СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ С КОРРЕКТИРОВАНИЕМ ГРАНИЦ ИНТЕГРИРОВАНИЯ Советский патент 1969 года по МПК G01R19/252 G01R13/02 

Предлагаемый способ измерения напряжений может найти применение в электроизмерительной технике.

Известен интегрирующий способ измерения напряжений, заключающийся в преобразовании измеряе.мого напряжения в частоту колеба.ний и последующем ее измерении. Точность измерения наиряжений при использовании известного способа оиределяется нестабильностью крутизны характеристики преобразования и дрейфом нулевого уровня преобразователя.

В предлагаемом способе измерения напряжений увеличение точности измерения напряжений достигается наряду со снижением требований, предъявляемых к отдельным узлам вольтметрОВ.

Отличие данного способа от известного заключается в том, что измерение наиряжений проводят в два цикла, причем в первый иикл ко входу преобразователя напряжение-частота подключают источник эталонного напряжения Ьэ, во второй цикл встречно источнику эталонного напряжения включают источник измеряемого напряжения. Время, в течение которого подсчитывают количество колебаний с выхода преобразователя во второй цикл, нропорционально периоду колебаний с выхода того же иреобразователя в первый цикл.

При подключении источника эталонного напряжения ко входу преобразователя напряжение-частота на выходе последнего устанавливаются колебания с периодом

Т

а

К (U, + f/др)

где К - коэффициент, характеризующий крутизну нреобразователя, бдр - дрейф преобразователя, приведенный ко входу.

Величину, кратную периоду Т, из.меряют и запоминают.

Операция измерения и запоминания осуществляется нодачей на в.ход «сложить реверсивного делителя импульсов образцовой частоты fo6, вырабатываемых дополнительным генератором в течение интервала времени, кратного периоду Гд. При этом количество импульсов п, подсчитанных реверсивным делителем, равно

/об

М,

п

K(U, + и,,)

где М - множитель периода.

Записанная в реверсивный делитель информация хранится там до начала второго цикла. Во второй цикл измерений встречно источнику эталонного наиряження включают источник измеряемого напряжения Uj. При этом на.вателя (э -), преобразуется в частоту /ь .импульсов на выходе

h K(U,-L + U,.

Импульсы частоты /i подают на выходной декадный счетчик в течение интервала времени, записан:ного в реверсивном делителе. Воспронзведеиие интервала времени осуществляется подачей на вход «вычесть реверсивного делителя импульсов считывания частоты fo6 с дополпительного генератора. Тогда интервал времени Т от начала заиолнения реверсивного делителя (во второй цикл) до момента перехода реверсивного делителя через нуль равен

Т,

/(t/3 + f/д,,)

откуда Т о Гэ М.

Количество имиульсов Л , иакоиленпых ходным счетчиком за время Т равио

f/.,-Ш.

Л ./1и, -г- и,р

Таким образом, количество импульсос, накопленных выходным счетчиком, однозначно, оиределяетея измеряемым напряжением, причем из.меряемое папряжение иропорционально допо.тнению показаний счетчика до иолной его емкости.

Из этого следует, что показания счетчика не за виеят от крутизны преобразования. Дрейф преобразователя Ьдр влияет на показания счетчика при измерении малых напряжений гораздо слабее, чем ПО известному способу, а нестабильность частоты образцового генератора ие вносит иогрешностей.

На чертеже .изображен один из возможных вариа.нтов вольтметра ио предлагаемому способу измерения напряжений.

Источиик / эталоННого напряжения одним полюсом соединен с первым входом преобразователя 2 иапряжение-частота, а други.м - с контактом А переключателя 3 и с одноименны.м полюсом источника 4 измеряемого папряжения, другой цолюс которого подсоедиие.н к контакту В того же переключателя.

Средний контакт нереключателя подключен ко второму входу преобразователя 2. Выход преобразователя соединен со средним контактом переключателя 5, контакт А которого подключен ко входу делителя 6; выход последнего соедииеи с иервым входом блока автоматики 7, а контакт В - со входом селектора 8, выход которого подключен ко входу счетчика 9, сиабжепного дениифратором и индикаторными лампами. Генератор 10 образцовой частоты подключен ко входу селектора И, выход которого соединен со средним контактом переключателя 12. Контакт А переключателя 12 подключен ко входу «сложить, а контакт В- ко входу «вычесть реверсивного делителя J3.

выход которого соединен с селектором //, а второй - с селектором 8.

Блок автоматики управляет работой переключателей 3, 5, 12.

Переключатель 3 представляет собой магннтоуправляемое реле и служит для подключения ко входу преобразователя в первый цикл .измерений источника эталонного напряжения, а во второй цикл - встречно включеиных источника эталонного напряжения и источника измеряемого напряжения.

Делитель 6 является множителем периода. Реверсивный делитель 13, селектор //, генератор 10 совместно с блоком автоматики 7

служат для заииеи и воспроизведения интервала времени, пропорционального -периоду ТаПереключатели 3, 5 к 12 работают синхронно и находятся в первом измерений в положении контакта А, во втором цикле - в

положении контакта В.

Работа вольтметра по предлагаемому способу происходит следующим образо.м.

В нервый цикл намерений ко входу преобразователя 2 прикладывают эталонное напряжеиие и. Импульсы с периодом повторения Га поступают на делитель частоты 6. При поступлении нервого имнульса с выхода делителя на блок автоматики открывается селектор // и и а вход «сложить реверсивного делителя поступают импульсы с генератора 10 образцовой частоты. Следующий импульс, поступающий с выхода делителя частоты на блок автоматики, закрывает селектор //. Поступление импульсов на реверсивный делитель 13 прекращается. Во второй цикл измерений блок автоматики переключает все переключатели в положение контакта В. При этом ко входу нреобразователя 2 подсоединены встречно включенные источник 1 эталонного напряжения и источник 4 измеряемого напряжения. Через некоторое время, необходимое для установления переходных процессов в системе, блок автоматики открывает одновременно селекторы 8 и //. На счетчик 9 начинают поступать импульсы с выхода преобразователя до тех пор, пока с выхода реверсивного делителя, находящегося в ноложении «вычесть, на блок автоматики не нридет имиульс перехода реверсивного делителя через нуль. Этот импульс

закрывает селекторы 5 и 11, поступление импульсов на счетчик прекращается. Показания индикаторных ламп, подсоединенных к счетчику, пропорииоиальны значению измеряемого напряжения.

гт

Предмет изобретения

Способ измерения напряжений с корректированием границ интегрирования, основанный на преобразовании из еряемого напрялсения

в частоту колебаиий и носледующем ее измерен.ии, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в первый цикл измерения ко входу преобразователя напряжение-частота подключают источник эталонночастоты подают импульсы записи на вход «сложить реверсивного делителя ,в течение времени, кратного периоду колебаний с выхода преобразователя, во второй цикл измерений -встречно источнику эталонного напряжения включают источник измеряемого напряжения и на вход «вычесть реверсивного делителя подают импульсы опроса с генератора образцовой частоты, а колебания с выхода преобразователя подают на декадный счетчик в течение времени от момента начала опроса реверсивного делителя до момента перехода его через нуль.