УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1968 года по МПК G01R19/155 

Известные устройства для измерения напряжения переменного тока вначале преобразуют его в напряжение постоянного тока, а затем в последовательность импульсов, количество которых пропорционально значению входного напряжения. Эти устройства содержат переключатель, линейный преобразователь напряжения в последовательность импульсов с двумя выходами, реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, цифровое отсчетное устройство и блок автоматического управления. Они обладают достаточным быстродействием, но не обеспечивают необходимой точности.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в первом положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с источником измеряемого напряжения. Его первый выход через вторую контактную группу переключателя соединен с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии прямого счета, выход которого через третью контактную группу переключателя подключен к преобразователю цифра-ац лог. Во втором положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с выходом преобразователя цифрааналог, а его второй выход через вторую контактную группу переключателя - с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии реверса.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность и быстродействие преобразователя напряжения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Процесс измерения в устройстве разбит на два цикла.

Во время первого цикла контактные группы 1, 2 к 3 переключателя 4 находятся з положении, указанном на чертеже. Прн этом со входа 5 устройства измеряемое напряжение переменного тока через контактную группу 1 переключателя 4 поступает на преобразователь 6 напряжения в последовательность импульсов, т. е. на вход линейного преобразователя 7 напряжения переменного тока в постоянное. На выходе преобразователя 7 появляется напряжение постоянного тока. Это напряжение поступает на вход преобразователя 8 напряжения постоянного тока в последовательность импульсов. Блок автоматического управления 9 после некоторой выдержки времени, требуемой для установления напряжения постоянного тока на выходе преобразователя 7, включает преобразователь 8. На выходе преобразователя 8 появляются импульсы, количество которых пропорционально значению напряжения постоянного тока, снимаемого с выхода преобразователя 7. С выхода преобразователя 8 импульсы поступают на первый выход 10 преобразователя 6 и на вход ячейки и деления частоты импульсов на два. Выход 12 ячейки 11 является в то же время вторым выходом преобразователя 6.

Таким образом на выходах 10 и 12 преобразователя 6 появляются последовательности импульсов, количества которых равны соответственно Л(о 2/С и Nl2 J где2/( - коэффициент преобразования преобразователя 6 по выходу 10, а К, - по выходу 12,

При первом цикле измерения на реверсивный счетчик 13 поступает последовательность импульсов с выхода 10 преобразователя 6. Количество импульсов NIQ фиксируется счетчиком 13, который остается в этом состоянии до следующего цикла измерения.

Реверсивный счетчик 13 через контактные группы 3 переключателя 4 (на чертеже условно показана только одна контактная группа) связан с точным преобразователем цифрааналог 14 через схему 15 памяти, являющуюся частью преобразователя 14. Преобразователь J4 цифра-аналог содержит источник 16 высокостабильного и известного с высокой точностью напряжения, питающий прецизионный многоразрядный декадный делитель 17 напряжения, управляемый схемой 15 памяти, а также согласующий усилитель 18 постоянного тока с точно известным коэффициентом усиления. Коэффициент деления делителя 17 определяется состоянием схемы 15 памяти. Количество импульсов , сосчитанное счетчиком 13 и зафиксированное схемой памяти, вызывает на выходе 19 преобразователя 14

напряжение постоянного тока U VZ i,

2К - коэффициент преобразования

где

2К„

преобразователя цифра-аналог, причем Кя номинальному значению коэффициента преобразования К.

После того, как реверсивный счетчик 13 зафиксировал количество импульсов Лю, поступивших на него во время первого цикла измерения, а на выходе 19 преобразователя 14 цифра-аналог появилось напряжение постоянного тока и , первый цикл измерения заканчивается.

Блок 9 автоматического управления переключает переключатель 4 во второе положение и реверсирует счетчик. При этом переключении преобразователь цифра-аналог 14 отключается от реверсивного счетчика 13 и напряжение U- на его выходе 19 из-за наличия внутренней схемы памяти остается прежним.

реключателя 4 поступает на вход линейного преобразователя 6 напряжения в последовательность импульсов, который одинаково реагирует на напряжение постоянного и переменного тока. Это объясняется тем, что на входе преобразователя 6 стоит линейный преобразователь 7 напряжения переменного тока в постоянное, который, таклсе обладает этим свойством.

Блок 9 автоматического управления после небольшой выдержки времени, определяемой, как и во время первого цикла измерения, временем установления напряжения постоянного тока на выходе преобразователя 7, включает преобразователь 8, и на выходах 10 и 12 преобразователя 6 появляются последовательности импульсов, количества которых равны соответственно

время второго цикла измерения к реверсивному счетчику 13 подключен выход 12 преобразователя 6. Поэтому на счетчик 13 поступит количество импульсов Д 6 .

Поскольку, как указывалось выше, счетчик 13 во время второго цикла измерения находится в состоянии реверса, то поступающие на него с выхода 12 преобразователя 6 импульсы вычитаются из сосчитанных во время первого цикла измерения. В результате этого в счетчике остается зарегистрированным количество импульсов

N Nio -N,.

Это равенство показывает, что количество импульсов Л, зафиксированное реверсивным счетчиком 13 по окончании второго цикла измерения с точностью до бесконечно малых второго порядка относительно погрешности преобразования ук преобразователя 6, равно измеряемому напряжению переменного тока и, умноженному на коэффициент /Сн , известный с высокой степенью точности для преобразователя цифра-аналог 14.

При соответствующем выборе коэффициента Ки количество импульсов, зафиксированных по окончании измерения реверсивным счетчиком 13, будет равно численному значению измеряемого напряжения U , и цифровое отсчетное устройство 20, связанное со счетчиком 13, покажет это значение непосредственно в единицах измерения напряжения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения напряжения переменного тока, содержащее переключатель, линейный преобразователь напряжения в последовательность импульсов с двумя выходами, реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, цифровое отсчетное устройство и блок автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой точности и быстродействия, в первом положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя

соединен с источником измеряемого напряжения, его первый выход через вторую контактную грунну переключателя - с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии прямого счета, и выход реверсивного счетчика через третью контактную группу переключателя с преобразователем цифра-аналог, а во втором положении переключателя вход преобразователя напряжения в последовательность импульсов через первую контактную группу переключателя соединен с выходом преобразователя цифра-аналог и его второй выход через вторую контактную группу переключателя - с реверсивным счетчиком, находящимся в состоянии реверса.