Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1980 года по МПК G01R19/22 

1

Изобретение относится к электро-измерительной технике и может быть использовано в универсальных цифровых вольтметрах.

Известны измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное,состояиие из последовательно соединенных однополупериодного преобразователя средневыпрямленного значения (ПСЗ) на базе усилителя с выпрямительными преобразователями и делителем,включенными в цепи последовательной отрицательной обратной связи и отдельными от выхода усилителя разделительным конденсатором, многозвенного (3 звена) усредняющего КС-фильтра и согласующего усилителя постоянного тока, охваченного последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, причём. общий вывод делителя и конденсаторов многозвенного усредняющего фильтра за3 емл е н 1 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерГительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из последовательно соединенных однополупериодного преобразователя средневыпряглленного значения (ПЗС). :

На базе усилителя с выпрямительными преобразователями и делителем, включенными в цепи последовательной отрицательной обратной связи и отде-

5 ленными от выхода и входа усилителя разделительными конденсаторами, многозвенного (5 звеньев), усредняющего КС-фильтра и согласующего усилителя постоянного тока, охваченного парал0 лельной отрицательной обратной связью по напряжению, причем общий вывод делителя и конденсаторов многозвенного усредняющего КС-фильтра заземлен 2 .

15 Основным недостатком этого измерительного преобразователя является наличие мультипликативной погрешности из-за изменения коэффициента усилителя согласующего усилителя, вызван20 кого нестабильностью резисторов фильтра и резистора в цепи обратной связи усилителя.

При точных измерениях для уменьшения этой погрешности в фильтре и согласующем усилителе применяют прецизионные резисторы.

Необходимо отметить, что если согласующий усилитель постоянного тока охвачен параллельной отрицательной обратной связью по напряжению,

то усложняется схема входного устройства вольтметра в целом,поскольку такой вид обратной связи не обеспечивает высокого входного сопротивления усилителя и, например, в режиме измерения постоянного напряжения прих-одиться изменять вид обратной связи усилителя на последовательную отрицательную обратную связь, которая обеспечивает высокое входное сопротивление вольтметра.

Целью изобретения является повьтшение точности измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное и упрсядение его конструкции.

Достигается это тем, что в измерительном Преобразователе переменного . напряжения в постоянное, содержаи1ем последовательно соединенные однополупериодный преобразователь средневыпрямленного значения на базе усилителя с выпрямительными преобразователями и делителем, включенными в цепи отрицательной обратной связи и отделенными от.выхода и входа усилителя разделительными конденсаторами, многозвенный усредняющий RCфильтр и согласующий усилитель постоянного тока, общий вывод делителя обратной связи и конденсаторов фильтра соединен с выходом согласующего усилителя постоянного тока.

. На чертеже представлена; принципиальная схема устройства.

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное состоит из последовательно соединенных однополупериодного преобразова.теля 1 средневыпрямленного значения (ПСЗ) на базе усилителя с выпрямит€,яьными преобразователями и делителем 2,включенными в цепи отрицательной обратной связи и отделенными от выхода и входа усилителя разделительными Конденсаторами, многозвенного усред1няющего НС -фильтра 3 и согласующего усилителя постоянного тока 4, охваченного последовательной отрицательной обратной связью понапряжению, причем общий вывод делителя 2 и конденсаторов многозвенного усредняюкдего RC-фильтра 3 соединен с выходом согласующего усилителя постоянного тока 4.

Работает измерительный преобразО ватель переменного напряжения в постоянное следукиим образом. Переменное напряжение U{ поступает на преобр&зователь 1 cpeднeвыпpя шeннoгo значений, выпрямляется и далее усредняется с помощью многозвенного RCфильтра 3, Постоянное напряжение с выхода фильтра 3 поступает на вход согласующего усилителя постоянного тока 4, охваченного глубокой последовательной отрицательной обратной связью по напряжению через делитель 2 и резисторы RC-фильтра 3, Присоединение конденсаторов RC-фильтра 3 к выходу усилителя 4 обеспечивает расчетный коэффициент подавления фильтра, поскольку усилитель 4 охвачен глубокой отрицательной обратной связью, уменьшающей его выходное сопротивление до пренебрежимо малой величины. Следует отметить, что в данном измерительном преобразователе переменного напряжения в постоянное усилитель однополупериодного преобразователя 1 средневыпрямленного значения может быть охвачен не только последовательной , но и параллельной отрицательной обратной связью по переменному напряжению. При этом выпрями,тельные преобразователи и делитель цепи параллельной отрицательной обратной связи должны быть отделены от выхода и входа усилителя с помощью разделительных конденсаторов.

Соединение общего вывода делителя обратной связи и конденсаторов фильтра с выходом согласую1чего усилителя постоянного тока позволило повысить точность преобразователя за cjieT применения в качестве согласующего усилителя постоянного тока 4 быстродёйствудаего МДИ-усилителя с малым дрейфом и нecи sмeтpичным входом. Так как напряжение в суммирующей точке усилителя 4 равняется нулю, то защита этой точки экраном с нулевым потенциалом позволяет избавит,ься в преобразователе от дополнительной 1yльтипликaтивнoй погрешности в условиях повышенной влажности, вызванной утечками на общую щину с инвертирующего входа усилителя 4. В преобразователе нет мультипликативной погрешности, вызванной изменением коэффициента усиления согласующего усилителя 4 (из-за нестабильности резисторов делителя цепи обратной связи), за счет того, при коэффициенте усиления, равномединице, делитель не нужен. Упрощение конструкции преобразователя достигнуто в результате того, что резисторы фильтра 3 выбраны непрецизионными и дешевыми (например, типа МЛТ), что даст ощутимый экономический эффект при серийном производстве прибора, в . котором использовано данное изобретение ,

Применение изобретения позволяет -повысить.: точность измерения переменного напряжения в малогабаритном приборе до +0,2%, упростить преобразователь и схему входного устройства вольтметра, сделать прибор детиевле.

Формула изобретения

,

Измерительный преобразователь переменного- напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные однополупериодный преобразователь средневыпрямленного значения на базе усилителя с выппямительными преобразователями и делителем, включенными в цепи отрицательной обратной связи и отделенными от выхода и входа усилителя разделительными конденсаторами, многозвенный усредняющий RC-фильтр и согласующий усилитель постоянного тока, отличаю и и йс я тем, что,с целью повышения точности и упрощения конструкции преобразователя, общий вывод делителя обратной связи и конденсаторов фильтра соединен с выходом согласующего усилителя постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации вольтметра В7-16 И22/ 710, 002. ТО, 1977.

2 .Техническое описание и .инструк ция по эксплуатации ГБ2. 728.007.ТО, 1978.