Калибратор напряжения постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

Фс/г.

водниковые ключи 15, 16, аналоговые входы 17, 18, входы 19, 20 управления ключами 15, 16, выход 21, Усилитель 22 содержит входы 23, 29, разделительные конденсаторы 24, 30, усилитель 25 переменного тока, демодулятор 26 с фильтром, вход 27 управления демодулятором, усилитель постоянного тока, второй вход 31 усилителя 28, выход 32 усилителя 22, На чертеже обозначены выходы 33, 34 калибратора, выходы 36, 37, 38 генератора 6 импульсов управления. В компараторе

напряжения напряжение между затвором и другими электродами ключей не зависит от выходного напряжения калибратора и составляет 15 - 18 В, что позволяет повысить надежность и точность. Повышению точности способствует также использование фиксатора уровня в качестве компаратора на.пряжения, позволяющее снизить погрешность преобразования двухполярных импульсов в однополярные. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Может быть использовано в прецизионных калибраторах напряжения постоянного тока, использующих индуктивные делители напряжения. Целью изобретения является повышение точности и на дежности устройства. В устройство, содержащее источник 1 опорного напряжения, индуктивный делитель 2 напряжения с входами 3, 4; импульсный преобразователь 5 напряжения в постоянное напряжение, включающий (фиксатор 7 уровня, коммутатор 14, усилитель 22 напряжения, генератор 6 импульсов управления, общую шину 35 калибратора, для достижения цели дополнительно введен формирователь 39 импульсов. Введенньй формирователь импульсов с входами 40, 41 и выходом 42 включает делитель напряжения с входом и выходом,фиксаторы, компаратор напряжения. Фиксатор 7 уровня содержит запомина(Л ющий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9, аналоговые входы 10, 11, вход 12 управления ключом 9, выход 13. Коммутатор 14 содержит полупрот ю со 00 О1 со

«

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в прецизионных калибраторах напряжения постоянного тока с индуктивными делителями напряжения .

Цель изобретения - повьшение точности и надежности устройства.

На фиг.1 показана схема калибратора напряжения; на фиг.2 - схема формирователя импульсов; на фиг.З схема формирования напряжений фиксатором уровня,

Калибратор содержит источник 1 опорного напряжения (ИОН), индуктивный делитель 2 напряжения (ИДН), первый 3 и второй 4 выходы ИДН,импульсный преобразователь 5 напряжения (ИПН), генератор 6 импульсов управления (ГИ), фиксатор 7 уровня ИПН 5, к которому относятся запоминающий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9,первый 10 и второй 11 аналоговые входы, причем первьй вход является входом ИПН 5, вход 12 управления ключом 9, первый выход 13, коммутатор 14 ИПН 5, к которому относятся полупроводниковые ключи 15 и 16, первый 17 и второй 18 аналоговые входы коммутатора 14, входы 19 и 20 управления ключами 15 и 16,первый выход 21 коммутатора 14, усилитель 22 ИПН 5, к которому относятся первый вход 23 усилителя 22, первый разделительный конденсатор 24, усилитель 25 переменного тока, демодулятор 26 с фильтром, вход 27 управления демодулятором 26, усилитель 28 постоянного тока, второй вход 29 усилителя 22, второй разделительный

конденсатор 30, второй вход 31 усилителя 28, выход 32 усилителя 22, первьй 33 и второй 34 выходы калибратора, общая шина 55 калибра-тора, первый 36,второй 37 и третий 38

выходы генератора 6 импульсов управления, формирователь 39 импульсов к которому относятся первый вход 40 переменного напряжения, второй вход 41 постоянного напряжения и выход 42.

Выходы 3, 13 и 21 соединены соответственно с входами 10, 17 и 23, выходы 4 и 11 - выходом 33 калибратора, вход 18 и выход 34 - с общей шиной, входы 19 и 27 - с выходом 37,вход

12 - с выходом 42, вход 20 - с выходом 38, вход 40 - с выходом 36, вход 41 - с выходом 33.

Формирователь 39 импульсов содержит делитель 43 напряжения с входом 44 и выходом 45, первый фиксатор 46 уровня с входами 47 и 48 и выходом 49, второй фиксатор 50 уровня с входом 51 и 52 и выходом 53, крыпаратор 54напряжения с выходами 55 и 56 и выходом 57, причем первый вход делителя 43 напряжения подключен к входам 40 и 47, вход 44 - к шине 35, выход 45 - к входу 51, вход 52 - к входу 41, выходы 49 и 53 - к входам 56 и 48 соответственно, выход 57 к выходу 42.

