Преобразователь среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1988 года по МПК G01R19/02 

Д(. /

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения среднеквад- ратического значения напряжения.

Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет компенсации погрешностей, вносимых регулятором и усилителем преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема ю преобразователя; на фиг. 2 - пример выполнения регулятора. : Преобразователь содержит рёгуля- liop 1 , вход которого подключён к вхо- Ду устройства, усилитель 2, вход ко- |5 Торого соединен с выходом регулятора

1,термопреобразователь 3, вход которого подключен к выходу усилителя

2,а выход к первому входу, вычита- теля 4, усилитель 5 некомпенсации, 20 вход которого подключен к выходу вы- Читателя 4, а выход к управляющему входу регулятора 1, источник 6 опорного напряжения, подключенный к тестовому входу регулятора 1, соединен- 25 йые последовательно усилитель-огра- Йичитель 7, подключенный своим входом к входу устройств корректирующее звено 8, усилитель 9 и термопреобразователь 10, выход которого сое- во Динен с вторым входом вычитателя 4,

а также фильтр 11 нижних частот,Ьход которого подключен к тестовому выходу регулятора 1, а выход к выходу устройства.

Регулятор 1 может быть выполнен на оптроне 12, например, резисторном Светоизлучатель 13 оптрона 12 подключен к управляющему входу регулятора 1 и источнику постоянного напряжения (+U). Фотоприемники 14 и i 5 оптрона 12 с резисторами 1 6 и 7 соответственно образуют два управляемых светоизлучателем 13 делителя напряжения, образованного фотопри- дЗ емником 14 и резистором 16, подключен к входу, а его выход-к выходу регулятора 1, Вход другого делителя напряжения, который образован фотопри14482942

Входное переменное напряжение поступает на вход регулятора 1. На выходе регулятора 1 напряжение Щ

Ui

(1)

k(o)(l +У||- +T«t )U6r

где k(o) - номинальный коэффициент передачи регулятора 1 , , - частотная погрешность коэффициента передачи регулятора 1 , погрешность Коэффициента

передачи регулятора 1, обу ловленная изменением темпе ратуры и других факторов окружающей среды.

На тестовый вход регулятора 1 по ступает постоянное напряжение Ug от источника 6 опорного напряжения. На тестовом выходе регулятора 1 напряже ния

и,т ki(o)( )и«- (2)

Частотная погрешность в это выражени не входит,,так как регулятор 1 тести руется постоянным напряжением Ug.

Выходное напряжение U регулятора 1 поступает н а усилителя 2, вы ходное напряжение Hq которого при этом

Uj ,,(o)(l kwod- i.

(3)

35

40

где kij( номинальный коэффициент пер дачи усилителя 2; - погрешность коэффициента пе редачи усилителя 2 (частотная, а также обусловленная из менением температуры и других факторов окружающей сре ды).

Выходное напряжение U усилителя 2 поступает на вход термопреобразователя 3, постоянное выходное напряжение Uftj которого

Uj kj(oi(l (4).

емником 15 и резистором 17, в свою очередь,подключен к тестовому входу, а выход к тестовому выходу регулятора 1.

Корректирзтощее звено 8 может быть выполнено на пассивных RC-цепочках, фильтр 11 нижних частот может .быть реализован в виде активного фильтра.

Преобразователь работает следующим образом.

Ui

(1)

k(o)(l +У||- +T«t )U6r

где k(o) - номинальный коэффициент передачи регулятора 1 , , - частотная погрешность коэффициента передачи регулятора 1 , погрешность Коэффициента

передачи регулятора 1, обусловленная изменением температуры и других факторов окружающей среды.

На тестовый вход регулятора 1 поступает постоянное напряжение Ug от источника 6 опорного напряжения. На тестовом выходе регулятора 1 напряжения

и,т ki(o)( )и«- (2)

Частотная погрешность в это выражение не входит,,так как регулятор 1 тестируется постоянным напряжением Ug.

Выходное напряжение U регулятора 1 поступает н а усилителя 2, выходное напряжение Hq которого при этом

Uj ,,(o)(l kwod- i.

(3)

где kij( номинальный коэффициент передачи усилителя 2; - погрешность коэффициента передачи усилителя 2 (частотная, а также обусловленная изменением температуры и других факторов окружающей среды).

