Устройство для измерения синусоидального напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности г устройствам, предназначенным для иЗ мерения синусоидальных напряжений компенсационным методом. Известны устройства для измерения напряжения, содержащие источник эталонного напряжения, фаэосдвигающую схему, фазометр, регулятор величины напряжения и индикатор в виде измерителя напряжения р. . Недостатком устройства является необходимость использования двух измерительных приборов и недостаточна надежность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник эталонного напряжения, регулятор для измерения его величины в пределах 0-и,„ач, прецизионный фазовращатель, позволяющий изменять фазу между вход ным и эталонным напряжениями и фазометр для ее измерения, схему алгебраического сложения напряжений и индикатор в виде измерителя напряжения 12. Недостатками известного устройства являются необходимость использования двух измерительных приборовфазометра и измерителя напряжения, недостаточно высокая точность измерения, которая обусловлена тем, что при установке индикатора в положение и 9 - О на его показания оказывают влияние паразитные наводки и помехи, тогда как на показания фазометра их влияние практически не сказывается, и недостаточная надежность, что обусловлено критичностью к перегрузкам измерителей напряжения, которые в результате подачи на их вход больших по величине напряжений могут выйти из строя. Цель изобретения - упрощение устройства, повыиёние точности к надежности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения синусоидального напряжения, содержащее схему алгебраического сложения, один вход которой является входом устройства, а второй вход через фазовращатель и регулятор амплитуды подключен к источнику эталонного напряжения и индикатор, введен переключатель, первый контакт которого подключен ко входу схемы алгебраического сложения, второй контакт подключей к одному из входов индикатора, третий контакт подключен к быходу схемы алгебраического сложения, четвертый и шестой контакты подключены к выходу фаэовргццателя,а пятый контакт подключен ко второму входу упомянутого индикатора. При этом индикатор i выполнен , в) виде импульсного двухканального фазометра.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения синусоидального напряжения.

Устройство состоит из источника 1 эталонного напряжения, фазовращателя 2, регулятора 3 амплитуды эталонного напряжения с калиброванной шкалой на ручке, схемы алгебраического сложения 4, переключателя 5 с контактс1ми 5-1, 5-6 и импульсного двухканального фазометра 6, содержеицего формирователи 7 и 8 импульсов, тригге 9 и измерительную схему 10.

На чертеже показан также источник измеряемого напряжения 11.

Устройство работает следующим образом.

При переключении переключателя 5 в положение, соответствующее замыканию его контактов 5-1, 5-2 и 5-4, 5-5 на входы формирователей импульсов 7 и 8 подаются соответственно эталонное напряжение с выхода фазовращателя 2 и напряжение с источниjca исследуемого напряжения .11.

Формирователи 7 и 8 импульсов в моменты перехода указанных напряжений через нуль формируют импульсы, которые вызывают переключение триггера 9. При этом на выходе триггера 9 имеет место периодический прямоугольный сигнал, в котором продолжительность одного импульса сЬответ. ствует измеряемой фазе между сравниваемыми напряжениями. Измерительная схема 10 осуществляет измерение длительности указанного импульса и инди цирует результат измерения в электрических градусах. Таким образом, импульсный двухканальный фазометр 6 измеряет фазу Ч между входным и эта лонным напряжениями, которая предварительно с помощью фазовращателя 2 устанавливается.равной

Ч-1С(+ -)После переключения переключателя 5-в положение, соответствующее замыканию его контактов 5-2,5-3 и 5-5 5-6 на ВХОДЫ формирователей 7 и 8 подаются соответственно, эталонное напряжение с выхода фазовращателя 2 и результирующее напряжение с выхода схемы алгебраического сложения 4. При этом фазометром измеряется фаза f между эталонным., напряжением и вйходным .напряжением схемы алгебраического слоЖения 4.

Up--VuVuJt2U,U.cos« si« ttorci gi ;|.

(.),

где и , Uji и Up соответственно зталонное, входное и выходное напряжения схемы алгебраического сложения 4 При предварительно установленной

фазе f Тс (n-bj) с помощью фазометра

б в этом режиме измеряется фаза arctg . Таким образом, в зависимости от величины напряжения U при и t О значения фазы Ч, измеряемые фазометром 6, соответственно рав

45° при и, и. Ч « О при U2 и t % 90° при U.2 и Регулируя величину эталонного напряжения помощью регулятора 3

амплитуда таким образом, чтобы значение измеряемой фазы составило Ч , получаем равенство входного и эталонного напряжений. Значение входного

напряжения определяется по шкале регулятора 3 амплитуды.

Данное изобретение по сравнению с известным позволяет упростить устройство,, так как для измерения используется лишь один измерительный прибор, двухканальный импульсный фазометр, повысить точность измерения, во-первых, за счет TQro, что относительная погрешность в измерении фазометром фазы Ч/-1114 меньше, чем при измерении фазы Ф- о, и,во-вторых, на показания измерителя напряжения в известном при малых значениях напряжений оказывают влияние паразитные наводки и помехи, которые на показания фазометра влияют в меньшей степени. Вместе с тем, повЕЛшается нсодежность устройства измерения,что связано с отказом от использования измерителей напряжения, входные цепи которых при возникновении перегрузки могут выходить из .

Формула изобретения

60 входом устройства, а второй вход

через фазовращатель и регулятор амплитуды подключен к источнику эта.лонного напряжения,и индикатор, отличающееся тем, что,

45 с целью упрощения и повышения точности измерений, введен переключатель, первый контакт которого подключен ко входу схемы алгебраического сложения, второй контакт подключен к одному из входов индикатора, третий контакт подключен к выходу схемы алгебраического сложения четвертый и шестой контакты подключены к выходу фазовращателя, а пятый контакт подключен ко второму входу упомянутого индикатора.

целью повышения надежности измерения, индикатор выполнен в виде импульсного двухканального фазо..

Источники информации, 1ринятые во внимание при экспертизе

0 техника, М., Высшая школа, 1974, с. 196.