Измеритель отношения двух напряжений Советский патент 1979 года по МПК G01R19/10 

но: данная схема не может быть простыми средствами приспособлена для высокоточного деления переменных напряжений при большом диапазоне входных отношений ввиду нелинейности функции преобразования суш,ествуюш,их выпрямителей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что в измеритель отношения двух напряжений, содержащий входные шины напряжения-делимого и напряжения-делителя, подсоединенные к входному переключателю, регулируемый усилитель, подключенный через выходной переключатель к выходной шине напряжениячастного, а также подсоединенную между выходным пЁреключателем и регулируемым усилителем цепь автоматической регулировки усиления, состояшую из последовательно соединенных элемента сравнения усилителя некомпенсации и элемента памяти, введены источник эталонного напряжения, выпрямитель, включенный между входным переключателем и регулируемым усилителем, два масштабных преобразователя, первый из которых включен между входной шиной напряжения-делимого и входным переключателем, а второй - между источником эталонного напряжения и одним из входов элемента сравнения, а также последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, счетчик импульсов и.блок управления, причем вход преобразователя наПряжения в частоту подключен к выходной шине напрял екия-частного, а соответствующие выходы блока управления подсоединены к управляющим входам масштабных преобразователей.

Ца чертеже представлена структурная схема устройства.

Измеритель отношения двух напряжений содержит входные шины 1 и 2 соответственно напряжения-делимого U и напряженияделителя Ub, масштабный преобразователь 3 в цепи напряжения-делимого, входной нереключатель 4, выпрямитель 5, регулируемый усилитель 6, выходной переключатель 7, элемент 8 сравнения, источник 9 эталонного напряжения (t/н), масштабный преобразователь 10 в цепи напряжения-меры, усилитель 11 некомпенсации, элемент 12 памяти, шина 13 напряжения-частного (Ит, преобразователь 14 напряжения в частоту, счетчик 15 импульсов, блок 16 управления.

Процесс измерения разбит на три временных интервала Л, S и С. Интервал А служит для предустановки коэффициентов передачи масштабных преобразователей 3 и 10, интервал В - для сравнения напряжения-делителя с источником эталонного напряжения, интервал С - для формирования напряжения-частного.

В интервал времени Л коэффициенты передачи масштабных преобразователей 3 и 10 устанавливаются равными «1.

В интервал времени В переключатели 4 и 7 находятся в положении, при котором напряжение-делитель через входную шину 2, переключатель 4, выпрямитель 5, регулируемый усилитель 6, переключатель 7 поступает на вход элемента 8 сравнения, где сравнивается с эталонным напряжением, сформированным источником 9 эталонного напряжения, которое поступает на Другой вход элемента 8 сравнения через масштабный преобразователь 10. При этом разностное напряжение через усилитель 11 и элемент 12 памяти управляет коэффициентом усиления регулируемого усилителя 6 до установления равенства напряжений на входах сравнения 8 элемента.

В интервал времени С переключатели 4 и 7 находятся в положении, при котором напряжение-делимое через входную шину 1, переключатель 4, выпрямитель 5, регулируемый усилитель 6 (коэффициент усиления которого, сформированный по напряжению-делителю, сохраняется с помощью элемента 12 памяти), переключатель 7 поступает на шину 13 напряжения-частного, после чего преобразуется в частоту преобразователем 14, и результат записывается в счетчик 15 импульсов. После этого цикл измерения повторяется, причем в интервал времени А производится предустановка значений коэффициентов передачи масштабных преобразователей 3 и 10, равных Иг и 1/6ч соответственно.

При условии, что петлевое усиление схемы ЛРУ достаточно велико, а кратковременная нестабильность коэффициента передачи выпрямительно-усилительного тракта пренебрежимо мала, результат одного цикла измерения описывается выражением:

...,(1)

V,.

гдеUM - напряжение - мера;

Yj - погрешность от нелинейности коэффициента преобразования выпрямителя по напряжению-делимому;

Y5 погрешность от нелинейности коэффициента преобразования выпрямителя по напрял ению-делителю;/Сз и /(ю - коэффициенты преобразователей 3 и 10.

В первом цикле измерения значения коэффициентов и /Сю устанавливаются равными 1.

Во втором Hiriwie измерения значения коэффициентов Лз и /(ю устанавливаются равными и и 1//7 соответственно. Результат измерения с учетом выражения (1) описывается вырал ением: .i.f;., (2) и, i-(-,|/ где AYS - приращение погрешности вынрямителя по напряжению-делителю во втором цикле измерения относительно первого. Если пренебречь погрешностями второго порядка малости, выражение (2) примет (Ь.+ АГ5). ь В третьем цикле измерения значения коэффициентов Кз и Кю устанавливаются равными и и 1/и соответственно. Результат измерения с учетом выражения (2) описывается выражением: 1 , л,1 ,- 3 ;. II 6 I-r-ifs-ds; Ii5 .д. ш„. ц М 1 - (Т5) где нрираш,ение погрешности выпрямителя по напряжению-делителю в третьем цикле измерения относительно второго. Если пренебречь погрешностями второго порядка малости, выражение (4) примет -.Л1 + ). При условии сходимости данного процесса значения каждого последующего приращения погрещности будет меньше предыдущего и стремится к нулю. Таким образом, устройство позволяет расширить функциональные возможности известной делительной схемы и получить высокую точность измерения отношения двух переменных напряжений в большом диапазоне измерений. Измеритель отношения двух напряжений может найти применение в аппаратуре контроля параметров линейных интегральных 5 10 15 20 25 30 35 40 45 схем, таких как коэффициент усиления, входное и выходное сопротивление, а также при снятии амплитудных и амплитудночастотных характеристик четырехполюсников. Формула изобретения Измеритель отношения двух напряжений, содержащий входные шины напряжения-делимого и напряжения-делителя, подсоединенные к входному переключателю, регулируемый усилитель, подключенный через выходной переключатель к выходной щине напряжения-частного, а также подсоединенную между выходным переключателем и регулируемым усилителем цепь автоматической регулировки усиления, состоящую из последовательно соединенных элемента сравнения, усилителя некомпенсации и элемепта памяти, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, в него введены источник эталонного напряжения, выпрямитель, включенный входным переключателем и регулируемым усилителем, два масштабных преобразователя, первый из которых включен между входной щиной напряженияделимого и входным переключателем, а второй - между источником эталонного напряжения и одним из входов элемента сравнения, а также последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, счетчик импульсов и блок управления,причем вход преобразователя напряжения вчастоту подключен к выходной шине напряжения-частного, а соответствующие выходы блока управления подсоединены к управляющи.м входам масштабных преобразователей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Л 389469, кл. G 01 R 19/10, 1973. 2. Жилинская Р.-П. П. Измерители отношения. М., Сов. радио, 1975, с. 113.

,. / .;;:./:

k.., ,

665272