Преобразователь среднеквадратичного значения переменного напряжения в постоянное Советский патент 1979 года по МПК G01R19/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных цифровых вольтметров переменного тока.

Известен преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, содержащий мостовую схему, в соответствующие плечи которой включены два фотоприемника, управляемые световыми потоками первой и второй лампы накаливания, одна из которых подключена к источнику преобразуемого сигнала, а вторая - к. выходу усилителя разбаланса, соединенного по входу с выходом мостовой схемы 1.

Такому преобразователю присуща значительная нелинейность, обусловленная температурной и временной нестабильностью характеристик фоточувствительных элементов в широком динамическом диапазоне управляющих сигналов.

Известен также преобразователь среднеквадратичного значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй оптроны, излучатели которых подключены к выходам первого и второго усилителей, а фотоприемники через нагрузочные резисторы подсоединены к выходу источника опорного напряжения 2.

Недостатком этого устройства также является погрешность из-за неидентичности и неквадратичности характеристик оптронов в щироком динамическом диапазоне изменения преобразуемого сигнала.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства.

Для достижения этой цели в преобразователь среднеквадратичного значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй оптроны, излучатели которых подключены к выходам первого и второго усилителей, а фотоприемники через нагрузочные резисторы подсоединены к выходу источника опорного напряжения, дополнительно введены третий оптрои с одним излучателем и двумя фотоприемниками, образцовый делитель напряжения, два нуль-органа, два элемента памяти, симметричный модулятор, генератор, блок управления н четыре переключателя. Первый и второй нуль-органы подключены одними своими входами к точкам соединения нагрузочных резисторов и фотоприемников первого и второго оптронов соответственно, при этом второй оптрон выполнен с оптическим фильтром. Вторые входы первого и второго нуль-органов соединены со средней точкой резистивного делителя, подключенного между выходом источника опорного напряжения и нулевой шиной. Выход первого нуль-органа подсоединен к излучателю третьего оптрона, фотоприемники которого включены в цепи обратной связи первого и второго операционных усилителей. Первые входы операционных усилителей соединены между собой через первый переключатель, выход второго нуль-органа через второй переключатель и первый элемент памяти подключен к управляемому оптическому фильтру второго оптрона, а через третий переключатель и второй элемент памяти - к входу симметричного модулятора, второй вход которого соединен с управляемым генератором, а выход через четвертый переключатель подключен к второму входу второго операционного усилителя. Входы управления первого и второго, третьего и четвертого переключателей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Она содержит операционный усилитель 1, переключатель 2, операционный усилитель 3, оптроны 4, 5 и 6, резисторы 7 и 8 обратной связи, излучатели 9, 10, 11 и фотоприемники 12-15 оптронов, токозадающие резисторы 16-19, нуль-органы 20 и 21, источник 22 опорного напряжения, переключатели 23 и 24, элементы 25 и 26 памяти, управляемый оптический фильтр 27, переключатель 28, симметричный электронный модулятор 29, генератор 30 управляющих импульсов и блок 31 управления.

Преобразователь работает в два такта.

В первом такте при замкнутом переключателе 2 происходит формирование опорного напряжения на входах излучателей 10 и 11 оптронов 4 и 6 путем регулирования коэффициентов усиления операционных усилителей 1 и 3 с помощью фотоприемников 12 и 13 оптрона 5, а также регулирования светового потока через управляемый оптический фильтр 27 оптрона 6.

Во втором такте переключатели 2 и 23 разомкнуты, переключатели 24 и 28 замкнуты. Точность преобразователя повышается вследствие того, что излучатели оптронов 4 и 6 работают при постоянном среднеквадратичном значении напряжения, приложенного к их входам, а фотоприемники - при постоянном световом потоке, чем снижается требование к идентичности вольт-амперпых характеристик оптронов и, как следствие, повышается точность преобразователя

среднеквадратичного значения переменного напряжения в постоянное.

Формула изобретения

Преобразователь среднеквадратичного значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй оптроны, излучатели которых подключены к выходам первого и второго усилителей, а фотоприемники через нагрузочные резисторы подключены к выходу источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в него дополнительно введены третий оптрон с одним излучателем и двумя фотоприемниками, образцовый делитель напряжения, два нульоргана, два элемента памяти, симметричный модулятор, генератор, блок управления и четыре переключателя, причем первый и второй нуль-органы подключены одними своими входами к точкам соединения нагрузочных резисторов и фотоприемников первого и второго оптронов соответственно, при этом второй оптрон выполнен с управляемым оптическим фильтром, вторые входы первого ивторого нуль-органов соединены со средней точкой резистивного делителя, подключенного между выходом источника опорного напряжения и нулевой шиной, -выход первого нуль-органа подключен к излучателю третьего оптрона, фотоприемники которого включены в цепи обратной связи первого и второго операционных усилителей, первые входы операционных усилителей соединены между собой через первый переключатель, выход второго нуль-органа через второй переключатель и первый элемент памяти подключен к управляемому оптическому фильтру второго оптрона, а через третий переключатель и второй элемент памяти подключен к входу симметричного модулятора, второй вход которого соединен с управляемым генератором, а выход через четвертый переключатель подсоединен к второму входу второго операционного усилителя, входы управления первого и второго, третьего и четвертого переключателей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе . .

1.Патент Франции № 2П0542, кл. G01R, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 423144, кл G 06G, 9/00, 1975.