Калибратор переменных напряжений Советский патент 1980 года по МПК G01R35/00 

(54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Данное изобретение относится к электрорааиоизмфительной технике, направлено на создание высокостабильного генератора-калибратора переменных напряжений.

Известны калибраторы напряжений, в которых для достижения высокой точности установки действующего значения переменного напряжения (калибровки) применяются микропотенииометры, содержащие последовательно соединенные термопреобразователь (ТП) и образцовый резистор, источник опорных напряжений постоянного тока блок сравнения и источник переменного напряжения .

Недостатки этих схем - низкие точность и быстродействие.

Наиболее близок к предлагаемому калибратор переменных напряжений, содержащий источник опорногопеременного напряжения, один выход каждого соединен со входом первого аттенюатора, а другой - со входом прецизионного дифференциального указателя, выход которого

подключенк управляющему входу первого аттенюатора, второйаттенюатор, и дифференциальный термоэлектрически и преобразователь перемегнного напряжения в постоянное, состоящий из Двух термопреобразователей, диф- ференциального усилителя постоянного тока и образцовых резисторов, включенных последовательно во входные цепи термопреобразователей, а точка соеаине1шя входного термопреобразователя и первого об10разцового резистора, соединена со вторым входом дифференциального указателя и выходной клеммой 2) .

Недостатки такого калибратора: 1. Калибровка переменного напряже15ния в нем осуществляется непосредственным Сравнением сигнала меры переменного тока с мерой постоянного тока, что фиводит к больщой погрещности перехода. Такая методика связана со v3Ha20чктельными технологическими трудностями,

2 Точность калибровки зависит от стабильноста характеристик термопреобразователя точности измерения термо ЭДС, а также от стабильности образцового резистора и соотношения сопротивпений нагрузки и образцового резистора, 3. Для првышения точности капиёровк

необходимо периодически подставлять постоянное напряжение в измерительную цепь калибратора. Данная операция проИ35ОДИТСЯ вручную, что сказывается на производительности поверочных работ.

Цель изобретения - повышетие точности и быстродейстёия калибратора.

Поставленная цель достигается тем, что в калибратор переменных напряжений содержащий источник опорного переменного напряжения, один выход которого соединен со входом первого аттенюатора, а другой - со входом прецизионного дифференциального указателя, выход которого подключен к управляющему входу первого аттенюатора, последовательно соединенные источник калибруемого напряжения и второй аттенюатор и дифференциальный термоэлектрический преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из двух термопреобразователей, дифференциального усилителя постоянного тока и образцовых резисторов, включенных последовательно во входные цепи термопреобразователей, а точка соединения входного термопреобразователя и первого образцового резистора соединена со вторым входом дифференциального указателя и выхоной клеммой устройства, введены два запоминающих устройства, дополнительный дифференциальный усилитель, ключ на замыкаете и два ключа с перекидывающимися контактами, подключенных к блоку управления, причем нормально замкнутый контакт первого ключа соединен с выходом первого аттенюатора и со входом дифференциального термоэлектрического преобразователя, а его нормально

разомкнутый контакт - с выходом второго аттенюатора и с упомянутым входо

дифференциального термоэлектрического преобразователя, выход которого соедивен через нормально замкнутый контакт второго ключа и первое запоминающее устройство с одним из входов допрлнительного дифференциального усилителя, второй вход которого соединен со выходом дифференциального термоэлектрического преобразователя через нормально разомкнутый контакт второго ключа, а выход через ключ на замыкание и .второ запоминающее устройство соединен с управляющим входом второго аттенюатора,

На чертеже представлена структурная электрическая схема калибратора переменных напряжений.

Устройство содержит источник 1 опорного переменного напряженияс индуктивHbiNf делителем, прецизионный дифференциальный указатель 2, аттенюаторы 3 и 4, дифференциальный термоэлектрический преобразователь 5 переменного напряжения в постоянное, состоящий из двух тер МО преобразователе и б и 7, дифференциального усилителя 8 постоянного тока и образцовых резисторов 9 и 10, ключи 11 и 12 с замыкающим;; и размыкаюшими контактами и ключ 13 с размыкающим Контактом, блок 14 управления, . дифференциальный усилитель 15, запоминающие устройства 16, 17,

Калибратор переменнь1х напряжений работает следующим образом.

