Измеритель напряжения переменного тока Советский патент 1975 года по МПК G01R19/26 

Изобретение относится к области электроизмер.ителыгай техники.

Известные ycTipoftCTBa измерения Среднего значения переменного напряжения, основанные на преобразовании напряжения в частоту и Интегрировапии полученной частоты в течение ере-мени, примерно ратюго периоду частоты .измеряемого на|Пряжения, имеют значительную 1логрешность .измерения при изменении частоты ,из:ме ряемого напряжения.

Цель изобретения - устранение зависимости результата измерения от частоты входного сигнала. Это достигается путем снабжения измерителя двумя схемами -совпаделия, схемой сборки, запоминающим устройством и двумя устройст.ва1М.и автоподстройки частоты, первые входы которых соединены с выходом фо(рмирователя, второй .вход napiBoro уст1ройст,ва автоподстройкя частоты подключен к одному ИЗ выходов прео&разователя напряжение - частота и «о Входу измерителя отношения двух частот, а выход - ко .входу управления крутизной нреобразо.вателя напряжеН-ие - частота, второй вход второго устройства а.втоподстрой, частоты соеди.нен со входом схемы сборки и .вы.ходам первой схемы Сов1паден.ия, а выход - со входом запоминающего усТ(ройст1ва, /причем .другой выход преобразователя напряжение - частота .подключен через вторую схему совладения и схему сборки а. одному 1ГЗ Входо.Б линии задержки, .к другому входу которой подключен .выход запоминающего устройства, а выхо.д - к одному из входов пер.вой схемы совпадения.

На чертеже приведена функциональпая схема из,ме|р.ителя.

Измеритель содврж.ит дифференциальный преобразователь 1 напряжение-частота, на выходе 2 которого образуется частота, равная разности начальной частоты и частоты, пропорциональной входному напряжекию, а на выходе 3 образуется частота, равная суммо двух у.помя.нутых частот; формирователь 4; схемы совпаден1ия 5 и 6; схему сборки 7; ЛИнию задержки 8 со входом 9 управления величиной задержки з с сигнальным входом 10; смес 1тель //; запоминающее устройство 12; измер1итель 13 отношения двух частот со входом 14, на который людается значение частоты «дел.имого, и входом 15, на которьи подается значение частоты «дел.ителя ; устройства автоподстройки 16 и 17 частоты с одними входа м) 18 ,11 19 и другими ,входам.1 20 и 21 соответственно; сигнальный вход 22 устройства управления и вход 23 управленил крутизной -преобразования преобразователя /.

Р1змеритель работает следующим образом.

При подаче импульса управленИя на вход 22 схема со.впадения 5 .и измеритель 13 пере.водятся в закрытое состояние, а все остальные у€Т(ройства измерителя остаются .включенными. Схема :сбо;р,ки 7, линия задержки 8, схема 6 образуют кольцо, работающее в режиме генерацил. В таком вырабатывается частота, равная f где /3 - время задержки. Эта частота поступает на вход 21 устройства автоподстройки частоты 17. Напряжение рассогласования, вырабатываемое в устройстве 17, через запоминающее устройство 12 поступает на управляющий вход 9 линии задержки 8, изменяя время задержки. При это.м частота, отр еде л я ем а я линией заде-рл ;К.и 8, изменяется до тех пор, -пока не станет равной частоте, .воздействующей на вход 18 устройства автоиодстройки частоты 17, т. е. поддерживается равенство /.,.3 Q или 7, где Q - частота .колебаний измеряемого напряжения;Го - период колебаний измеряемого наи.ряжен.и.я. В это время кольцо, образова.пное преобразователем 1, устройством 16, поддерживает на входе 3 -нреобразователя / сум.марную частоту, кратную частоте измеряемого напряжения. Так ка;к в дифференциальнО.м преобразователе напряжение-частота суммарная ч.астота /1 равна (l + aAj, где /о - начальная частота; л; - велИЧЕна измеряемого .напряжения; а - постоя.нный коэффициент; и разностная частота равна /р /о(1-ал;. то суммарная частота /s на выходе 3, выделяе.мая входящим в .преобразователь / ф.ильтром, ра.вна / S 2/0, а разностная частота / р на выходе 2 равна /р 2/о -и ах, т. е. частота /s однозначно определяет крутиз.ну преобразования из.моряемого напряжения в разно1етную частоту. Если поддерживается , то это обеспечивает требуемое .изаменение крутизны нреобразования при Измерен1И1Н частоты измеряемого напряжения fp tiQax. При изменени величины х по спнусолдальному закону данное выражение запишется в в.иде fp nQU,, slnQt. При отключен1Еи управляющего и.мпульса со вхо.да 22 открывается схема совпадения 5 и за.поминающее устройство 12 переводится в режим запоминания напряжения рассогласования. При этом вре.мя задержки линии задержки 8 поддержи.вается 1постоянны.м. Пр.и этом через схему совладения 5 разностная частота (f) с выхода 2 преобразователя / поступает на вхо.д схемы сборки 7 и далее через нее - на вход 10 линии задержки 8 .и вход смесителя 11. На другой вход смесителя // -поступает эта же частота задержания на время На выходе смесителя образуется частота, равная f 2nUQsm у 2nUQ 1, которая поступает на вход 14 пз.мерителя отнощения частот 13, который npai отсутствии управляющего и.мпульса открыт. На вход 15 из.мер:Ителя отношения частот 13 поступает суммарная частота. В результате измеритель отношения частот 13 вырабатывает , равный отношению этих частот. Таким Образо.м, число и-мнульсо.в N, соответствующее средне.му значению .измеряемого напряжения, за.пишется в виде .. m,nU9- „ ,, Л -- - 2nmU, где т - постоянная измерителя отношения Из последнего выражения видно, что результат измерения не зависит от частоты нзм ар я е:м о го н an р я ж е н и я. П р е д м е Т изобретения Измер.итель напряжения переменного тока, содержащий диф.ференциальный преобразователь напряжение - частота, вход которого соединен со входом формирователя, линию за.держк1и, вход и выхо.д которой иодключены ко в.хода.м смесителя, .и измеритель отношения двух частот, отличающийся тем, что, с целью устраления погрещности измерения при изменении частоты в.ходного сигнала, OFI снабжен двумя схе.мамИ совпадения, схемой сборки, запo минaюn иlм устройством и двумя устройствами автоподстройки частоты, первые .входы которых соединены с .выходом фор.м.иро.вателя, второй вход .первого устройства автоподстройки частоты .подключен к одному пз вы.ходов преобразователя напряжение - частота и ко входу измерителя отношения двух частот, а выход - ко входу управления крутизной преооразователя напряжение - частота, второй вход второго устройства автоподстроаки частоты соединен со .входо.м .схемы сборки и выходом первой схемы совиадения, а выход - со входом запОМинающего устройства, причем другой выход .преобразователя напряжение -

частота подключен через вторую схему совпадения и схему сбО|рКИ к одному из входов линии задержки, другой вход которой соединен с выходол запомпнающего устройства, а выход - с одним из входов первой схемы совпадения.

тл