Преобразователь среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к измерительной .технике и может быть использовано при построении измерителей

действующего значения напряжения и

тока.

, Цель изобретения - повьшение точности преобразования за счет стабилизации рабочего тока термодатчиков, уменьшения зоны нечувствительности вьшрямителя, уменьшения расееиваеной мощности на термодатчиках и использования режима модулятор - демодулятор усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена функдио- нальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь среднеквадратичес- кого значения напряжения содержит термоэлектрический преобразователь I, включающий подогревающие резисторы 2 и 3 и термодатчики 4 и 5 на ос- нойе диодных структур, а также резисторы 6 и 7, стабилизаторы 8 и 9 тока, источник 10 напряжения, выпря- митель 11, блок 12 усиления, включающий дифференциальный усилитель 13 полевые транзисторы 4 и 15, блок 16 синхронных фильтра и детектора и ге-

35

40

нератор 17 опорного напряжения,вход- 30 дифференциальным входам блока 12 уси- ную 18 и выходную 19 клеммы„

Подогревающий резистор 2 первым выводом соединен с входной клеммой 18, а вторым выводом подключен к общему проводу и катодам диодных структур термодатчиков 4 и 5, первым вьшодам нагревающего резистора 3 и истокам полевых транзисторов 14 и 15, стоки которых подключены соответственно к выходам стабилизаторов 8 и 9 тока, первому и второму входам дифференциального усилителя 13 блока 12 усиления и через резисторы 6 и 7 к анодам диодных структур термодатчи- ков 4 и

ров 14 и 15 подключены к выходу генератора 17 опорного напряжения и входу управления блока 16, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 13, а выход через выпрямитель 11 подключен к второму вьгооду подогревающего резистора 3 и к выходной клемме 19, при этом входы стабилизаторов 8 и 9 тока соединены с выходом источника 10 напряжения. Подогревающие резисторы 2 и 3 имеют тепловой контакт с соответствующими термодатчиками 4 и 5, а весь термоэлектрический преобразователь 1

ления5 и при их равенстве напряжение на выходе блока 12 усиления и соответственно на выходной клемме 19 и подогревающем резисторе 3 равно нулю.

При поступлении входного сигнала на клемму 19 входной ток нагревает резистор 2. В результате нагрева последним термодатчика 4 изменяется падение напряжения на последнем и нарушается баланс моста, при этом на выходе дифференциального усилителя 13 возникает напряжение прямоугольной формы, пропорциональное разности температур термодатчиков 4 и-5, так 5. Затворы полевых транзисто- 45 как для прямосмещенньгх р - п-перехо™

дов температурный коэффициент напряжения имеет постоянную величину.Пап- ряжение с выхода дифференциального усилителя 13 выпрямляется, фильтруется от помех и шумов синхронным фильтром 16 и через выпрямитель 1 подается на выходную клемму 19 преобразователя и одновременно на нагре- . вающий резистор 3, Последний нагре- 5g вается и нагревает термодатчик 5.Это приводит к балансу моста и выравниванию температур термодатчиков 4 и 5,

Таким образом, величина напряжения постоянного тока на В 1ходе преоб50

заключен в термостат. Резисторы 6 и 7 служат для балансировки моста,образованного стабилизаторами тока 8 и 9 и термодатчиками 4 и 5, а синхронный фильтр блока 16 одновременно выполняет функции синхронного детектора.

Преобразователь среднеквадратичес- кого значения напряжения работает следующим образом.

При отсуствии входного сигнала на входной клемме 18 через термодатчики 4 и 5 протекают одинаковые токи, при этом напряжения на входах блока 12 усиления равны по величине, Эти н&пряжения представляют собой прямоугольные импульсы со скважностью два, так как ключи, образованнь е полевыми транзисторами 14 и 15, управ- ляются прямоугольньп-1и импульсами с выхода генератора 17 опорного напряжения и в открытом состоянии шунтируют цепи термодатчиков 4 и 5, когда полевые транзисторы 14 и 15 закрыты, то падения напряжения на соединенных последовательно резисторе 6 и термодатчике 4 и соответственно резисторе 7 и термодатчике 5 приложены к

313

разователя с высокой точностью равна среднеквадратическому значению напряжения переменного тока на входе преобразователя. Для предотвращения нагрева резистора 3 при отрицательном напряжении на выходе блока 12 усиления выпрямитель 11 выполнен в виде эквивалента идеального диода, существенно снижающего нижний порог входного напряжения преобразователя. Низкочастотные колебания при очень низких частотах входного сигнала (10-15 Гц и ниже) устраняются соответствующим выбором постоянной вре- мени синхронного фильтра.

Формула изобр етения

. Преобразователь среднеквадра- тического значения напряжения, содержащий блок усиления, источник напряжения, первый и второй резисторы,выпрямитель , входную и выходную клеммы и термоэлектрический преобразователь включающий в себя первый и второй термодатчики и третий и четвертый резисторы, первые выводы которых соединены соответственно с входной и выходной клеммами, вторые выводы указанных резисторов подключены к общему проводу, первые выводы первого и второго термодатчиков соедине- ны соответственно с первыми выводами первого и второго резисторов, а выходная клемма соединена с катодом выпрямителя, анод, которого соединен с выходом блока усиления, отличающийся тем, что, с целью

Редактор И.Горная Заказ 5117/44

Составитель В.Полещенко Техред И.Попович

Корректор

Тираж 729Подписное

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

5

0

5

0

5

повышения точности преобразования, введены первый и второй стабилизаторы тока, вькоды которых подключены соответственно к вторым выводам первого и второго резисторов и первому и второму входу блока усиления,входы стабилизаторов тока подключены к выходу источника напряжения, а вторые вьшоды термодатчиков соединены с общим проводом.

2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что термодатчики выполнены в виде диодной структуры с прямосмещенным р - п-пе- реходом.

3.Преобразователь по п.1, о т - ли чающийся тем, что блок усиления содержит два полевых транзистора, дифференциальный усилитель, блок синхронных фильтра и детектора и генератор опорного напряжения, выход которого соединен с затворами полевых транзисторов и входом управления блока синхронных фильтра и детектора, вход указанного блока соединен с выходом дифференциального усилителя, входы которого подключены к стокам соответственно первого и второго полевых транзисторов и являются также входами блока усиления,

а выход блока синхронных фильтра и детектора является выходом блока усиления , при этом истоки полевых транзисторов подключены к общему проводу.

4.Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что выпрямитель выполнен в виде эквивалента идеального диода.

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей действующего значения напряжения и тока. Цель изобретения - повьппение точности преобразования. Преобразователь содержит термоэлектрический преобразователь 1, включающий резисторы ,2 и 3 и термодатчики 4 и 5, выполненные в виде диодной структуры с прямо- смещенным р - п-переходом; блок 12 усиления включает дифференциальный усилитель 13, блок 16 синхронных фильтра и детектора и генератор 17 опорного напряжения. Кроме того, преобразователь оснащен источником 10 напряжения и выпрямителем 11. Введение стабилизаторов 8 и 9 тока уменьшает зоны нечувствительности выпрямителя 11, рассеиваемую мощность на термодатчиках 4 и 5 и обеспечивает использование режима модулятор - демодулятор усилителя постоянного тока. 3 з.п. ф-лы, 1-ил.