Преобразователь эффективных значений напряжения Советский патент 1976 года по МПК G01R19/22 

4

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при построении высокоточных преобразрвателей эффективных з«ачений напряжения.

Известны нреобразователи напряжения, содержащие два канала, выходы которых соединены с сумматором 1. Однако такие преобразователи имеют невысоку О точность преобразования.

Известны также измерительные преобразователи эффективных значений напряжения, состоящие из двух каналов, каждый из которых содержит день прямого преобразования и цепь обратного преобразования, выходом соединенную с входом усилителя, выход усилителя первого канала подключен к нагревателю термонреобразователя цепи обратного преобразова.ння, нрнчем выходы термопреобразователей цепей прямого и обратного преобразования включены между собой последовательно и встречно 2.

Иогрещность таких преобразователей определяется коэффициентом усиления используемого усилителя. При необходимости уменьшения этой погрешности приходится повышать коэффициент усиления усилителя, что приводит к понижению устойчивости устройства и уменьщению его быстродействия. Кроме того, новышение коэффициента усиления усилитетя приводит к повышению уровня шумов на

2

его выходе, что, в свою очередь, нриводит к увеличению погрешности преобразования.

Целью изобретения является повышение точности преобразова П1я.

Для достижения этой цели в преобразователе эффективных значений напряжения, состоящем из двух каналов, каждый из которых содержит цепь прямого преобразования и цень обратного преобразования, выходом соединенную с входом усилителя, выход усилителя первого канала нодключен к нагревателю термопреобразователя цепп обратного преобразования, причем выходы термопреобразователей цепей прямого н обратного преобразования включены между собой последовательно н встречно, выход первого :Канала соединен с из входов сумматора, выход усилителя второго канала соединен со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с нагревателем термоиреобразователя цени обратного преобразования второго канала и с клеммой выхода устройства. Кроме того, цепь прямого преобразования вынолнена на одном общем для обоих каналов термонреобразователе, выходом подключенным к выходам термопреобразоватслей цепей обратного преобразования каналов, прнчем вышеуказанные выходы соединены между собой носледовательно и встречно. Изобретение поясняется фиг. 1 и 2, где прнведены схемы нреобразователей эффективных значений напряжения. На фиг. 1 изображены два канала преобразования 1 и 2, цепи ирямого преобразования с резисторами 3 и 4 и термоплреобразователями 5 и б, цепи обратного преобразования с резисторами 7 и 8, термопреобразователями 9 и 10 и усилителями 11 и 12. канал содержит, кроме тото, узел суммировання 13 с входами, к одному из которых ИОДКЛ Очен выход нреобразователя первого канала, а ко второму входу - выход усилителя второго канала. С выхода узла сум-мирования снимается сигнал обратной связи второго канала и выходной сигнал. Работа устройства заключается в следующем. Коэффпцпе гг преобразования устройства принят равным , что эквивалентно равенству коэффициентов преобразования цепей прямого и обратного преобразований сигнала. В этом случае при подаче на вход устройства напряжения U., уравнение равновесия первого канала примет вид: у,(1) ({ вхАпр, UsbK, к, t Bbixi - выходное нанряжение нервого канала, - коэффициент преобразования цепей, содержащих термопреобразователи, Ду, -коэффициент усиления усилителя первого канала. уравнение (1) относительно UebK, по2/Г„р/С„0-„-,:/ Второй сомножитель формулы (2) отражает статическую погрешность иреобразовання 1-го канала. Нанряжение на выходе второго калала равно сумме напряжепнй с выхода усилителя второго канала и с выхода первого канала. Следовтельно, уравнение равновесия второго канала будет иметь вид: С-вых AnpJ , - - Ьвых и уъ (-ахА пр.. (3) значс П1е УИ, Подставляя в уравнение 3 уравнения (2), получим ,, /.I 2/С„р, KyU,, Щ,, KyU,J уравнепии (4) учтеио, что . Кроме того, в уравнениях (2) и (4) иеред взят знак «-Ь, так как он соответствует устойчнвому решению уравнения (3), носкольку ИСТОЧ1ИИКОМ сигнала является входной сигнал. Как следует из уравнения (4), статическая иогрешиость нреобразования всего устройства равна произведению статических погрешностей .каналов. Таким образом, устройство позволяет при относителыго иебольших коэффициентах усиления ус;:лнтелей качгалов обеснечить низкую погреш;:0 7Ь преобразования всего устройства в целом. Два канала с независимыми иеиями прямого и обратного преобразования сигнале удобпс применять при непользовании в иреобразо етода иротивоноетавлений для корюгрешности иресбразования, если она разлцчием коэффициентов ирсобрацсней ирямого и обратиого иреобраПрц этом, преобразование производится в два этапа, и на втором этане иреобразсвачия цени иря.мого ц обратного нреобразо;5ан1п взаимно меняются местами, а результат иреобразования находится как полусумма значеппй результатов и -;еобразованля, нолучецпых па обоих этапах. Если же в устройстве используются термопреобразователи с согласованными характеристиками, то в этом случае с целью упрощения устройства .можно исключить цеиь прямого цреобразования одного из каналов и выполнить цепь прямого преобразования обоих каналов на одном, общем для обоих каналов, термопреобразователе, подключенным выходо.м к выходам термопреобразователей цепей обратного нреобразовапия каналов. Схе.ма такого устройства изображена на фиг. 2, где изображены два канала 14 и 15, цепь ирямого преобразования сигнала с резистором 16 и тер.мопреобразователем 17, цени обратного преобразования сигнала с резисторами 18 и 19 и термопреобразователями 20 и 21, усилители 22 и 23 и сумматор 24, при этом выход термопреобразователя цепи ирямого преобразования соединен с выходами термоиреобразователей цеией обратного иреобразования каналов. Возможность иснользовация обн1ей цени нрямого преобразования вытекает из того обстоятельства, что термопреобразователи имеют низкое выходное сопротивление, что обеспечивает развязку обоих каналов ио входам. Устройство функционирует аналогично устройству, изображенному на фиг, I, и имеет с ним аналогичные метрологические характеристики. Использование термоиреобразователей с согласоваццымн ха))актеристиками исключает в этом случае иеобходимость применения приемов метода иротивопоставлений, обеспечивающего коррекцию неидеитичиости характеристик термонреобразователей. Фор .1 у л а изобретения 1. Преобразователь эффективных значений напряжения, состоящнй из двух каналов, каждый из которых содержит цепь прямого преобразоваипя и пень обратного преобразования, |5ыходом соеди1;еииую с входом усилителя, В1яход усилителя первого канала подключен к нагревателю те)монреобразователя цели обратного цреобразования, выходы термопреобразователей цепей прямого и обратного преобразования включены между собой встречдо и последовательно, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования выход первого канала соединен с одним из входов сумматора, выход усилителя второго канала соединен со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с нагревателем термопреобразователя цепи обратного преобразования второго канала и с клеммой выхода устройства.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения в случае согласованных характеристик термопреобразователей, цепь прямого преобразования выполнена на одном общем для обоих каналов термопреобразователе, выходом подключенным к выходам термопреобразователей цепей обратного преобразования каналов, причем вышеуказанные выходы соединены собой встречно и последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Новоселов Б. В. Проектирование квазипостоянных следящих систе: 1 комбинированного регулирования. М., «Госэнергонздат, 1972 г., стр. 50.

2.Волгин Л. II. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов п систем. «Советское радио. М., 1971 г., ст-.). 179-184.

Вх.