Устройство для измерения переменногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использойано, например в переносных приборах высокого класса точности для измерения переменных напряжений. Известны измерительные устройства содержащие усилитель, диодный выпрямитель и выходную нагрузку (индикаторный прибор), у которых диодный выпрямитель и нагрузка включены в цепь параллельной или последователь ной отрицательной обратной связи (ООС) i и 2. При этом увеличивается линейность измерительной характеристики и повышается ее стабил ность при увеличении усиления усилителя и глубины обратной связи. Однако в известных устройствах увеличение коэффициента усиления и глуби ны обратной связи ограничены неустойчивостью усилителей. Применение для этих целей операционных усилите лей с большим коэффициентом, усиления затруднено в переносных измери тельных приборах из-за неэкономичности их питания и из-за малого вх ного сопротивления при глубокой параллельной отрицательной обратной связи (ООС). В связи с изложенным известных устройствах не удается обеспечить достаточную линейность и стабильность измерительной характеристики. Из известных измерительных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее входной транзистор с динамической нагрузкой в коллекторе, выполненной на транзисторе, инвертирующий усилитель, диодный выпрямитель и индикаторный прибор . Коллектор транзистора - динамической нагрузки подключен к коллектору входного транзистора и к входу усилителя f2. База транзистора - динамической нагрузки соединена с цепями смещения и одним из концов конденсатора, другой конец которого подключен к общей шине. Диодный выпрямитель вместе с индикаторным прибором включен между выходом усилителя и эмиттером входного транзистора. Однако в известном устройстве не удается обеспечить глубину ООС более 200, что обычно недостаточно для обеспечения достаточной линейности и стабильности в приборах вы-сокого класса точности. Целью изобретения является умень шение нелинейности и снижение погрешности при изменении напряжения питания и температуры. Достигается это тем, что в устройство между выходом усилителя и общей шиной включен делитель напряжения, средняя точка которого соединена с другим выводом конденсатор На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройст ва для измерения переменного напряжения. Предлагаемое устройство для измерения содержит входной транзистор 1, динамическую нагрузку в его коллекторе, выполненную на транзисторе 2 с цепями смещения на резисторах 3, 4 в его базе, конденсатор 5, под ключенный одним концом к базе транзистора 2, инвертирующий усилитель б, диодный выпрямитель, состоящий из диодов 7, 8 и резисторов 9, 10, выполненный по мостовой схеме и подключенный между выходом .усилителя 6 и эмиттером транзистора 1, индикаторный прибор 11, включенный в диапэналь выпрямительного моста, резистор 12, включенный в эмиттер транзистора 1. Между выходом усили теля б и общей шиной включен делитель напряжения на резисторах 13, 14, средняя точка которого соедине с другим выводом конденсатора 5. Устройство работает следующим образом. Входное переменное напряжение п тупает на базу транзистора 1, выде -ляется после усиления на динамичес кой нагрузке, выполненной в виде транзистора 2 в его коллекторе, и через инвертирующий усилитель б по дается на диоды 7 и 8 мостового выпрямителя. Выпрямленный ток пост пает через индикаторный прибор 11 и резисторы 9, 10 в эмиттер транзистора 1. На резисторе 12 формируетс напряжение отрицательной обратной связи путем противофазного суммиро вания выпрямленного тока в отдельные полупериоды. Переменное напряжение со средней точки делителя на резисторах 13, 14 подается.чере конденсатор 5 на базу транзистора 2 и увеличивает величину динамичес кого сопротивления. При этом проис ходит нейтрализация нелинейности и нестабильности выпрямительной ха рактеристики . Нетрудно показать, что выпрямленный ток, протекающий через инди торный прибор 11, равен ., ( Р .оЧ«пр МЧГ vi 35 R.-vH К, Кд И Kg.- коэффициенты усиления транзисторов 1, 2 и усилителя .. 6 соответственно/ R м RQ,R и R - сопротивления ре зисторов 9, 10 и плеч делителя на резисторах 13, 14 соответственно; Rjip- внутреннее сопротивление индикаторного прибора 11; Rg прямое (нелинейное) сопротивление диода 7 (8). В общем случае зависимость Эпрот Ugx нелинейна и нестабильна из-за нелинейности и нестабильности Rg. Если выбрать сопротивление плеч делителя на резисторах 13, 14 так, чтобы Д О, то выражение (1) переходит в следующее: В этом выражении Зф не зависит от R и линейно зависит от Ugx Таким образом, изобретение при использовании его для измерения пере- , менного напряжения позволяет существенно уменьшить нелинейность и снизить погрешность при изменении напряжения питания и температуры. Формула изобретения Устройство для измерения переменного напряжения, содержащее входной транзистор с динамической нагрузкой, выполненной на транзисторе, коллектор которого подключен к коллектору входного транзистора, база подключена к цепям смещения и к одному из выводов конденсатора, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к коллектору входного транзистора, а выход - к одному из входов диодного выпрямителя, другой вход которого соединен с эмиттером входного транзистора, на выходе -выпрямителя включен индикаторный прибор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нелинейности и снижения погрешности при изменении напряжения питания и температуры, между выходом усилителя и общей шиной включён делатель напряжения, средняя точка которого соединена с Другим выводом конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем, -м.: Советское радио, 1971, с. 150. 2.Вопросы улучшения технических параметров выпрямительных и транзисторных приборов.-Сб. материалов II Всесоюзной НТК по измерительным приборам ВНИИЭП. - л.: 1970, с. 121 (прототип).