Устройство работает следующим образом,

С выходов 3 и 4 ИДИ 2 на вход 10 ИПН5 поступает масштабно-преобразованное переменное напряжение (меандр ИОН 1, размах которого посредством фиксатора 7 уровня, выполняющего функцию компаратора, сопоставляется с постоянным напряжением И на выходе калибратора. При их несоответствии с выхода 13 фиксатора 7 уровня на вход 17 коммутатора 14 поступает разностное напряжение, которое с его выхода 21, воздействуя на вход 23 усилителя 22 и проходя по его тракту через конденсатор 24, усилители 25 и 28 идемодулятор 26, в соответствии со свойствами системы с отрицательной обратной связью .изменяет напряжение

и. (и.. ) таким образом, чтобы свееых 53

сти к нулю Uj , установив таким образом равенство U размаху напряжения U.J .Присоединение входа 29 параллельного канала к входу 11 фиксатора 7 уровня обеспечивает устойчивость ЙПН 5

Ключи 9, 15 и 16, демодулятора 26 а также ИОН 1 (условно не показаны) управляются ГИ 6, причем ключи 15 и 16, открытому каналу которых соответствует нулевое напряжение на входах 17, 18 и 21, управляются напряжением Ujy и Ujg, величина которого определяется только формированием открытого канала и не зависит от выходного напряжения у калибратора. Для управления ключом 9, между электродами которого включен выход калибратора, формирователь 39 импульсов образует напряжение U , содержащее зависящую от Ugy,, компоненту.

Формирование напряжения U на выходе 13 фиксатора 7 уровня поясняется фиг.З (фиг.За - отрицательное, фиг.36 - положительное напряжение Uj. J ) , причем и - напряжение между выходами 3 и 4 ИДИ 2; Ug - напряжение на конденсаторе 8; ,5 Ugti напряжение на выходе 33 калиб- ратора f открытый канал МОП-транз15стора - короткое замыкание, закрытый - разрыв.

Поскольку постоянное напряжение Дз между выходом 4 и шиной 35 через конденсатор 8 на выход 13 не передается, формируется напряжением : Ujj , включенным между шиной 35 и входом 11, и напряжением Uj.

В полупериод а на конденсаторе запоминается напряжение

и

- и.

э-4(-)

и

При этом вход усилителя 25 ключом 1 присоединен к земле.

В полупериод 5 происходит считьгоание усилителем 25 разности напряжений (+) УЯ U.4f+, +

+ из((-) - Иээ «В системе с отрицательной обратной связью (ООС) эта разность стремится к нулю и U. Uj., - . т-е. выходн е напряжение калибратора устанавливается равным размаху меандра на выходах 3 и 4 ИДИ 2.

Фиксаторы 46 и 50 уровня преобразуют поступающий от ГИ 6 на вход 40 двухполярный меандр в однополярные отрицательные импульсы И , U , причем импульс U имеет отрицательный пьедестал за счет напряжения Ujj на входе 41 и меньшую амплитуду благодаря делителю 43 напряжения. Поскольку компаратор 54 напряжения пропускает на выход 42 напряжение Ug Голько при Up , на выходе образуются отрицательные длительностью в полупериод импульсы управления ключом 9, содержащие компоненту, компенсирующую действие выходного напряжения калибратора.

С целью снижения переменной составляющей на выходе калибратора выход 4 ИДИ 2 может быть присоединен квыходу 33 калибратора. При этом имеет Mecto глубокая ООС по переменному току, уменьшающая коэффициент усиления ИПН 5 по переменному току относительно входа 10.

Напряжение меж,цу затвором и другими электродами ключей не зависит от выходного напряжения калибратора и составляет 15 - 18 В, что позволяет повысить надежность и точность. Повышению точности способствует также использование фиксатора уровня в качестве компаратора напряжения,позволяющее снизить погрешность преобразования двухполярных импульсов в однополярные.

Формула изобретения

но соединенные источник опорного напряжения, индуктивный делитель,, напряжения и импульсный преобразователь напряжения,включающий последовательI но соединенные фиксатор уровня, коммутатор и усилитель напряжения,причем вход фиксатора уровня является входом импульсного преобразователя напряжения, выход усилителя напряжения является выходом калибратора, генератор импульсов управления,первый выход которого присоединен к первому входу управления коммутатором и входу управления усилителем напряжения, второй йЬтход генератора импульсов управления подключен к второму входу управления коммутатором, а вторым выходом калибратора является общая шина, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен формирователем импульсов, первый вход которого присоединен к третьему выходу генератора импульсов управления, а второй вход его совместно с вторыми входами фиксатора уровня и усилителя напряжения

738596

подключены к первому выходу калиб:ратора, выход формирователя импульсов присоединен к входу управления фиксатором уровня, вт.орой выход коммус хтатора соединен с общей шиной,а второй выход ИНДУКТИВНОГО делитёля напряжения присоединен к первому или 1 втЪрЬму выходам калибратора.

10 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что формирователь импульсов содержит делитель напряжения, первый и второй фиксаторы уровня, компаратор напряжения,

15 причем делитель напряжения совместно с первым фиксатором уровня присо.единен первыми и втррыйн входами к первому входу и общей шине формирователя импульсов, второй фиксатор

20 уровня первым и вторым входами подключен к выходу делителя и второму входу формирователя импульсов, а компаратор напряжения, выход которого образует выход формирователя

25 импульсов, первым и вторыми входами присоединен.к выходам фиксаторов уровня.

1

г

/А JJ

i

J

5«,3

tffus.3