Преобразователь переменного напряженияВ пЕРиОд СлЕдОВАНия иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R19/02 G01R19/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для .создания вольтметров действующего значения напряжения. Известен преобразователь перемен ного напряжения в период следования импульсов, состоящий из двухполупериодного детектора, блока сравнения генератора линейно изменяющегося нап ряжения, элемента И, генератора опор .ной частоты, отсчетного устройства, ключа и блока управленияГ 1, Низкая точность этого преобразова теля обус ловлена нестабильностью параметров пилообразного напряжения и необходимостью кодирования некоторой суммы интервалов.времени. Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения в период следования им- пульсов, содержеиций двухполупериодный выпрямитель, соединенный последовательно с первым блоком сравнения первым ключом, интегратором и вторым блоком сравнения. Кроме того имеется .генератор линейно изменяющегося напряжения, выход ..которого соединен с входом первого блока сравнения и. вторым ключом, выход последнего подсоединен к входу интегратораС2Т, Недостатком этого преобра.зователя является невозможность его работы в области низких частот, так как время измерения сильно возрастает. Оно равно, примерно, 100 периодам частоты входного сигнала и при частоте, например,-10 Гц составляет около 20 сек. На высоких же частотах за счет инерционности блоков сравнения и ключей появляются дополнительHbie погрешности, что существенно ограничивает полосу допустимых, частот сверху. Кроме того, поскольку интегратор работает в режиме длительного интегрирования и разновременного сравнения, то это приводит к увеличению погрешностей интегрирования. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Достигается это тем, что в преобразователе выход интегратора соединен с входом блока сравнения, входы - с двуМя сьмплитудными ограничителями , первые входы которых подключены к генератору треугольного напряжения, генератор компенсирующего напряжения выполнен в виде двух парафазных генераторов линейно изменязощегося напряжения, входы которых подключены к выходу блока сравнения, выходы - к сигнальным входам ключа, выход которого соединен с вторым входом одного из ограничителей, а управляющий вход - с генератором прямоугольных импульсов, причем второй вход другого ограничителя подсоединен к входной клемме преобразователя.

На фиг. 1 изображена блок-схема преобразователя, на фиг. 2 даны диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь состоит из гене-, ратора треугольного напряжения 1, выход которого соединен с первыми входами амплитудных ограничителей 2 и 3, Второй вход ограничителя 2 является входом устройства. Выход ограничителей соединен с входами интегратора 4, выход которого подключен к входу блока сравнения 5, выход которого является выходом устройства и кроме того подключен к входу генератора компенсирующего напряжения б.

Генератор компенсирующего напряжения 6t) выполнен в виде двух генераторов линейно изменяющегося напряжения 7 и 8, генерирующие парафазные напряжения, входы генераторов подключены к сигнальным входам ключа 9. Выход ключа 9 соединен с вторым входом ограничителя 3, а его управляющий вход - с генератором прямоугольных импульсов 10.

Преобразователь переменного напряжения в период следования импульсов работает следующим образом.

Напряжение треугольной формы от генератора треугольного напряжения 1 и входное напряжение (фиг. 2,а) подают на ограничитель 2, выходное напряжение которого (фиг. 2,6) поступает на вход интегратора 4, где в процессе интегрирования образуется напряжение UHH г (Фиг. 2,д)

и

It,

4А

п

где АИ,- амплитуда треугольного напряжения,

- действующее значение входного напряжения. На вход ограничителя 3 подается сигнал от генератора треугольного напряжения 1 и компенсирующее напряжение (фиг. 2,в) аналитическое напряжение которого

UK(t) kt е (t), где 8 (t)I+l при (i-l)

f-1 при (i-4-l)T, здесь I 1 , 2, 3, . . . , n; Т - период 8 (t); к - постоянный коэффициент. Далее сумма напряжений, ограниченны в отрицательную сторону (фиг. i)/ интегрируется на интеграторе, на

входе которого образуется напряжение (фиг. 2д).

..,

.

в момент равенства напряжений 0 и сравнения 5 срабатывает и возвращает генератор компенсирующего напряжения б в нулевое состояние, после чего он вновь начинает генерировать компенсирующее напряжение заданной формы.

Из условия равенства выходного напряжения интегратора в некоторый момент времени t (фиг. 2е) следуе

)v(

AW

AVTI ИАж/ V°

4Ап1

4

4.

отсюда

К

UyИ

где tj, - период следования импульсов

с блока сравнения. Таким образом, период t j между 5 импульсами с выхода блока сравнения прямо пропорционален действующему значению входного напряжения.

Точность повышается за счет отсутствия зависимости выходного напряжения от параметров треугольного напряжения. Кроме того, работа интегратора в режиме одновременного сравнения напряжений, отсутствие быстродействующих переключающих узлов (ключей) обуславливает повышенную точность преобразования.

Формула-изобретения

Преобразователь переменного Напряжения в период следования импульсов,

содержащий интегратор;, выход которого соединен с входом блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен двумя амплитудными ограничителями, первые входы которых: подключены к генератору треугольного напряжения, выходы к входам интегратора, и генератором компенсирующего напряжения, выполненным в виде двух парафазных генераторов линейно изменяющегося напряжения, входы которых подключены к выходу блока сравнения, выходы - к сигнальным входам ключа, выход которо-

то соединен с вторым входом одного из ограничителей, а управляющий вход - с генератором прямоугольных импульсов, причем второй вход другого ограничителя подсоединен к входной клемме преобразователя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское сводетельство СССР № 216134, кл. G 01 R 19/02, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР W 218303, кл. G 01 R 19/02, 1967. .

UK, (T

t/ffry