Цифровой вольтметр переменного напряжения Советский патент 1975 года по МПК G01R19/02 G01R13/02 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны цифровые вольтметры переменного Напряжения, содержащие последователБНО соединенный широконолооный усилитель с регулируемым звеном обратной связи и входной преобразователь эффективных значений, а также сумматор, опорный преобразователь эффективных значений, опорный источник напряжения, переключатель, нуль-орган и индикатор.

Предложенный цифровой вольтметр переменного напряжения отличается от известных тем, что он снабжен последовательно соединенными делительным устройством, реверсивным счетчиком и преобразователем сопротивления в частоту, подключенным .к выходу регулируемого звена обратной связи, причем источники опорного напряжения через переключатель соединены с опорным преобразователем эффективных значений, выход которого через сумматор « дуль-орган подключен к регулируемому звену обратной связи широкаполосного усилителя.

Такие отличительные особенности позволяют повысить точность и расширить частотный диапазон вольтметра.

Схема предложенного цифрового вольтметра изображена на чертеже.

Входной зажим вольтметра через переключатель 1 (клемму а), сумматор 2 и широкополосный усил;итель 3 с звеном обратной связи 4 подключен к входному преобразователю эффективных значений 5, выход которого через сумматор 6 соединен с выходом опорного преобразователя эффективных значений 7, вход которого через переключатель 8 (Клем;му а) подключен к и сточнику опорного напряжения f/oi в первый и третий

такты измерения и через переключатель 8 (клемму б) - к источнику опорного напряжения UQZ во второй и четвертый та-кты измерения.

Выход сумматора 6 через нуль-орган 9

соединен с одним из входов регулируемого звена обратной связи 4, выход которого через преобразователь сопротивления в частоту 10, реверсивный счетчик 11 и делительное устройство 12 соединен с отсчетным

устройством 13.

Работа цифрового вольтметра происходит следуюш,им образом.

Измеряемое напряжение U,. через переключатель 1 (клемму а), сумматор 2, в первый такт измерения, усиливается широкополосным усилителем 3 и затем преобразуется в э.д.с. EI входным преобразователем эффективных значений 5. Э. д. с. ; сравнивается с э. д. с. EZ на выходе опорного преобразователя эффективных значений, подключенного в

первый такт измерения к источнику олорного сигнала t/oi через переключатель 8 (клемму а).

Разностное напряжение усиливается нульорганом 9, который регулируя звено обратной связи 4, уменьшает разностное значение EI-EZ до малой величины. Далее установившееся значение резистора регулируемого звена обратной связи 4 преобразуется в последовательность импульсов и запоминается в реверсивном счетчике 11, работаюшем в режиме суммирования.

Во второй такт измерения вход преобразователя эффективных значений 7 соединяется с источником Опорного напряжения t/o2 через клемму б переключателя 8. Это приводит к тому, что нуль-орган 9 регулирует звено обратной связи 4, так, чтобы изменить прежнее значение EI и уравнять его с новым значением напряжения на выходе преобразователя эффективных значений 7. Новое установившееся значение резисторов звена обратной связи преобразуется в последовательность импульсов преобразователем сопротивления в частоту 10 и вычитается в реверсивном счетчике из ранее запомненного значения количества импульсов. Полученный остаток заносится в делительное устройство 12.

В третий и четвертый такты процесс измерения повторяется с той лишь разницей, что на вход преобразователя эффективных значений 5 через широкополос-ный усилитель 3 с регулируемым звеном обратной связи 4, сумматор 2 и клемму б переключателя 1 подсоединен источник опорного напряжения UQI. Остаток, полученный в реверсивном счетчике 11 в течение третьего и четвертого тактов, заносится в делительное устройство 12, а результат деления первого запомненного остатка на второй индицируется отсчетным устройством 13.

В первый такт измерения, учитывая квадратичность преобразователей эффективных значений 5 и 7 и полагая, что усиление нульоргана 9 достаточно велико, можно записать

и:

Кг, т. -Ш, ,

(H-Api)2

где PI - коэффициент преобразования цепи обратной связи 4; Кт, , Кт, - коэффициенты преобразования квадратичных детекторов 5 и 7, откуда

р. - 1/31(2)

Lf.

Во второй такт измерения новое значение коэффициента преобразования обратной цепи ра можно найти из уравнения (2), подставив вместоL oi и02 т. е.

1

-+ -1/

(3)

К

На реверсивном счетчике 11 происходит

вычитание двух значений ,pj и 2, а их раз10 ность заносится в делительное устройство 12.

Г Кг,

NI ,Р,-р2 С/.

(4) Uoi у

5 Разность, полученную на реверсивном очетчике в течение третьего и четвертого тактов, .можно найти из выражения (4), подставив вместо Uj. UQI.

Уо2-Ус

(5)

t/o;

К к.

Результат деления двух разностей в делительном устройстве 12 индицируется отстетныМ устройством 13, т. е.

и.

л, (6)

N2

Из выражения (6) следует, что в результате измерения не входят коэффициенты преобразования блоков 3, 5 и 7, вследствие чего повышается точность вольтметра и значительно расширяется его частотный диапазон.

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр переменного напряжения, содержащий последовательно соединенный широкополосный усилитель с регулируемым звеном обратной связи и входной преобразователь эффективных значений, а также сумматор, опорный преобразователь эффективных значений, опорный источник напряжения, переключатель, нуль-орган и индикатор, отличаю. щийся тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона, он снабжен последовательно соединенными делительным устройством, реверсивным счетчиком и преобразователем сопротивления в частоту, подключенным к выходу регулируемого зве-, на обратной связи, причем источники опорного напряжения через переключатель соединены с опорным преобразователем эффективных значений, выход которого через сумматор и нуль-орган подключен к регулируемому звену обратной связи широкополосного

усилителя.