Милливольтметр переменного тока Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

(54) МИЛЖВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к икформациоино-измерительнсй технике, в част ности к вольтметрам переменного тока и может быть использовано для точного измерения напряжения переменног тока. Известны милливольтметры переменного тока р . Недостатком таких милливольтметро переменного тока является значительная мультипликативная погрешность и погрешность от нелинейности, которая имеет также мультипликативный характер. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является мил ливольтметр переменного тока ВЗ-25, содержапщй включённые последовательно детектор сигнала, усилитель постоянного тока, поэторитель, модулятор, выходной детект и индикаторный прибор, а также делитель обратной связи и детектор обратной связи, включенные .последовательно между модулятором и усилителем постоянного тока, причем детектор сигнала подключен ко входу милливольтметра 2. Однако милливольтметр имеет значительную погрешность, обусловленную техническими возможностями достижения высокой степени идентичности детекторов при их изготовлении, а также зкономической целесообразностью подбора пар детекторов при настройке милливольтметра в процессе производства или ремонта. Цель изобретения - повышение точности измерения, упрощение настройки и повышение ремо нтоспособности. Поставленная цель достигается тем, что в милливольтметр переменного тока, содержащий детектор сигнала и усилитель постоянного тока, включенмле последовательно, повторитель, индикатор и модулятор, подключенные к выходу повторителя, и делитель, подключенный к выходу модулятора, дополнительно .введены трехпозиционн 1й переключатель. 3 подвижный контакт которого подключен ко входу детектора, один из неподвиж ных контактов подключен к входной клемме милливольтметра, а второй неподвижный контакт подключен к выходу делителя напряжения, второй трехпозиционный переключатель, один из неподвижных контактов которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, последовательно включенные инт ратор и фиксатор уровня сигнала, выход которого подключен к повторителю и инвертор, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а выход - ко второму неподвижному ко такту второго трехпозйционного переключателя, причем подвижный контакт второго трехпозйционного переключателя подключен ко входу интегратора, повторителя.. На чертеже представлена структурная схема милливольтметра переменного тока. Предлагаемый милливольтметр содерймт детектор 1 сигнала и усилитель 2 постоянного тока, включенные последовательно. Выход повторителя 3 подключен ко входу индикатора 4 и модулятора 5, выход которого подключен кс входу делителя напряжения 6. Трехпозиционный переключатель подключен ко входу милливольтметра, ко входу детектора I сигнала и к выходу делителя напряжения 6. Трехпозй1щонный переключатель. 8 подключен к выходу усилителя 2 постоянного тока и ко входу интегратора 9, выход которого через фиксатор 10 уровня подключен ко входу повторителя 3. Инвертор П подключен ко входу трехпозйционного переключателя 8. Работа милливольтметра переменного тока осуществляется циклично, при этом каждый цикл состоит из трех тактов. В первом такте трехпозиционные переключатели 7 и 8 находятся в положении, изображенном на чертеже. Входное напряжение через детектор .1, преобразованное в постоянное, поступает на вход интегратора 9 в течение времени Т. В результате напряжение на выходе интегратора изменится на величину- ,,)dtxK,KaUg,,T, (i) о. где К - коэффициент передачи интегратора. 6 К К1К2, где К1 и К2 - коэффициенты передачи блоков I и 2. Во втором такте трехпоз1|цион1 ые переключатели 7 и 8 находятся в противоположном состоянии. На вход интегратора 9 в течение времени Т поступает постоянное выходное напряжение повторителя 3 через модулятор 5, делитель напряжения 6, трехпози щонный переключатель 7, детектор 1 сигдала, усилитель постоянного тока 2, инвертор li и трехпозшщонный переключатель 8. Напряжение на выходе интегратора за время Т в этом такте изменится на величину , С2) где 1Ь К5 Кб; К5 и Кб - коэффициенты передачи блоков 5 и 6. В третьем такте трехпозиционные переключатели 7 и В находятся в нейтральном положении, при этом производится выборка и запоминание фиксатором 10 уровня выходного напряжения интегратора 9, которое в последующем цикле используется для подучи через повторитель на индикатор 4 и модулятор Если перед началом преобразования напряжение на повторителя равно UQ, то после первого цикла оно станет равным UrUftxf «eSSv WiJoP KsK K,, V , Щ где К - коэффициенты передачи соответственно фиксатора 12 уровня и повторителя 3, причем Q 1-TgiKgK, После второго цикла () после vn -го цикла ., 5) что составляет сумму геометрической Прогрессии, если выполняется условие , и при убывакщем по абсолютной величине при этом же условии члене UQ (Q) Сумма представленная выражением (5), при ,т.е. в установившемся режиме, имеет значение, определяемое выражением -V(ь) 1 - QКак следует из выражений (5) .и (6 в предпагаемом милливольтметре осуществляется аддитивная ит«рацномная коррекция погрешности преобразования, благодаря чему возможно достижение высокой точности. Выражение (6) является уравнением преобразования предлагаемого милливольтметра, из которого следует, что выходное постоянное напряжение, поступаняцее на иадикатор 4, прямо пропорционально входному, В уравнение преобразования входят коэффициенты передачи модулятора 5 и делителя напряжения 6, при этом их погрешности малы, поскольку эти блоки работают на большом сигнале,

Коэффициенты передачи повторителя 3, интегратора 9 и фиксатора 10 уровня в установившемся режиме не входят в уравнение преобразования (6) вследствие чего требования, предъявляемые к ним, являются достаточно низкими То же можно сказать относительно мультипликативной погрешности и.погрешности от нелинейности детектора сигнала 1 и усилителя постоянного тока 2, так как время интегрирования Т в первом и втором циклах одинаково, вследствие чего детектор 1 и усилитель постоянного тока 2

работают в одной точке (т.е. их коэффициенты передачи в обоих циклах, неизменны), В результате в предлагаемом милливольтметре детектор сигнала обладает достаточной собственной нелинейностью. При этом для достижения высокой точности милливольтметра нет необходимости в подборе пары дететоров с идентичными характеристиками.

Кроме того, введение в устройство трехпозиционных переключателей, интегратора, фиксатора уровня, инвертора и соответствукнцих связей выгодно отличает предлаг.аемый милливольтметр переменного тока от известного, поскольку нет необходимости в подборе пар детекторов с высокой степенью идентичности нелинейных характеристик при настройке милливольтметра в процессе производства или ремонта. Кроме того, зиачительно упрощается гфоцесс настройки милливольтметра и повьяаается его ремонтопригодность.

Формула изобретения

Милливольтметр переменного тока, содержащий последовательно включенные детектор сигнала и усилитель постоянного тока, последовательно включенные модулятор, повторитель и делитель напряжения, и индикатор, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен трехпозиционным переключателем, подвижный контакт которого подключен ко входу детектора-, один из неподвижных контактов подключен к

ВХОДНОЙ клемме, милливольтметра, а второй неподвижный контакт подключен к илходу делителя напряжения, вторым трехпозиционным пере ключателем, один из неподвижных контактов которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, последовательно включеншлми интегратором и фиксатором уровня сигнала, выход которого подключен к повторителю, и инвертором, вход ко.торого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а выход ко второму неподвижному контакту второго трех-, позиционного переключателя, причем подвижный контакт второго трехпозиционного переключателя подключен ко входу интегратора, а индикатор подключен к выходу повторителя.

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент СЗМ № ап2.449,кл,321-132 1971,

%

гЧЛ

1