредняет напряжение U , следовательно, постоянное напряжение на его выходе, являющееся выходным напряжением преобразователя , можно представить в виде

т 22

П ™-lS f jf. . Т J и...+иГ U.+U;

с ьыг

и

где п - коэффициент передачи фильтра нижних частот для постоянного нашряжения; и - действующее значение входного напряжения U,.. .

РЛ

Полученное выражение можно преобразовать и представить в виде:

где

..,г - -1 Чш-п const.

+

а так как при Ug 0 выходное напряжение преобразователя должно быть равно нулю независимо от величины напряжения и, , то отрицательный корень не имеет смысла.

Вентиль 7 включен в схему таким образом, что если постоянное напряжение и... превыщает по абсолютной верСЯлf

личине напряжение и„, то напряжение на выходе операционного усилителя 6 запирает вентиль 7. В результате делитель 8 напряжения обесточивается,. а его выходное напряжение становится равньм нулю. В этом случае с выхода сумматора 3 на вход делителя множительно-делительного устройства 1 поступает только выходное напряжение преобразователя, которое согласно (1) при Ug 0 составит

«.Г с (2)

Изменение прямого сопротивления вентиля 7 не влияет на напряжение, v поступающее на вход делителя множительно-делительного блока 1, потому что последовательно с вентилем 7 включен делитель 8 напряжения, причем входное сопротивление делителя более, чем на порядок превышает прямое сопротивление вентиля.

Операционный усилитель 6 позволяет преобразователю устойчиво работать при постоянном напряжении вспомогательного источника 4 U порядка нескольких милливольт и, соответственно, отключать этот источник при выходном напряжении преобразователя Uj также порядка нескольких милливольт. В результате предложенный преобразователь может успешно работать при малых значениях выходных напряжений, сохраняя при этом такую же высокую линейность характеристики, как и при больших выходных напряжениях. Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоРедактор М.Келемеш

Составитель С.Кабиков

Техред М.Ходанич Корректор И.Эрдейи

Заказ 4404/40 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ 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

янное напряжение, содержащий множи- тельно-делйтельный блок, оба входа сомножителей которого соединены с входной шиной преобразователя, ис-

точник опорного напряжения, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу множительно-делитель- ного блока, а вьпсод - к выходной шине преобразователя, и вентиль, о тличающийся тем, что, с

целью повышения точности преобразования, в него введены сумматор, делитель напряжения и операционный усилитель, причем выход фильтра низких

частот подключен к первому входу

сумматора и первому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход через вентиль и ,

делитель напряжения - с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входу делителя множительно-делитель- ного блока.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании аналоговых и цифровых вольтметров переменного тока. Цель изобретения - повьппение точности преобразования при иВж, малых уровнях входного напряжения - достигается за счет устранения погрешности, связанной с протеканием тока через неполностью открытый диод. Для этого в устройство дополнительно введены сумматор 3, делитель напряжения 8 и операционный усилитель 6. Кроме того, устройство содержит множительно-делительный блок , фильтр низких частот, источник 4 опорного напряжения, блок 5 сравнения напряжений, содержащий операционный усилитель, делитель напряжения и вентиль 7. Операционный усилитель обеспечивает устойчивую работу преобразователя при постоянном напряжении источника 4 порядка нескольких микровольт. Преобразователь может работать при малых значениях выходных напряжений, сохраняя такую же высокую линейность характеристики, как и при больших выходных напряжениях. 1 ил. (Л