Дифференциальный указатель Советский патент 1989 года по МПК G01R19/10 

4; о

О1

-Kj

ю

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть пользовано для сравнения значений двух напряжений переменного тока в различных измерительных устройствах в частности в устройствах для поверки характерных масштабных преобразователей и прежде всего измерительных усилителей.

Цель изобретения - повышение точности измерения,

На чертеже приведена блок-схема дифференциального указателя.

Устройство содержит масштабньй преобразователь 1, выход которого соединен с первым входом первого блока 2 сравнения, выход которого подключен к входу первого 3 регулирующего блока, управляющий вход ко торого.соединен с выходом первого усилителя 4 рассогласования и управляющим входом второго регулирующего 5 блока, а выход - с первым входом первого синхронного детектора 6, йыход которого через ус1титель 7 постоянного тока подключен к выход ной 8 кле№{е устройства, выход вто рого регулирующего блока 5 соединен с первым входом преобразователя 9 переменного напряжения в постоянное выход которого соединен с первым входом второго блока 10 сравнеш-Шл а,второй вход соединен соответствен но с входом второго 5 регулирующего блока, с первой входной кле&шой 11, первьш входом третьего блока 12 срав нениями первым входом сумматора ISj выход источника 14 опорного напряжения соединен с вторым входом второго блока 10 сравненияэ выход которого подключен к входу первого усилителя 4 рассогласования, вход третьего ре гулирующего блока 15 соединен с второй входной клеммой 16 устройства и входом масштабного преобразователя 1 а выход соединен соответс.твенно с вторьм входом третьего блока 12 сравнения вторым входом первого синхронного детектора 6, вторь /: входом первого блока 2 сравнения и вторым вхо™ дом сумматора tSj выход которого соединен с первым входом второго синхронного детектора 17,, зторой вход ко торого подключен к выходу третьего блока 12 сравненияJ а выход подклю- чек к первому входу второго усилителя 18 рассогласования,, второй вход которого соединен с общей шиной„ а

выход подключен к управляющему входу третьего регулирующего блока 15.

Устройство работает следующим образом,

Второй регулирующий блок 5, квадратичный преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, второй блок 10 сравнения, источник 14 опорного напряжения и первый усилитель 4 рассогласования представляют собой автоматическую систему регулирования и нормируют коэффициент передачи первого регулирующего блока 3 в соот- ветствии с уравнением

1

г- Кт и const,

(1)

где и - напряжение источника 14 опорного напряжения; Е - нормировочное напряжение квадратичного преобразователя 9.

Третий блок 12 сравнения, сумматор 13, второй синхронный детектор 17, второй усилитель 18 рассогласования и третий регулирующий блок 15 также образуют автоматическую систему регулирования, которая обеспечивает квад- ратурность разностного и суммарного сигналов (т.е. сдвиг их на 90°), полученных с третьего блока 12 сравнения и сумматора 13, При этом амплиг,- тудное значение выходного напряжения третьего регулирующего блока 15 равно Ug, так как диагонали ромба перпендикулярны. Действительно, для сравниваемых сигналов U и U и коэффициента передачи третьего регулирующего блока 15 К ,К ,,-е ., среднее значение напряжения на выходе второго синхронного детектора 17 равно

VI

UcB,U,,.(1-b)K|-1, (2)

где (0 о)/Од - относительная разность значений входных сигнал . лов;

U;. - напряжение на выходе сумматора 13| Up -выходное напряжение третьего

регулирующего блока 15i При работе системы авторегулирова ния Uct)0-,. при этом Kj 1 (((/), к напряжение на выходе третьего регулирующего блока 15 равно Uis(t) UoSin( ) (где ю- кругова-я частота; cf - начальный фазовый сдвиг Sj- фазовый сдвиг, вносимый блоком

15) и подается на второй вход первого блока 2 сравнения, на первый вход ; которого подан сигнал с масштабного преобразователя i(Uv-U о)/Uo,

U,Ct)K«n- и„ (H-J )sin(a.t-bM + е, +

),(3)

где К - коэффициент передачи масштабного преобразователя 1; E-.I+ д - вносимый им фазовый сдвиг j

Разностное напряжение с первого блока 2 сравнения обрабатывается в измерительном канале указателя, состоящем из первого регулирующего блока 3, коэффициент передачи которого определяется из (1), первого синхронного детектора 6 и усилителя 7 постоянного тока, образуя напряжение на выходной клемме 8 указателя.

