Преобразователь действующего значения напряжения в постоянное Советский патент 1976 года по МПК G01R19/22 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для измерения действующего значения напряжения.

Известен квадратичный преобразователь действующего значения, состоящий из генератора треугольного напряжения, соединенного входами двух ограничителей напряжения положительной и отрицательной полярности, на входы которых поступают сигналы, равные сумме и разности входных нанряжений, а выходы соединены с фильтром низких частот

1.

Недостаток такого нреобразователя - повышенные погрешности измерения.

Известен также преобразователь действующего значения напряжения в постоянное, содержащий генератор треугольного напряжения, соединенный с входами двух ограничителей напряжения положительной и отрицательной полярности, выходы которых подключены к входу суммирующего фильтрующего устройства 2.

Недостаточная точность преобразовапия такого преобразователя определяется в основном нестабильностью амплитуды треугольного напряжения, кроме того, такой преобразователь имеет нелинейную (квадратичную) зависимость между выходным и входным сигналами.

Цель изобретения - повыщение точности преобразования и улучшение линейности преобразования между действующим значением входного сигнала н выходным постоянным сигпалом.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь действуюи1его значения папряжеиия в постоянное введены дополнительный ограничитель и последовательно соединенный с ним амплитудньп модулятор, включенные между выходом суммирующего фильтрующего устройства и вторым входом ограничителя напряжения отрицательной полярности, при этом вход преобразователя соединен с вторым входом ограннчителя иапряження положительной нолярности, а выход преобразователя соединен с выходом дополнительного огра1П1чителя.

На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь состоит из генератора 1 треугольного напряжения, соединенного с первыми входами ограничителей 2 и 3 положительной и отрицательной полярности, в,1ходы которых подсоединены к входам суммнрующего фильтрующего устройства (СФУ) 4. Второй вход ограничителя 2 положительной полярности является входом преобразователя. Введенные донолнительно ограничитель 5 и амплитудный модулятор 6 соединены носледоиателыю мсжлу собой, причем вход огргшпчитсля 5 соединен с ныходо.м 4, а выход амплитудного модулятора (5 С|;,язап с нторым входом огранпчнте.чя 3 отри11,ателы1ой полярности.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигнал треугольно формы от генератора i и входной сигнал f/n,-(0 поступают на orpaiiiiчитель 2, где происходит ограничение суммы этих снгиа;юи относ1ггельио нуля в по.южительиую сторону. Выходпой сигнал ограничителя 2 фильтруется с номон;ыо СФУ 4, в результате чего на выходе последнего нолуча от

/;::./Гп.-ДфХ ,„ + ----- U..i)dt L .f ,1 .-/Сф( -Л„+- 6-,/1 ,11 J Am-амплитуда треугольного наггряжения;Dx - действующее значение входиого сигнала; K.nz, . -коэффициенты передачи ограничителя 2 и СФУ 4; Гх - период входного сигнала. На ограничитель 3 отрицательной полярности подается сумма сигнала треугольной формы с выхода генератора I и выходного сигнала блока амплитудного модулятора 6, амплитуда импульсов которого пропорциональна постоянному выходному сигналу преобразователя. Выходной сигнал ограничителя 3 отрицательной полярности фильтруется СФУ 4, в результате чего на выходе образуется напряжеи не U4: 1/4: -Д„з/(фХ ,, (/)3() .1- JI -Л.„+4 4Л,„ 1 при (2/ + 1)Г: -1 при (2f-f 2)Г; 2/H-2 , 1, 2,3...); вых - выходной сигнал преобразователя; /Скз - коэффнциент передачи ограннчителя 3; Т - период выходного сигнала амплитудного модулятора.

Выходное сопряжение СФУ 4, пройдя ограничитель 5, появляется на выходе нреобразователя:

,(и + щ.

(3)

где /Со-коэффициент передачи ограничите ля 5.

Подставляя в выражение (3) выражения (1) и (2), а также нолагая, что Кп2 Кпз /Сп, получают:

вых /Гп /Сф . 0 . - ((Увх- f/вых);(4)

Affi

//2 т т 2

(5)

tVflx - СУвых If ;f кА.|)-ДО- П Полагая КфКоКп достаточно большим и таким, что правую часть выражения (5) можно считать нренебрежимо малой, получают UBX - выхТаким образом, выходное напряжение преобразователя пропорционально действующему значению входного напряжения и не зависит от амплитуды сигнала треугольной формы. Формула изобретения Преобразователь действующего значения нанряжеиия в постоянное, содержащий генератор треугольного напряжения, соединенный с входами двух ограничителей напряжения положительной и отрицательной полярности, выходы которых подключены к входу суммирующего фильтрующего устройства, отличающийся тем, что, с целью новыщенил точности и улучщеиия линейности преобразования, в него введены дополнительный ограничитель и иоследовательно соединенный с ним амнлнтудный модулятор, включенные между выходом суммирующего фильтрующего устройства и вторым входом ограничителя нанряжения отрицательной полярности, при этом вход преобразователя соединен с вторым входом ограничителя нанряжения положительной полярности, а выход преобразователя соедииен с выходом дополнительного ограничителя. Источники информации, использованные при экснертизе. 1.«Экспресс-информация. Серия «Вычислительная техника. Вып. 6, AI 22, февраль, 1957. 2.Патент США № 3064192, кл. 324-118, 1962.