Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть испо пьзовано в вольтметрах переменного тока. Известны устройства для намерения действующего значения напряжения, в которых измеряемое напряжение и напряже ние обратной связи поочередно во времени сравниваются на квадратируюшем преобразователе. Сигнал рассогласования подается на синхронный детектор и усред няется интегратором, который формирует напряжение обратной связи l. Недостатки таких устройств заключаю ся в низкой точности и в значительном времени измерения. Невысокая точность объясняется тем, что на время подключения к квадратирующему преобразователю нaпpяжe raя обратной связи, измеряемое напряжение отютючается, что приводит к потере полезной информации. Инерционность квадратирующего преобразователя вызывает появление на его выходе низкочастотных колебаний, для сглаживания KOTOfHJx необходимо применять инте1 ратор со значительной постоянной времени, что увеличивает время измерения. Наиболее близким техническим реше- нием является устройство для измерения действующего значения напряжения, содержащее ключ на входе, обеспечивающий поочередное подключение измеряемого напряжения обратной связи к квадратирующему преобразователю, синхродетектор и ингегратор. Усиленная переменная составляющая выходного сигнала квадратирующего преобразователя поступает на вход синхродетектор а, а затем сглаживается интегратором, выходной сигнал которого, промодулированный вспомогательным генератором, поступает через ключ на вход квадратирующего преобразователя . Недостатки этого устройства заключаются в низкой точности, обусловленной необходимостью периодического отключения измфяемого напряжения от входа устройства. Кроме того, такое устройство имеет значительное время измерения. что связано с инерционностью известных квадратарующих преобразователей и значительной постоянной времени интегратора, необходимой для сглаживания низкочастотных колебаний выходного сигнала квадратирующего преобразователя. Цель предлагаемого изобретения - повышение быстродействия и точности изме .рения устройства для измерения действую щего значения переменного напряжения. Для этого устройство для измерения действующего значения напряжения, содаржащее квадратирующий преофазователь с входным переключателем, управля ющий триггер, а также последовательно соединенные синхродетектор, интегратор и измеритель постоянного Тока, причем выход интегратора через переключатель соединен со входом квадратирующего пре образователя снабжено дополнительным квадратируюшим преобразователем с дополнительным входным переключателем, сумматором и дифференшгруюпщм устройством, причем выходы основного и допол нительного квадратирующих преобразователей через последовательно соединенные сумматор и дифференцирующее устройство подключены ко входу синхродетектора, сигнальные входы переключателей соединены попарно параллельно, а управляющие даходы подключены к парафазным выходам управляющего триггера. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит входные переклю чатели 1 и 2, квадратирующие преобразователи 3 и 4, сумматор 5, дифференцирующее устройство б, синхродетектор 7| интегратор 8, измеритель 9 постоянного тока, управляющий триггер 10. Сигнальные входы 11 и 12, 13и 14 входных переключателей 1 и 2 соединены попарно параллельно. Измеряемое нап ряжение и подано на сигнальные входы 11 и 12, а напряжение обратной связи - выхода интегратора 8, подано на сигнальные входы 13 и 14 входных переключателей 1 и 2. Выходы квадратирующих преобразователей 3 и 4 через сумматор 5 и дифференцирующее устройство 6 соединены со входом синхродетектора 7, выход ко1юрого связан со входом интегратора 8. Парафазные выходы 15 и 16 управляющего триггера 1О соединены с управляюгцими входами входных переключателей 1 и 2. Устройство работает следующим, образом. 444 В течение первого такта измеряемое напряжение Uy входным переключателем 1подключено ко входу квадратирующего преобразователя 3, а напряжение обратной связиЦ 1ерез входной переключатель 2подано на вход квадратирующего преобразователя .4. В течение второго такта управляющий триггер 10 переключает входные переключатели 1 и 2, поэтому измеряемое напряжение и подключается ко входу квадратирующего преобразователя 4, а напряжение обратной связи U - ко входу квадратирующего преобра.зователя 3. Далее процесс периодически повторяется. Выходные пилообразные напряжения квадратирующих прес56разователей 3 и 4 суммируются сумматором 5, выходное напряжение которого поступает на дифференцирующее устройство 6. На ш 1ходе дифференцирующего устройства 6 формируются импульсы прямоугольной формы, которые преобразуются синхродетектором 7 в напряжение постоянного тока. Это напряжение интегрируется интегратором 8 и поступает на измеритель 9 постоянного тока и в цепь обратной связи. Применение двух квадратарующих преобразователей с асинхронно работающими переключателями позволило исключить потери полезной информации, так как измеряемый сигнал всегда подключен к одному или другому квадратирующему преобразователю. Поскольку два квадратирующих преобразователя поочередно используются в цепи и измеряемого и опорного сигнала, то к стабильности и идентичности их характеристик не предъявляется высоких требований. Формирование из выходного сигнала квадратирующих преобразователей с помощью диффериншрующего устройства напряжения прямоугольной формы позволяет исключить влияние инерционности квадратируюшик преобразователей на время измерения и уменьшить постоянную времени интегратора. Формула изобретен Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения, одержащее квадратирующий преобразоваель с входным переключателем, управляюий триггер, а также последовательно оединенные синхродетектор, интегратор и измеритель постоянного тока, причем 57О выход интегратора через переключатель соединен со входом квадратнрующего преобразователя, отличающее- с я тем, что, с целью повышения быстро действия и точности измерения, оно снабжено дополнительным квадратирующим преобразователем с дополнительным входным переключателем, сумматором и дифференцирующим устройством, причем выходы основного и дополнительного квадратируюпшх преобразователей через последовательно соединенные сумматор и дифференцирующее устройство подключе4Вы ко входу синхродетектора, сигнальные входы переключателей соединены попарно параллельно, а управляющие входы подключены к парафазным выходам управляющего триггера. Источники информации, принятые во внимание ари экспертизе 1.Волгин Л. И. Линейные электрические преобразоватепи для измерительных приборов и систем, М., Советское Радио, 1971, с. 192-193, рис. 3.31. 2.Патент США № 34847О5, кл. 328-149, опублик. 1969.