Преобразователь действующего значения напряжения в постоянное Советский патент 1978 года по МПК G01R19/02 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения действующего значения напряжения.

Известен квадратичный преобразователь действующего значения, содержащий блоки формирования суммы и разности входных напряжений, два ограничителя, генератор треугольного напряжения, суммирующе-фильтрующее устройство, причем первый ограничитель является квадратором для суммы входных сигналов, второй - для разности тех же сигналов.

Выходное напряжение суммирующе-фильтрующего устройства пропорционально произведению входных сигналов и обратно пропорционально амплитуде треугольного напряжения. Недостатком в этом устройстве является низкая точность преобразования, обусловленная нестабильностью амплитуды треугольного напряжения; кроме того, устройство имеет малый динамический диапазон.

Наиболее совершеиным из известных является преобразователь действующего значения напряжения в постоянное, содержащий два ограничителя, связанные первыми выходами с последовательно соединенными суммирующе-фильтрующим блоком и ограничителем полярности, выход которого через амплитудный модулятор подключен к первому входу одного из ограничителей, причем первый вход другого ограничителя является входом преобразователя.

В этом преобразователе обеспечивается линейная зависимость преобразования, исключается погрешность от нестабильности амплитуды треугольного напряжения, однако ограничен динамический диапазон входных сигналов при заданной погрешности. Целью изобретения является расширение динамического диапазона входных сигналов.

Для достижения этой цели в преобразователь действующего значения напряжения в

постоянное, содержащий два ограничителя, связанные первыми выходами с последовательно соединенными суммирующе-фильтрующим блоком и ограничителем полярности, выход которого через амплитудный модулятор

подключен к первому входу одного из ограничителей, причем, первый вход другого ограничителя является входом преобразователя, введены интегратор и инвертор, выход которого соединен с одним из входов суммирующе-фильтрующего блока, а входы - с соответствующими выходами обоих ограничителей, вторыми выходами связанных с выходом интегратора, выход которого соединен с выходом амплитудного модулятора и является

входом преобразователя.

Динамический диапазон входных сигналов расширяется благодаря введению инвертора и интегратора, через который осуществляется связь между амплитудой треугольного напряжения и действующим значением входных сигналов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Устройство состоит из ограничителя 1, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, и ограничителя 2, первый вход которого связан с выходом амплитудного модулятора 3, вторые входы обоих ограничителей соединены с выходом интегратора 4, вход которого связан с выходом амплитудного модулятора 3. Положительный выход ограничителя 1 и отрицательный выход ограничителя 2 соединены с первым и вторым входами суммирующе-фильтрующего устройства 5, отрицательный выход ограничителя 1 и положительный выход ограничителя 2 связаны с двумя входами инвертора 6, выход которого соединен с третьим входом суммирующе-фильтрующего устройства (СФУ) 5, соединенного последовательно с ограничителем полярности 7, выход которого соединен со входом амплитудного модулятора 3.

Преобразователь согласно изобретению, работает следующим образом.

Выходное постоянное напряжение бвых преобразуется амплитудным модулятором 3 в напряжение обратной связи Uo.c типа «Меандр и на вход интегратора 4 подается модулированный сигнал.

В результате интегрирования прямоугольного напряжения типа «Меандр интегратором 4 на его выходе образуется напрялсение треугольной формы, амплитуда которого пропорциональна выходному постоянному напряжению преобразователя.

Выходное треугольное напряжение интегратора подается на входы двух ограничителей 1

и 2. При этом на вход ограничителя 1 поступает входной сигнал UBx(t), на вход ограничителя 2 поступает сигнал обратной связи Uo.c.

Выходное постоянное напряжение прямо пропорционально действующему значению измеряемого напряжения Ux(t). При этом погрещность обратно пропорциональна действующему значению входного напряжения. При

уменьщении входного напряжения, например, в 10 раз, погрешность увеличивается в 100 раз, что сужает динамический диапазон входных сигналов при заданной погрешности.

В предлагаемом преобразователе при

уменьшении входного напряжения в 10 раз погрещность возрастает также в 10 раз, следовательно, по сравнению с известным устройством динамический диапазон входных сигналов существенно расширяется.

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения

напряжения в постоянное, содержащий два ограничителя, связанные первыми выходами с последовательно соединенными суммирующефильтрующим блоком и ограничителем полярности, выход которого через амплитудный модулятор подключен к первому входу одного из ограничителей, причем, первый вход другого ограничителя является входом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расщирения динамического диапазона входных

сигналов, в него введены интегратор и инвертор, выход которого соединен с одним из входов суммирующе-фильтрующего блока, входы - с соответствующими выходами обоих ограничителей, вторыми выходами связанных

с выходом интегратора, выход которого соединен с выходом амплитздного модулятора и является входом преобразователя.

+