Через определенное время непрерывной работы или при переходе с одного калиброванного уровня выходного напряжения , на другое ключ 13 размыкается, ключи 11 и 12 устанавливаются в положение I по командам с блока управления 14, При этом на вход преобразователя 5 поступает напряжение с аттенюатора .3, и на выходе преобразователя 5 устанавливается постоянное напряжение, равное входному по действующему значению с погрешностью, обусловленной временным дрейфом элементов, а также с учетом влияния сопротивления нагрузки. Выходное напряжение преобразователя поступает на запоминающее устройство 17, Которое запоминает его амплитудное значение. Входные напряжения, поступаю0 щие на входы прецизионного дифференциального указателя 2, сравниваются по действующему значению с высокой точностью, и разностный сигнал воздействует на управляемый аттенюатор 3 та5 КИМ образом, чтобы выходное напряжение (на образцовом резисторе 9) стало равным эталонному ( с выхода индуктивного делителя источника 1). Замкнутая система авторегулирования обеспечивает это равенство с погрешностью статизма

„ дН OCT ij 7 где д,Н - ощибка за счет

дрейфа термообразователей 6 и 7, К петлевой коэффициент усиления замкнутой системы,

Таким образом,, в положении I ключа 11 через микропотенциометр, образованный термопреобразователем 6 к образцовым резисором 9, ус таналивается откалиброванное энзгение эталонного тока от источника 1, при. котором обеспечивается равенство действующих значений напряжений с источника 1 и микроп тенциометра. Этап коррекции, описанный выше, целится 2-3 сек. По истечении времени коррекции по сигналу с блока 14 управле шя сначала ключ 12 устанавливается в положение - , Этим устраняется прохождение на вход запоминающего устройства 17 переходного про цесса, возникающего вследствие конечного времени перевода контакта ключа 11 из одного положения в другое. Затем ключ 11 устанавливается в положение после окончания переходного процесса на выходе преобразователя 5 замыкается ключ 13. При этом ди ференциальный усилитель 15 сравнивает постоянные,напряже1шя с заломинак щего устройства 17 и прегобразователя .5. Замкнутая система авторегулирова1ия обеспечивает равенство токов от источ-ника 18 через микропотенциометр, образованный термопреобразователем 6 и образцовым резистором 9, и источника 1, установленного в период коррекции. Это равенство токов rapairTtipyeT в свою очередь равенство действующих значений напряжений с индуктивного делителя опо ного источника 1 и выходного (на образ цовом резисторе 9). При этом погрешность калибровки, обусловленная дрейфом элементов преобразователя, и влияние переходных процессов, возникающих в термопреобразователе при его переключении, исключается. Исключается и влия ние сопротивления нагрузки на точность калибровки выходного напряжения, так как коррекция происходит при подключен ном сопротивлении нагрузк;и. Автоматическая коррекция происходит периодически один раз в 5-10 мин и, может быть запрограммирована с любы. ми, переключениями в схеме калибратора. На период коррекции напряжение управления, воздействующее на второй аттенюатор, поддерживается постоянным за счет второго запоминающего устройтства 16, Полный динамический циапйзон выходных напряженки, соответствующий значениям напряже1ния с индуктивного делителя эталонного источника обеспечивается при постоянном значении сопротивления образцового резистора вариациями тока микропотенпиометра, либо, при пос- тоянном токе, изменением значения солфотивления образцового резистора. В предлагаемом устройстве не предъявляется жестких требований к точности установки номинапького значения сопротивления образцового резистора, так как за счет имеющейся возможности вариации тока термопреобразователя 6 и проведения коррекции влияние этого факто- ра на точность калибровки исключается. Формула изобретення Калибратор переменных напряжений, содержащий источник опорного переменного напряжения, один выход которого соединен со входом первого аттенюатора, а другой - со входом препизионтгого дифференциального указателя, выход которого подключен к управляющему входу первого аттенюатора, последовательно соединенные источник калибруемого напряжения и второй аттенюатор и дифференциальный термоэлектрический преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из двух термопреобразователей, дифференциального усилителя постоянного тока и образаовЕлх резисторов, включенных последовательно во входные цепи термопреобразователей, а точка соединения входного термопреобразователя и первого образцового резистора соединена со вторым входом дифференциального указателя и выходной клеммой устройства, о тличающи йся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены два запоминающих устройства, дополнительный дифференциальный усилитель, ключ на замьскамие и два ключа с перекидывающимися контактами, подключенных к блоку управления, причем нормально замкнутый контакт первого ключа соеди 1ен с выходом первого аттенюатора и со входом дифференш ального термоэлектрического преобразователя, а его нормально разомкнутый контакт-с выХОДОМ второго аттенюатора и с упомянутым входом дифференциального термоэлектрического преобразователя, выход которого соединен через нормально замнутый контакт второго ключа и первое запоминающее устройство с .одним из входов упомянутого пополнительного диференциального усилителя, второй вход оторого соединен с выходом дифференцильного термоэлектрического преобразо вателя через нормально разомкнутый кон.foj второго ключа, а выход через ключ на замыкание и второе запоминающее устройство соединен с управляющим вхоцом второго аттенюатора.

7739446

Источники информаики,2Jrr:)cl AXwiCT KcJZ-imiers.Zdavioviez принятые во внимание при экспертизеCiestow MrorcoNWanie napieca wie&iej . . tzesiotbiwosc-i Id pomoca pvzel wov-i1. Авторское свидетельство СССРVo w Чегтоееес1 сг Ъ Ротлс(г..AutoNo 434074, кл; G 05 Г 1/40, 1972mat.Kontr.-1973,,в,МО-342 .