АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1968 года по МПК G01R17/20 G01R17/02 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть применено для передачи информации машинам централизованного контроля или управляющим вычислительным машинам.

Известны бесконтактные автоматические потенциометры для измерения постоянного напряжения, содержаш;ие электронный усилитель разности измеряемого и компенсируюш,его напряжений, реверсивный двигатель, угол поворота которого пропорционален измеряемому напряжению, и электромеханический преобразователь угла поворота двигателя в прямоугольные импульсы напряжения, среднее значение которых пропорционально измеряемому напряжению и используется для получения аналогового выхода, а длительность импульсов, также пропорциональная измеряемому напряжению, - для получения дискретных показаний прибора.

Недостатком этих приборов является сложность конструкции и большая погрешность показаний (1 -1,5%).

Предложенное устройство отличается тем, что в схему прибора введен бесконтактный электромеханический преобразователь угла поворота реверсивного двигателя в прямоугольные импульсы напряжения, состояш,ий из фотоэлектрического модулятора, выход которого через выпрямительное устройство и ключевую триггерную схему соединен со входом фильтра. Это позволяет повысить точность прибора до класса 0,5 без усложнения схемы и конструкции суш,ествуюш,их потенциометров. На чертеже приведена принципиальная схема описываемого автоматического потенциометра для измерения постоянного напряжения. Она состоит из вибропреобразователя 1, усилителя 2, реверсивного двигателя 5, фотоэлектрического модулятора, в который входят лампы накаливания 4 v. 5, фотодиоды б и 7 и диск 8 со щелью, укрепленный на оси синхронного двигателя 9. Кроме того, схема содержит усилитель-ограничитель 10, дифференцирующую RC-ценочку, диоды 11 12, транзисторы 13 и 14 триггера управления ключом, ключ триггера, состоящий из транзисторов 15 и /6, источник стабильного напряжения Е , делители Ri и R-y, фильтр 17 vi рычаг 18.

Работа схемы происходит следующим образом.

Измеряемое напряжение Е сравнивается с компенсирующим напряжением Е. Напряжение небаланса, преобразованное с помощью

вибропреобразователя / в переменное напрял ение и усиленное в блоке усилителя 2, приводит во вращение реверсивный двигатель 3. На оси двигателя жестко укреплен рычаг 18 с неподвилсными лампой 4 и фотодиодом 6.

синхронного двигателя 9 вращается с ностоянной скоростью диск 8 со щелью. Свет на фотодиоды и 7 попадает в момент нрохоледения щели между ламиами 4 и 5 н фотодиодами 6 и 7.

Время, за которое щель диска проходит расстояние между подвижным и неподвижным фотодиодами, пропорционально углу поворота реверсивного двигателя 5. Импульсы напрял ения, снимаемые поочередно с фотодиодов и 7, подаются на усилитель-ограничитель 10, служащий для усиления и формирования импульсов с более крутыми фронтами. Далее импульсы через дифференцирующую RC-цепочку и диоды // и 12, пропускающие только положительные импульсы, подаются на транзисторы 13 и М управления ключом. Импульс от фотодиода 6 закрывает транзистор 14, транзисторы 13 и 16 в это время открыты, а транзистор 15 закрыт.

На делители Ri и R подается напряжение от источника стабильного напряжения ст, Следующий импульс от фотодиода 7 опрокидывает триггер, транзистор 16 теперь закрыт и на делителе напряжения нет. Таким образом, за время одного оборота диска Т (сек) на делитель подается прямоугольный импульс напряжения, длительность которого пропорциональна расстоянию между фотодиодами. В итоге, среднее значение напряжения за период Т на делителе пропорционально углу поворота двигателя 3. Иапряжение после делителя сглаживается фильтром 17 и подается через цепь обратной связи на выход прибора. Когда измеряемое и компенсирующее напряжения равны (, реверсивный двигатель 3 останавливается, и по положению связанного с его осью указателя судят о величине измеряемого напряжения Е..

Для аналогового выхода прибора непостоянство скорости вращения диска 8 погрешности не вызовет, так как среднее значение напряжения па делителе зависит только от отнощения т/Г, которое не зависит от скорости вращения диска.

Для дискретного выхода непостоянство скорости вращения диска 8 приведет к погрешности, так как скорость вращения синхронного двигателя изменяется прямо пропорционально частоте питающего напряжения, также будет изменяться и -г. От этой погрешности можно избавиться, связав частоту питания синхронного двигателя 9 с частотой генератора счетных импульсов, питая синхронный двигатель через делитель частоты.

Предмет изобретения

Автоматический потенциометр для измерения постоянного напряжения, содержащий вибропреобразователь, усилитель, двигатель, преобразователь угла поворота в прямоугольные импульсы и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, преобразователь угла поворота в прямоугольные импульсы выполнен в виде фотоэлектрического модулятора, выход которого через выпрямительное устройство и ключевую триггерную схему соедииен со входом фильтра.