Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное Советский патент 1980 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначен для использования при осуществлении линейного преобразования сигналов с повышенным содержанием гармоник. Известен преобразователь действую щего значения переменного напряжения в постоянное, выполненный с применением основного и компенсационного преобразующих узлов и содержащий, кроме того, усилитель сигнаша разбаланса, интегратор, модулятор и формирователь прямоугольного сигнала Ц Недостаток известного устройства заключается в значительной сложности его конструктивного контроля. Наиболее близкий предлагаемому преобразователь действуквдего значени переменного напряжения в постоянное содержит квадратор с кусочно-линейной аппроксимацией параболы, состоящий из параллельно включенных ограни чителей, выполненных на операционных усилителях, неинвертирующие входы которых через соответствующие резисторы соединены с выходами выпря мителя, а выходы - со входом сглаживающего усилителя 2} . Недостаток известного устройства связан с существенной методической погрешностью преобразования сигналов различное формы, которая определяется точностью аппроксимации и зависит от числа участков аппроксимации. Цель изобретения - уменьшение методической погрешности от изменения формы кривой входного сигнала. Для достижения указанной цели в преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий квадратор с кусочно-линейной аппроксимацией параболы, состоящий из параллельно включенных ограничителей, выполненных на операционных усилителях, неинвертирукхдие входы которых через соответствующие резисторы соединены с выходатии выпр 1мителя, а выходы - со входом сглаживающего усилителя, введен амплитудный детектор, причем вход амплитудного детектора подключен к выходу операционного усилителя конечного участка аппроксимации, а выход - ко входу сглаживающего усилителя. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоянное.

Устройство содержит выпрямитель 1 квадратор 2,- состоящий из ограничителей. Каждый из которых выполнен с использованием операционного усилителя 3, резисторов 4 - 9 и диодов 10 и 11, сглаживающий усилитель 12, амплитудный детектор 13, состоящий из диода 14, конденсатора 15 и резистора 16.

Преобразователь работает следующим образом.

Выпрямитель 1 производит двухполупериодное выпрямление входного сигнала. Каждый из ограничителей квадратора 2 формирует линейный участок аппроксимирующей характеристики. Полная характеристика квадратора - зависимость суммы выходных токов всех ограничителей от мгновенного значени входного напряжения квадратора - является приближенной квадратичной функцией. Таким образом, квадратор осуществляет - приближенное возведение выпрямленного сигнала в квадрат. Сглаживающий усилитель 12 выделяет из возведенного в квадрат сигнала постоянную составляющую, а также производит масштабирование сигнала. Выходной сигнал сглаживающего усилителя 12 используется в качестве напряжения смещения квадратора 2, благодаря чему обеспечивается линейная зависимость выходного постоянного напряжения от действующего значения входного переменного.

Ошибка аппроксимации( максимальна (по модулю) в начале, середине и конце каждого из участков аппроксимации. При входных сигналах, имею.WX амплитуду, меньшую номинальной, погрешность возведения в квадрат мгновенных значений не превышает Sg . в этом случае методическая погрешность преобразователя от изменения формы кривой остается достаточно малой.

При входных сигналах с тем же действующим значением, но с амплитудами, превышающими номинальную, например при сигналах, содержащих высшие гармоники, и неблагоприятных фазах гармоник, погрешность возведения в квадрат мгновенных, значений на некоторых интервалах значительно превышает о,д. Это ведет к увеличению методической погрешности преобразователя, которая всегда отрицательна.

Выходной ток амплитудного детектора 13 пропорционален разности между амплитудой входного сигнала и уровнем ограничения ограничителя конечного участка аппроксимации. Этот ток

увеличивается с увеличением амплитуды входного сигнала. Таким образом, введение амплитудного детектора 13 позволяет в некоторой степени скомпенсировать отрицательную методическую погрешность преобразования сигналов с большими амплитудами.

Предлагаемый преобразователь в определенном .диапазоне изменения гармоник (до 50%) позволяет получить

0 меньшую погрешность от изменения формы кривой по сравнению с известными .

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное,содержащий квадратор с кусочно-линейной аппроксимацией параболы, состоящий из параллельно включенных ограничителей, выполненных на операционных усилителях, неинвертирующие входы которых через ветствующие резисторы соединены с выходами выпрямителя, а выходы - со

входом сглаживающего усилителя,, отличающийся тем, что, с целью уменьшения методической погрешности от изменения формы кривой входного сигнала, в него введен

амплитудный детектор, причем вход амплитудного детектора подключен к выходу операционного усилителя конечного участка аппроксимации, а выход - ко входу сглаживающего усилителя.

источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР I 308371, кл. G 01 R 19/02, 1969.

2.Патент США 3564389, кл. 321-18, 1969.