Устройство для градуировки вольтметров Советский патент 1976 года по МПК G01R19/00 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ВОЛЬТМЕТРОВ

1

Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может быть использовано для градуировки и проверки широкополосных высокочастотных вольтметров.

Известно устройство для градуировки вольтметров, состоящее из источника переменного напряжения,образцового вольтметра и калиброванного делителя напряжения 1 .

Однако известное устройство имеет низкую точность измерений в широком диапазоне частот.

Известно также устройство для градуировки вольтметров, содержащее эталонный генератор и образцовый вольтметр 2. Это устройство тоже имеет низкую точность градуировки в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является повышение точности градуировки в широком диапазоне частот.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжен опорным генератором, последовательно соединенными сумматором, смесителем, усилителем переменного тока и индикатором минимума и двумя одинаковыми цепями, состоящими из последовательно соединенных фазовращателя, фазового детектора, фильтра нижних частот, перестраиваемого генератора и смесителя, выход которого подключен к второму входу фа

зового детектора, причем выход эталонного генератора подключен к второму входу смесителя и к вторым входам смесителей одинаковых цепей, выход опорного генератора соединен с входами фазовращателей одинаковых цепей, входы сумматора подключены к выходам перестраиваемых генераторов одинаковых цепей, а его выход - к входу образцового вольтметра.

На чертеже изображена структурная электричес кая схема устройства.

Она содержит эталонньш генератор 1, опорньш генератор 2, фазовращатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры нижних частот 7 и 8, перестраиваемые генераторы 9 и 10, смесители 11, 12 и 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор минимума 16 и образцовьш вольтметр 17.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы эталонного генератора 1 и перестраиваемого гене{)атора 9 подаются на входы смесителя 11 на выходе которого образуется про межуточная частота, близкая частоте опорного генератора 2. Обе частоты поступают на входы фазового детектора 5, при этом выход опорного генерато ра 2 подключен ко входу фазового детектора 5, через фазовращатель 3. Выходной сигнал фазового детектора 5 через фильтр нижних частот 7 воздействует на цепь управления перестраиваемого генера тора 9. В режиме синхронизма промежуточная частота смесителя 11 равна частоте опорного генератора 2, и фазовый сдвиг, задаваемьш с помощью фазовращателя 3 на опорной частоте, переносится на частоту перестраиваемого генератора 9. Аналогичные процессы происходят во второй цепи, состоящей из фазовращателя 4, детектора 6, фильтра 8, генератора 10 и смесителя 12. В режиме синхронизма частота перестраиваемого генератора 10 устанавливается равной частоте перестраиваемо го генератора 9. Поступая далее на сумматор 14 г обе частоты образуют суммарный сигнал этой же частоты с напряжением Uc л1и -bU2 2U U2COs4

где DI - амплитуда выходного сигнала перестраиваемого генератора 9;

Uj - амплитуда выходного сигнала перестраиваемого генератора 10;

- фазовый сдвиг между сигналами генераторов 9 и 10.

Если ,TO U 2Ucos4/2 , т. е. при изменении фазового сдвига между напряжениями перестраиваемых генераторов от О до 180° напряжение суммарного сигнала будет изменяться от 2J ДоО.

Для начальной калибровки устройства суммарный сигнал подается на смеситель 13 вместе с сигналом эталонного генератора 1, а выходной сигнал смесителя 13, частота которого равна частоте опорного генератора 2, усиливается затем с помс щью избирательного усилителя 15 и поступает индикатор минимума 16. Установив один из (bsic.вращателей 3 на нулевую риску, вращением вт;.р го фазовращателя 4 по индикатору 16 устанай.чквается минимальный уровень выходного сит нала смесителя 13, что соответствует нулевому уровню суммарного сигнала на выходе сумматора 14. Для обеспечения условия равенства амплитуд составляющих суммарного вектора один из перестраиваемых генераторов должен иметь регулировку выходного напряжения в небольщих пределах.

Устройство для градуировки вольтметров, содержащее эталонный генератор и образцовый вольтметр, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности градуировки в широком диапазоне частот, оно снабжено опорным генератором, последовательно соединенными сумматором, смесителем, усилителем переменного тока и индикатором минимумя и двумя одинаковыми цепями, состоящими из последовательно соединенных фазовращателя, фазового детектора, фильтра нижних частот, перестраиваемого генератора и смесителя, выход которою подключен к второму входу фазового детектора, причем выход эталонного генератора подключен к второму входу смесителя и к вторым входам смесителей одинаковых цепей, выход опорного геиераторп соединен с входами фазовращателей одинаковых цепей, входы сумматора подключены к выхидам перестраиваемых генераторов одинаковых цепей, а его вьсход - к входу образцового вольтметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2. Ремез Г. А. Курс основных радиотехнических измерений М., 1966, с. 145 (прототип). Таким образом, з результате начальной калибровки устройства вьшолняется условие DI и между сигналами перестраиваемых генераторов 9 и 10 с большой точностью устанавливается фазовый сдвиг, равный 180°. Затем с помощью фазовращателя 4 этот сдвиг компенсируется и по образцовому вольтметру измеряется максимальное значение суммарного сигнала при нулевом сдвиге. Задавая теперь фазовращателем 3 калиброванные фазовые сдвиги, можно получить на выходе сумматора калиброванные значения выходного напряжения. Погреншость градуировки определяется точностью измерения максимального значения образцовым вольтметром и погреншостью задания фазового сдвига. Формула изобретения