Устройство контроля напряжения Советский патент 1977 года по МПК G01R19/00 G05B1/01 

1

Устройство относится к области радиотехники и может быть использовано в системах контроля и автоматики электро- и радиоустройств.

Известно устройство контроля напряжения, содержащее источник опорного напряжения, включенный между общей точкой схемы устройства и общей точкой измерительного моста, выполненного на резисторах, к плечам которого через диоды подключены входы контролируемых напряжений, и резонансный усилитель, вход и выход которого подключены к диагоналям моста 1.

Известное устройство обладает недостаточной чувствительностью устройства контроля напряжения.

С целью повышения чувствительности предлагаемое устройство контроля напряжения снабжено двумя колебательными контурами, включенными в два других плеча моста, а также дополнительным регенеративным резонансным усилителем и суммирующим устройством, входы которого подключены к выходам регенеративных резонансных усилителей, а выход - к исполнительному элементу, причем управляющие входы обоих резонансных усилителей подключены к источнику импульсного напряжения, а сигнальный вход дополнительного резонансного усилителя соединен с выходом одного из колебательных контуров.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля напряжения содержит импульсный генератор 1, колебательный контур 2, резистор 3, клеммы 4, 5 для подключения источника контролируемого напряжения, колебательный контур 6, резистор 7, источник 8 опорного напряжения, регенеративные резонансные усилители 9, 10, суммирующее устройство 11, исполнительный элемент 12.

Исполнительный мост содержит колебательные контура 2, 6, резисторы 3, 7, клеммы 4, 5, к которым подключен источник контролируемого напряжения, и источник 8 опорного напряжения. Импульсный генератор 1 подключен к питающей диагонали моста и к управляющим входам усилителей 9 ,10. Выходы последних подключены через суммирующее устройство 11 к исполнительному элементу 12.

Устройство работает следующим образом. Прямоугольные импульсы напряжения генератора 1 одновременно поступают в питающую диагональ моста и на управляющие входы резонансных усилителей 9, 10.

При поступлении напрялсения в питающую диагональ моста ток протекает по двум параллельным цепям, в одну из которых последовательно включены колебательный контур 2, резистор 3 и внутреннее сопротивление источника контролируемого напряжения, в другую - колебательный контур 6, резистор 7 и внутреннее еопротивление источника 8 оиорного напряжения. Скачки напряжения в иитаюн;ей диагонали вызывают ударное возбуждение колебательных контуров, вследствие чего в последних формируется затзхающее колебательное напряжение. Параметры схемы выбраны таким образом, что за время между двумя последовательными моментами возбуждения колебания усневают уменьшиться до нулевого уровня. При идентичности контуров 2, 6, равенстве сопротивления резисторов 3, 7, достаточно малом внутреннем сопротивлении и соответствующей полярности включения в плечи моста источников опорного и контролируемого напряжений в контуре 2 под воздействием единичного скачка формируется напряжение /,(0 Я-,(0 е-81Пш/, а в контуре 6 - i/ (О (Е - Е) - sin ш, где Е - амплитуда импульсного напряжения генератора 1; к(0-контролируемое напряжение (в пределах длительности импзльса Ек(1) у / Р . ЕО - опорное напряжение; R - сопротивление резисторов 3, 7; р - волновое сопротивление колебательного контура; О} - постоянная затухания; t -время; « -круговая частота ( if -резонансная частота контуров 2, 6. Напряжения в измерительной диагонали моста, подводимые к входу усилителя 9, равны U,(t) U,(t)U,(t) при Е Е,-и,(()0 При , и, (t) /Е -Е,1 - e-f sinш/ При , (,l e-f m(i + т:). Напряжение, подводимое от колебательного контура 6 ко входу усилителя 10, составляетU,,(t) KlE-EJ e- ts r t, R где /С - коэффициент передачи. Импульсы напряжения генератора 1 открывают усилитель 9, 10. Положительная обратная связь, которой охвачены усилители, достаточно велика, поэтому после их открывания возникают автоколебания с частотой /. Колебание нарастает от начального уровня, определяемого амплитудой входного напряжения в момент открывания усилителя до установившегося уровня, определяемого нелинейностью характеристик усилителя, причем начальная фаза автоколебаний определяется фазой входного колебательного напряжения в момент открывания усилителя, поэтому в установившемся режиме генерации напрялсение па выходе усилителя 10 составляет вых (t) уст Sin ш/, напряжение на выходе усилителя 9 - BbRo() f/ycT sin ( ) при Ey, 0, где ф - случайная начальная фаза, определяемая шумовыми компонентами выхЛО sin (U/f при «(, И выхЛ) уст Sin (юг +1) при к оПосле суммирования выходных напряжений усилителей 9, 10 на выходе суммируюш,его устройства 11 формируется напряжение Ey{t), управляюш:ее работой исполнительного элемента 12. у () 2f/yeT sin ш/ при . Ey(t) Q при к,. Таким образом, условию соответствует нулевой уровень управляюш его импульсного напряжения, а условию - максимальная амплитуда управляющих импульсов, равная 2t/ycT. Устройство позволяет контролировать как постоянное, так и переменное напряжение. В первом случае импульсы управляющего напряжения поступают па вход исполнительного элемента с частотой следования импульсов генератора 1, во втором - контролируется отсутствие превышения амплитуды колебаний относительно заданного уровня, и импульсы поступают только в течение части каждого периода повторения контролируемого напряжения. Формула изобретения Устройство контроля папряжения, содержащее измерительный мост, два плеча которого образованы соответственно последовательным соединением резисторов и источников контролируемого и опорного напряжений, а также регенеративный резонансный усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали моста и источник импульсного напряжения, подключенный к диагонали питания моста, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, оно снабжено двумя колебательными контурами, включенными в два других плеча моста, а также дополнительным регенеративным резонансным усилителем и суммирующим устройством, входы которого подключены к выходам регенеративных резопансных усилителей, а выход - к исполнительпому элементу, причем управляющие входы обох резонансных усилителей подключены к источнику импульсного напряжения, а сигнальный вход донолнительного резонансного усилителя соединен с выходом одного из колебательных контуров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство № 391530, МКИ G 05в 1/01, 1970.