Устройство для умножения напряжений Советский патент 1975 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике, а Имевно к компенсационным умножителям мгновенных значений двух сигналов, и может применяться прИ Построении измерительных 1П|реоб(разователей мгновенной и средней мощности.

ИзвесТНЫ .компенсационные умножающие устройства, содержащие электромагнит, в зазоре магнитопровода которого помещены два датч.ика Холла, один из которых (основ«ой) включен на выходе входного усилителя с последовательной Отрицательной обратной связью по току, а другой (жомпещсацйонный) - на выходе источника юостоянного обраЗЦОвого Т0)ка, прлчем выход основного Датчика Холла является выходом устройства, а выход компенсационного датчика подключен к одному входу дифференциального усилителя, на другой вход которого 1подается второе входное напряжение, а на выходе дифференциального усилителя ;включена обмотка электромагнита.

В известных устройствах с компенсацией нелинейности функадии тррео|бразования намагничивающего тока в индукцию зазора существенно ограничен частотный диапазон входных сигналов .из-за наличия обмотки электромагнита с заданным током (пр« неизменном значение входного налряжения, преобразуемого в магнитную индумцию), а1М1пер-1витки которой должны обеспечивать достаточно больщую напряженность магнитного поля в зазоре, значе«йе которой определяет з-начение выходной э. д. с. Холла.

При этом увеличение частоты входных сигналов пр1иводит к увеличению падения напряжения на обмотке, что вызывает увеличение выходной мощности дифференциального усилителя гори заданном токе (дри «езначителыном значении активного сопротивления обмотки выходная мощность усилителя увеличивается прямо пропорционально частоте). Для расщирения частотного диапазона предлагаемое устройство содержит преобразователь тока в напряжениеИ дифференциальный усилитель, пр|Ичем (Преобразователь тока в напряжение .включен поСледовательно с одной из обмоток электромагнита, а выход преобразователя тока в напряжение и выход ,ком.пенсационного датчика Холла подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого соединен со второй обмоткой электромагнита.

Па чертеже изображена схема предлагаемого умножающего устройстВа.

Устройство содержит автокомпенсатор 1, содержащий усилитель 2 м рез истор обратной связи 3; датчики Холла источник 5 (эталонного) образцового тока; преобразователь 7 тока в напряжение; основную обмотку 8

электромагиита; дифференциальный усилитель 9; дополнительную обмот.ку 10; U и ix- входные напряжения .и ток.

Для исключения влия1ния индуктивной связи между основной и дополнительной обмотками они могут быть расположены ортогонально, либо дополнительная обмотка включается на выходе управляемого генератора тока (например, усилитель с отрицательной обратной связью по току.

Схема работает следующим образом.

Оба датчика Холла находятся в магнитном поле, индукция которого равна сумме индукций, обусловленных ампер-витками основной и дополнительной обмоток элект|ром:агнита.

Выходное напряжение датч1ика Холла 4

f/.

е,ц SHi/r,,e (О (i + io) где /CMC (I) - коэффициент преобразования

магнитной системы; 5„1 - чувствительность датчика Холла 4; Rh - значение сопротивления ;резистор-а 3;

IQ - TOIK в дополнительной о бмотке 10, значение которого проло.рционально погрешаости Преобразования.

При коэффициенте усиления (крутизне) дифференциального усилителя 9, намного большем единщы, можно записать

н2 - Siia (i-x + о) (О ID -

гдеКпр - коэффициент преобразования преобразователя тОКа в напряжение 7;

н2 И 5н2 - 1Выхо|Дная э. д. с. и чувствительность компенсационного датчика Холла 5. Определив сумму токов в обеих обмотках

1 - 1х + ID - -Q 7 /ivr

(Ч io

и подотавив ее в выражение для тельно получают

SHI

ги -

Sii2lo k

Как следует из выражения для е„1, составляющие погрешности перемножения, обусловленяые односторонними изменениями S,,i и 8„ от различных фахторов, 1вычитаются. Нелинейность магнитной системы уменьшается в

число )раз, равное коэффициенту усиления дифференциального усилителя. Поэтому 1предлагаемая схема лри сохранении всех преимуществ компенсационных схем позволяет существенно расширить частотный диа-пазон

входных сигналов тари заданной погрешности перемножения, благодаря применению аддитивной .коррекции, поскольку на выходе усилителя включена слабомощная обмотка, через которую протекает ток, пропорциональный погрешности преобразования.

Предмет изобретения

Устройство для умножения напряжений,

содержащее электромагнит с двумя обмотками, ;в зазоре сердечника которого помещены основной и «омленсационный датчики Холла, причем то. входы осовного датчика Холла подключены к выходу автоко,М1пенсатор,а

напряжения, а токовые входы жомпенсационного датчика - к источнику эталонного то,ка, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно содержит преобразователь тока в напряжение и дифференциальный усилитель, пр.ичем преобразователь тока в напряжение включен последовательно с одной из обмоток электромапнита, а выход преобразователя тока в «апряжение и выход компенсациониого датчика Холла подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого соединен со второй обмоткой электромагнита.

9f