Дифференциатор электрических напряжения Советский патент 1975 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны дифференциаторы электрических напряжений, содержащие входные и выходные клеммы, кольцевой коммутатор, выполненный в виде ламелей и щеток, и конденсаторы.

Предлагаемый дифференциатор отличается от известных тем, что он снабжен модулятором и дополнительным четырехиолюсным коммутатором, причем цепи, состоящие из последовательно соединенных входных клемм и конденсатора, включены между двумя рядами ламелей кольцевого коммутатора, а пары щеток коммутатора укреплены на оси с неравными относительными сдвигами, кратными межламельному расстоянию, и соединены с контактами дополнительного четырехполюсного коммутатора, две щетки которого соединены между собой, а две другие подключены к неподвижным контактам модулятора, подвижный контакт которого через конденсатор соединен с выходными клеммами, а один из неподвижных контактов подключен через конденсатор к нулевой шине.

Такое выполнение позволяет расширить функциональные возможности дифференциатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого дифференциатора, -включающего кольцевой коммутатор 1, между ламелями которого включены последовательно соединенные входные зажимы н конденсаторы 2. Выводы щеток присоединены к соответствующим контактам дополнительного четырехполюсного коммутатора 3, две щетки которого закорочены между собой, а две другие соединены с неподвижными контактами 4 и 5 модулятора, подвижный контакт б которого через конденсатор 7 присоединен к входу последующего каскада, а

один из его неподвижных контактов 4 - к заземленной точке последующего каскада через конденсатор 8 большой емкости.

Для пояснения работы устройства к одному из входов подключен датчик изменяющегося

напряжения, имеющий общую точку с заземленной щиной последующего каскада.

Устройство работает следующим образом.

Изменяющееся напряжение от датчика,

имеющего заземленную промежуточную точку,

например, горячий спай термопары, со входных зажимов подводится к соответствующему запоминающему конденсатору 2 через выбранную для этой цели пару щеток кольцевого коммутатора, закороченную между собой через спаренные подвижные контакты дополнительного коммутатора 3. При этом конденсатор 2 запоминает дискретное значение входного напряжения. Через установленное с помощью коммутатора 3 время вторая избранная

пара щеток кольцевого коммутатора попадает

на тот же конденсатор, подключенный встречио с датчиком изменяющегося напряжения, и и через вторую пару подвижных контактов коммутатора 3 подсоединяет встречно включенные упомянутый конденсатор и датчик к неподвижным контактам 4 и 5 модулятора. В этот момент на высокоомном входе последующего каскада возникает переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна разности двух напряжений: запомненного и текущего значения входного сигнала. Каждое новое значение интервалов времени, за которое сравнивается запомненное и текущее напряжение входного сигнала, устанавливается путем изменения положения ручек коммутатора 3, причем для удобства все четыре его ручки объединены общей ручкой управления.

Если источник входного сигнала не заземлен, то в момент появления напряжения между неподвижными контактами модулятора конденсатор 8 будет подставлять собой замкнутый ключ, так как его емкость намного больпле емкости последовательно соединенных конденсаторов 2 и 7, и напряжение будет приложепо к входу последующего каскада. При наличии заземленной промежуточной точки источника входного сигнала в момент замыкания коитактов 4 и 6 модулятора на вход последующего каскада подводится разность запомненного напрялсения н напряжения . В момент последующего замыкания контактов 5 и 6 модулятора на вход последующего каскада подводится напряжение Е, снимаемое между вторым входным зажимом и общей заземленной шиной. Амплитуда переменной составляющей напряжения на входе последующего каскада в установившемся режиме равна разности запомненного и входного напряжений.

Таким образом, при условии того, что емкость конденсатора 8 много больше емкости последовательно включенных конденсаторов 2 и 7, и постоянная времени цепочки, состоящей из этих конденсаторов и резистора 9, дмиого больше периода переключения контакта 6, амплитуда переменной составляющей напряжения на входе последующего каскаца в установившемся режиме будет равна разности

двух напряжений; периодически запоминаемого и входного, независимо от наличия и места нахождения точки заземления входного датчика.

Возможность широкого выбора интервалов времени формирования приращений напряжения позволяет повысить точность дифференцирования за счет выбора интервалов так, чтобы приращения напряжений превышали величину

шума во ВхЧодиом сигнале. Кроме того, если дифференцируемое напряжение содержит переменную составляющую известной частоты, то интервалы времени выбирают на условиях исключения влияния переменной составляющей

на результат дифференцирования.

Исключение необходимости изменения времени цикла коммутации конденсаторов и отказ от необходимости изоляции шасси последующего каскада от земли упрощает конструкцию дискретного дифференциатора и последующего каскада. С помощью предложенного устройства можно вести многоканальную запись скоростей изменения напряжений.

Предмет изобретения

Дифференциатор электрических напряжений, содержащий входные и выходные клеммы, кольцевой коммутатор, выполненный в виде ламели и щеток, и конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен модулятором и дополнительным четырехполюсным коммутатором, причем цепи, состоящие из последовательно соединенных входных клемм и конденсатора, включены между двумя рядами ламелей кольцевого коммутатора, а пары щеток коммутатора укреплены на оси с неравными относительными сдвигами, кратиыми межламельному расстоянию, и соединеиены с контактами дополнительного четырехполюсного коммутатора, две щетки которого соединены собой, а две другие подключены к неподвижным контактам модулятора,

подвижный контакт которого через конденсатор соединен со выходными клеммами, а один из неподвижных контактов подключен через конденсатор к нулевой шине. На &хад постдуюицв