Преобразователь мощности в напряжение постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для создания точных аналоговых н цифровых нзмерителей мощности постоянного и переменного тока.

Известен компарирующий нреобразователь электрической MOUIHOCTH, содержащий термокомпаратор, соединенный с источником опорного напряжения, к выходу которого подключен интегратор 1.

Такому преобразователю присуща низкая точность, обусловленная температурной и временной нестабильностью характеристик элементов термокомнаратора.

Иаиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь мощности в иапряжение ностоянного тока, содержащий источник опорного напряжения и д 1фференинальный термокомпаратор, два нагревателя которого соединены с выходами двух сумматоров, а выход дифференциального термокомпаратора соединен через активный интегратор с выходом преобразователя 2.

Такой нреобразователь обладает ногрещностями, обусловленными неидентичностыо характеристик двух термонреобразователей, а также температурной и временной нестабильностями их функций преобразования.

Целью нзобретения является новьпнение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь мощностн в напряжение постоянного тока, содержащий источник опорного напряжения и дифференциальный термокомиаратор, два нагревателя которого соединены с выходами двух сумматоров, вход од1ЮГО из них является входом преобразователя мощности в напряжение постоянного тока, а вы.ход дифференциального термокомпаратора соединен через активный интегратор с выходом иреобразователя мощностн в нанряжение постоянного тока, введены два блока вычнтания, входы которых соединены с соответствующими входами сумматоров, вход одного из них - с выходом источннка опорного напряжения, а их выходы иодключены ко входам второй пары нагревателей термокомпаратора.

На чертеже представлена фупкцнональиая предлагаемого преобразователя.

Он содержит дифференциальный термокомпаратор 1, содержащий четыре нагревателя 2-5 и один чувствительный элемент (дифференциальный полупроводниковый термоэлемент) 6, источник оиорного напряження ностояпного тока 7, сумматоры 8 н 9, блоки вычитаиия 10, 11, активный интегратор 12.

Преобразователь мощност в напряжение постоянного тока работает следующим образом.

Входиое напряжение ностуиает на вход 13 иреобразователя мощностн в напряжение постояниого тока п одновременно на входы суль матора 8 и блока вычитания П. Одиовре.меино с этим входной ток (илн нропорционал :,иое ему наиряженне) постуиает на вход 14 и па вторые входы сумматора 8 п блока вычитании 11.Выходной сигнал сумматора 8, пропорциональный значе}5ию суммы входных нанряжения и тока ( + вх), ноступает на нагреватель 2 одной из двух нар нагревательных элементов днфференцнального термокомиаратора. Одновременно е выхода блока вычнтання 11 на нагреватель 5 той же нары нагревателей элементов днфферснннального тсрмокомнарагора 1 ностунает сн1Т1ал, )ннона.:1ьиый значению (OV.x-hixj- От нсточиика 7 нанряжение ЕО ноступает на нервые входы блока вычнтання 10 н сумматора 9, на вторые 15ходы которых н на выход 15 ностунает выходное нанряжеине нреобразователя мониюсти в напряжение постоянного тока (/вых- Выходной сигнал блока вычнтаппя 10 (нропорциопальный величипе ), н сигнал с зыхода сумматора 9 (нронорннональный велнчнне о + вых), постуная на нагреватели 3 н 4 термокомнаратора 1, тоддерживают постояииыми обе результпруюаше темиературы, которые обуславливают появление ссютветствуюииьх электрических снгиа;к)в, вычитаемых в термокомнараторе 1. Зыходная разностная термо-э. д. с. термокомнаратора 1, равная е„ь поступает с дифференциального иолупроводникового э.темента 6 на активный интегратор 12,выход которого соед1И1еи с выходом преобразователя мощноети в нанряженне ностоянного тока и входами сумматора 9 и блока вычитаиия 10. Поскольку выходная термо-э. д. с. е,п, пропорциональна разностн результнруюиии температур обенх нар нагревателей., то: е,„ - , (i/Bx + + Кп, (Е, - U,,,,Y - Кп, (ех - /.х) + Кп, (о + Ль.х), (1) где /(„, /С,ь, Кп Ки, - коэ(1)фин,ненты фупгсцни преобразования TejiM о компаратора но нагревателям 2, 3, 4, 5 соответственно. Так как С/вых бт/й, где - коэффицпеит передачи актшзиого интегратора 12, то нрн условии 1 после несложных преобразований из выраження (1) получим: и -- где Р - мониюсть. Таким образом, точность иреобразованпя моии-юстн постоянного и пере.менного тока в напряженне ностоянного тока в предлагаемо.м иреобразовате,те повышается вследствне введения двух вычнтанпя н иснользования днф(pepelH|пa,тiJПoгo пол у п)о вод нн нового .|наратора, работаю1иего п нзотермиФ о р м у ;i а н 3 о б р е т е н и я ПреобразО)затель мощноетн в нанряжение ноетоянного тока, содержан1,нй иеточннк опорного напряжения и диффсрепипальный термок.омпаратор, два нагревателя которого соединены с выходами двух су.мматоров, вход одпого из ппх является р.ходом преобразователя .моииюсти в иаиряж:сние ностояиного тока, а иыхо;, дифференциального термоко.миаратора соединен через активный инте1ратор е выходом иреобразователя моииюсти в иаиряжение постояииого тока, о т л и ч а ю ш н и с я тем, что., е целью новьппения точности нреобразоваиня. в него введены два блока вычитания, входы которых еоедннены с соответствуюпи .мг: входамн сумматоров, вход одного нз них- с 1 ыходо.м источника опорного иаиряжеиия, а их 13ЫХОДЫ иодключеиы ко входам второй нары нагревателей термокомнаратора. Источники пнформацнн, прпнятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР .V9 337727. М. Кл.2 G 01 R 21/00, 11.08.70. 2.Шапиро Е. 3. «Исследоваиие методов и разработка аппаратуры для новерки ваттметров на неременном токе. Автореферат диссерт. на соиск. ученой стеиени каидидататехн.наук. 15Н1-1ИМ, Л., 1972 г.