КОМПЕНСАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1973 года по МПК G01R17/06 

1

Устройство относится к области измерения величин переменных токов и может быть использовано В компенсаторах переменного тока и в следящих системах.

Известны устройства, в которых для уменьшения ВЛИЯНИЯ квадратурной помехи используется дополнительная компенсационная схема, аналогичная схеме для измерения полезного сигвала. Однако применение дополнительной схемы усложняет компенсационное устройство, кроме того, из-за взаимосвязи контуров уравновешивания увеличивается время уравновешивания компенсационной схемы, значительно усложняется процесс наладки схемы и уменьшается ее надежность.

Цель изобретения - повышение точности и надежности компенсационного устройства.

Это достигается тем, что в цепь обратной СВЯЗИ усилителя включено управляемое сопротивление, управляющий ВХОД которого подключен к выходу удвоителя частоты, соединенного СВОИМ ВХОДОМ с источником опорного напряжения, подключенным к цепи питания датчика. При этом усилитель обладает фазоизбирательными свойствами, что позволяет подавить квадратурную помеху непосредственно В усилителе.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - схема усилителя.

Компенсационное устройство содержит датчик /, узел 2 компенсации, делитель 3 компенсирующего напряжения, усилитель 4, управляемое сопротивление 5, удвоитель 6 частоты, источник 7 опорного напряжения, исполнительный орган 8 и отсчетное устройство 9. Усилитель 4 представляет собой д.вухкаскадную транзисторную схему, содержащую конденсатор 10, резисторы П, 12 и 13 в цепи

последовательной обратной связи и конденсатор М.

Компенсационное устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика /, пропорциональный величине измеряемого параметра, поступает В узел компенсации, где сравнивается с напряжением, подаваемым на это же устройство с выхода делителя компенсирующего напряжения. Разность измеряемого и компенсирующего напряжений поступает на усилитель 4, В цепь обратной связи которого включено унравляемое сонротивление 5. На управляющий ВХОД сопротивления подается напряжение с удвоителя частоты, соединенного своим входом с источником опорного напряжения, подключенного к цепи питания датчика, и после усиления - на исполнительный орган 8.

Исполнительный орган, воздействуя на делитель компенсирующего напряжения, изменяет величину этого напряжения и приводит

3

схему в состояние, при котором измеряемое и компенсирующее напряжения равны собой.

При этом сигнал па входе усилителя становится равным нулю, исполнительный орган останавливается, и отсчетное устройство, связанное с иснолпительпым органом, показывает величину измеряемого параметра.

Вместе с измеряемым сигналом в узел компенсации и далее на усилитель поступает квадратурная помеха, которая может попасть на исполнительный орган и привести к погрешности измерения.

Подавления квадратурной помехи в данной схеме достигают следующим образом. При подключении конденсатора 10 к выходу усилителя, каждый каскад которого охвачен достаточно глубокой последовательной отрицательной обратной связью с помощью резисторов 11, 12 и 13, а весь усилитель - параллельной обратной связью с помощью управляемого сопротивления 5, на входе носледнего создается индуктивный импеданс, величина которого равна

,

где PI - коэффициент усиления по току первой ступени усилителя; Р - общий коэффициент усиления по току усилителя;

R - величина управляемого сопротивления в цепи параллельной обратной связи;

г - величина сонротивления резистора // в цепи последовательной обратной связи, охватывающей первую ступень усилителя.

Из этой формулы видно, что изменяя велиь чину R управляющим нанряжепием с выхода удвоителя частоты, можно изменять величину индуктивности L.

При подключении конденсатора 14 параллельно входу усилителя получают параллельный колебательный $ онтур с переменной индуктивностью.

Если изменять величину этой индуктивности с частотой, равной удвоенной частоте измеряемого сигнала и с определенной глубиной модуляции X, то напряжение на зажимах параллельного колебательного контура, а, следовательно и на входе усилителя, при резонансе определяется выражением

l-fxe«

и щ,.

1--/и - напряжение на входе

где усилителя;

/- ток колебательного контура;

Кэ - эквивалентное сопротивление контура нри резонансе;

В фм-2ф- величина, зависящая от

фазы модулирующего напряжения фм и измеряемого сигнала ф.

Из этой формулы видно, что напряжение на входе усилителя зависит от соотнощепия фаз сигнала и модуляции индуктивности.

При соответствующем выборе фазы модуляции напряжепие для полезного сигнала равно

f/, ZZZ /,/ J- . 1V.

а для квадратурной помехи

п -

и-/.

Для глубины модуляции X (), достаточно близкой к единице при /Р /п, т. е. схема обладает .свойствами фазовой избирательности, причем полезный сигнал оказывается усиленным за счет эф1факта параметрического усиления в раз,

1

а квадратурная помеха - подавленной в

раз. При этом отнощение полезного сигнала

к квадратурной помехе увеличивается в

1 -у.

раз.

Предмет изоб.ретения

Компенсационное устройство переменного тока, содержащее последовательно соединенные датчик с цепью питания, узел компенсации, усилитель, исполнительный орган, причем между цепью питания датчика и выходом исполнительного органа включен усилитель компенсирующего напряжения, выход которого

подключеп к второму входу узла компенсации, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и надежности, в цепь обратной связи усилителя включено управляемое сопротивление, управляющий вход которого

подключен к последовательно соединенным удвоителю частоты и источнику опорного напряжения, вход последнего подключен к цепи питания упомянутого датчика.

Выход

Фиг. 2