Выходное напряжение U усилителя 2 поступает на вход термопреобразователя 3, постоянное выходное напряжение Uftj которого

Uj kj(oi(l (4).

где .kjjo)- номинальный коэффициент пе- редачи термопреобраэовате- ля 3,

|- погрешность коэффициента передачи термопреобразователя 3, (частотная, а также обусловленная изменением тем- , пературы и других факторов окружающей среды).

3 14482944

Входное напряжение поступаетвычитателе 4, Выходное напряжение U

также на вход усилителя-ограничите-вычитателя 4

ля 7, имеющего большой коэффициент , передачи. Выходное напряжение Uc ъ усилителя-ограничителя 7 имеет частоту, равную частоте входного напря-Это напряжение U поступает на жения, и амплитуту, равную напряже-вход усипителя 5 некомпенсации, ко- нию питания усилителя-ограничителяторый изменяет напряжение на свато- 7. Напряжение I/i поступает на входю излучателе 13 оптрона 12 (фиг. 2) и, корректирующего звена 8, которое при-следовательно, коэффициент k переводит динамический диапазон измене-Я регулятора I . Изменение коэффи- ния напряжения дс динамическому диа-циента k, передачи регулятора 1 бу- пазону входных напряжений усилите-Д т происходит до момента равенства лей 2 и 3, что позволяет обеспечить15 У-™ выходного напряжения вычита- идентичность их коэффициентов пере-теля 4, т.е.: U/ TJj - Uw О, дачи. При этом напряжение Ug кор-откуда ректирующего звена 8Uij 1(9)

U8 Uoli(o)(l + а),(5)или с учетом (4) и (7)

° + + fff +lSt)k2fo)

где )- номинальный коэффициент пе- „

редачи корректирующего зве- О + З Uex Uok(o)(l+a) kg(o

(1 + « 9/k o(o)(l-bJ ,o)СО)

а - коэффициент, характеризую- jc

щий частоту среза корректи-Из выражения (2) коэффициент kt перующего звена 8.редачи регулятора 1 определяется,

Это напряжение поступает на вход усилителя 9, выходное напряжение Uoj ) (П)

которогоon

30

U9 Ug kgco) (1 ) Подставив это выражение в (10), получают

Uok«,o,()k,,o, (1+fg). (6)k3to)()0 +y,)(

где kaco) номинальный коэффициент пе-j о , л

редачи усилителя 9, 35 (o) (1+« TkJ(ur9) k(o)(Hr«)

(Уд - -погрешность коэффициента пе откуда редачи усилителя 9, аналогичная погрешности усилителя 2.

40

Напряжение Ua поступает на вход )( j (о.( Уэ/к« fe)t 1 + IV))

V( )Пзсо)()

термопреобразователя 10, постоянное F vl+rifr kjcdit Ус (j2) выходное напряжение U которого

jВыполняя вдентичными усилители 2 и

U40 - и kjo(o) (1 ) дц 3, а также используя в качестве тер- -2 IJ „ лмопреобразователей 2 и 3 многоэлемент ) 0+а) ,)) (o) ные термопреобразователи; имеют

(1 ,.(7) 3)

где номинальный коэффициент пе- условии получают редачи термопреобразователя 10 i. I 5 у

- погрешность коэффициента TJ г (о) ) а) , передачи термопреобразова- ц Ц (l + ff)

теля 10, аналогичная по-55

грешности ij IJ термопреобра- Выполняя корректирующее звено 8 час- зователя 3.тотно зависимым, причем,, выбирая коэфВыходные напряжения Ue, и и термо- фициент а равным частотной погрешпреобразователей 3 и 1 0. вычитаются в нОсти,регулятора I, получают

Л Лктжу ff

Изобретение относится к электроизмерительной технике н служит для повьшения точности преобразования. Преобразователь содержит регулятор 1-, усилители 2 и 9, термообразователи 3 и 10, вычислитель 4, усилитель 5 некомпенсации, источник 6 опорного напряжения и фильтр И нижних частот. Введение усилителя-ограничителя 7, корректирующего звена 8 и образование новых функциональных связей обеспечивают компенсацию погрешностей, вносимых регулятором 1 и усилителем 2 преобразователя. 1 з.п. ф-лы 2 шт.