Измеритель амплитуды синусоидального напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения параметров электрических колебаний и в системах контроля радиоэлектронной аппаратуры.

Известен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий ключевую схему, запоминающий конденсатор, экстрематор, усилитель, триггер, мультивибратор, дифференцирующий преобразователь и одновибратор, в котором к источнику преобразуемого напряжения подключена ключевая схема, выход которой соединен к истрчнику экстрематора вк.пючен дифференцирующий преобразователь, выход которого подключен к одновибратору, соединенному с ключевой схемой 1.

Недостатком измерителя явля яется низкие точность измерения и помехозащищенность, так как устройство выделяет выбросы и ложные экстремумы, появ.ляющиеся на измеряемом напряжении в результате его искажения высшими гармониками и импульсными помехами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительный преобразователь амплитуды синусоидального напряжения в постоянное напряжение, содержащий входной делитель, согласующий усилитель, частотно-зависимый двухполюсник, интегратор тока со схемой управления, причем вход частотно-зависимого двухполюсника соединен с выходом согласующего усилителя, а выход через ключ и усилитель-ограничитель соединен с входом интегратора тока, управляемого блоком задержки,подключенным к выходу усилителя-ограничителя 2 ,

Недостатком измерителя является низкая точность определения амплитуды синусоидального напряжения изза влияния нечетных гармонических составляющих, возникающих в измеряемом напряжении в результате воздействия на него различного рода по-., мех, а также низкая помехозащищенность, определяемая наличием в устройстве частотно-зависимого двух.полюсника, ухудшающего отношение 30 сигнал/шум.

Цель изобретения - повышение точности измерения и улучшение помехозащищенности измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель амплитуды синусоидального напряжения, содержащий входной делитель, соединенный с входом согласующего усилителя, интегратор и формирователь сигналов управления, подключенный к управляющему входу интегратора, дополнительно введены два блока двойного интегрирования, сумматор и делительное устройство, при этом последовательно соединенные блоки двойного интегрирования включены между выходом согласующего усилителя и входом интегратора, выходы блоков двойного интегрирования и интегратора присоединены к входам сумматора, который своим выходом подключен к первому входу делительного устройства,второй вход которого соединен с соответствующим выходом формирователя сигналов управления, другой выход формирователя сигналов управления соединен с управляющими входами блоков двойного интегрирования, а вход формирователя сигналов управления соединен с выходом согласующего усилителя.

На чертеже представлена блок-схем измерителя амплитуды синусоидального напряжения.

Измерительсодержит входной делитель 1, соединенный с входом согласующего усилителя 2, к выходу которого подключены последовательно соединенные первый 3 и второй 4 блоки двойного интегрирования и интегратор 5, формирователь 6 сигналов управления, сумматор 7, подключенный к выходам блоков двойного интегрирования и интегратора, а к выходу сумматора подключено делительное устройство 8, выход которого является выходом измерителя. Вход формирователя 6 сигналов управления соединен с выходом согласующего усилителя 2, а выходы формирователя сигналов управления с управляющими входами блоков 3, 4 двойного интегрирования, интегратора 5 и другим входом делительного устройства 8,

Измеритель амплитуды переменного напряжения работает следующим обра301,

Измеряемое напряжение Ц (Ь) через входной делитель 1 и согласующий усилитель 2 поступает на вход первого блока двойного интегрирования и формирователя б сигналов управлени который контролирует поступающее на его вход напряжение и в момент начала полупериода, соответствующий нулевой азе первой гармоники измеряемого напряжения, формирует сигнал разрешения процесса интегрирования первым 3 и вторым 4 блоками двойного

интегрирования и интегратора Ь. Продолжительность этого процесса интегрирования равна по длительности половине периода измеряемого напряжения . По окончании процесса интегрирования , чему соответствует окончание первого разрещающего сигнала формирователя сигналов управления, на входы сумматора 7 будут поданы значения второго, четвертого и пятого интегралов измеряемого напряжения

0 на его полупериоде.

Эти величины складываются сумматотором с заданными весовыми коэффи- , циентами. Таким образом, к моменту окончания процесса интегрирования

5 на полупериоде измеряемого напряжения выходной сигнал сумматора 7 Рс.вен взвешенной сумме второго, четвертого и пятого интегралов измеряемого напряжения,

9

В момент окончания интегрирования формирователь сигналов управления вырабатывает второй сигнал, величина которого равна полупериоду измеряемого напряжения. Этот сигнал поступа5ет на второй вход делительного устройства 8, в результате чего на его выходе появляется напряжение, равное амплитуде гармоники измеряемого напряжения. По окончании второго сигнала, продолжительность действия

0 которого равна требуемой длительности измеренной амплитуды напряжения на выходе устройства, формирователь

6сигналов управления сбрасывает бйоки 3 и 4 двойного интегрирования

5

и интегратор 5 в начальное состояние, после чего с момента прихода следующего полупериода измеряемого напряжения работа устройства повторится, вновь,

0

Величины весовых коэффициентов, с которыми суммируются в сумматоре

7второй, четвертый и пятый интегралы измеряемого напряжения,выбраны таким образом, что взвешенная сумма равна амплитуде первой гармоники

5 синусоидального измеряемого напряжения с погрешностью до 0,002% и ослаблением третьей гармоники в 240 раз, пятой- в 3000 раз.

Учитывая то обстоятельство, что в

0 известном и предложенном измерителях четные гармоники подавляются полностью, возможно измерение амплитуды синусоидального .напряжения с большей точностью и в условиях луч5шей помехозащищенности за счет подавления высших гармоник, что позволяет широко использовать данный измеритель для контроля амплитуды синусоидального напряжения.

Формула изобретения

Измеритель амплитуды синусоидального напряжения, содержащий входной

делитель, соединенный с входом согласующего усилителя, интегратор и формирователь сигналов управления, подключенный к управляющему входу интегратора, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения и улучшения помехозащищенности, в него дополйительно введены два блока двойного интегрирования, сумматор и делительное устройство, при этом последовательно соединеннь1е блоки двойного интегрирования включены между выходом согласующего усилителя и входом интегратора, выходы блоков двойного интегрирования и интегратора присоединены к входам сумматора, который

своим выходом подключен к первому входу делительного устройства, втоой вход которого соединен с соответствующим выходом формирователя сигналов управления, другой выход формирователя сигналов управления соединен с управляющими входами блоков двойного интегрирования, а вход формирователя сигналов управления соединен с выходом согласующего

усилителя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 368550, кл. G 01 R 19/22, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 281636, кл. G 01 R 19/22, 1969.

им