Ujtiv UC(UcC) К„„собд -1. (4)

Если в качестве масштабного пр.е- образователя 1 использовать повторитель напряжения, когда , и учесть, что коэффициент передачи третьего регулирующего блока 15 при сГ «1 близок к единице, то разность фазового сдвига л блоков 15 и 1 мала и справедливо приближенное -значение для функции косинуса. Тбгда

UR

, и.. l-ii|li (,-.).

JBHIT -j - L 2 и погрешность измерения

(i|)i.(1.,)(5)

Таким образом, даннре устройство за счет стабилизации напряжения на втором входе второго блока 10 сравнения на уровне Uo и малому разностному фазовому сдвигу третьего регулирующего блока 15 и масштабного преобразователя 1,имеющих коэффициенты передачи порядка единицы, резко уменьшает погрешность из-за нелинейности относительно и тем самым повьш1ает точность измерения относительной разницы значений двух сравниваемых пере- енньгх напряжений.

Фо-рмула изобретения

Дифференциальный указатель, содержащий сумматор, первый и второй блоки сравнения, первый и второй регулирующие блоки, первый усилитель рассогласования, первый синхронный де- тектор, усилитель постоянного тока.

0

5

0

5

5

0

5

0

5

квадратичный преобразователь переменного напряжения в постоянное , источ ник опорного напряжения, первую и вторую .входные клеммы, причем выход первого блока сравнения соединен с входом первого регулирующего блока, управляющий вход которого соединен с выходом первбго усилителя рассогласования и с управляющим входом второго регулирующего блока, а выход - с первым входом первого синхронного детектора, выход которого через усилитель постоянного тока подключен к выходной клемме устройства, вход второго .регулирующего блока соединен с первой входной клеммой, а выход соединен с первым входом квадратичного преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которо- го подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с входом первого усилителя рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены третий блок сравнения,.третий регулирующий блок, масштабный преобразователь,второй синхронный детектор второй усилитель рассогласования, причем первый вход третьего блока согласования соединен с первой входной клеммой и первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом второго синхронного детектора, второй вход которого подключен к выходу третьего блока согласования, а выход соединен с первым входом второго усилителя рассогласования, второй вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с управляющим входом третьего регулирующего блока, вход которого соединен с второй входной клеммой и через масштабный преобразователь - с первым входом первого блока сравнения, выход третьего регулирующего блока соединен соответственно с вторым входом третьего блока сравнения вторым входом сумматора, вторым входом первого блока сравнения и. вторым входом первого синхронного детектора, второй вход квадратичного преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первой входной клеммой

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть .использовано для сравнения значений двух напряжений переменного тока в различных измерительных устройствах,- Устройство содержит блоки 2 и 10 сравнения, регулирующие блоки 3 и 5, усилитель 4 рассогласования, синхронный детектор 6, усилитель 7 постоянно го тока, преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, сумматор 13, источник 14 опорного напряжения. В устройство введены масштабный преобразователь 1, блок 12 сравнения, регулирующий блок 15, синхронньм детектор 17 и усилитель 18 рассогласования. Благодаря этому происходит стабилизация напряжения на втором входе блока 10 сравнения ка уровне и и малый разностный фазовый сдвиг регулирующего блока 15 и масштабного преобразователя 1, имеющих коэффициенты передачи порядка единицы. При этом резко уменьшается погрешность из-за нелинейности относительной разности значений входных сигналов и тем самым повышается точность измерений относительной разницы значений двух сравниваемых переменных напряже- , НИИ. 1 ил. i с