Линейный преобразователь действую-щЕгО зНАчЕНия пЕРЕМЕННОгО НАпРяжЕНияВ пОСТОяННОЕ Советский патент 1981 года по МПК G01R19/22 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

I

ТТзобретение относится к электроиЬмерительной технике и может быть использовано для создания аналоговых и цифровых измерителей переменного напряжения и аппаратуры контроля переменных электрических напряжений произвольной формы.

Известен преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй терморезистивные преобразователи, каждый из которых состоит из нагревателя и терморезистора, дифференциальный операционный усилитель, входы которого подключены на выходную диагональ моста, образованного терморезйсторами и двумя постоянными резисторами, причем неинвертирующий вход усилителя соединен с терморезистором первого терморезистивного преобразователя, нагреватель которого через ограничительное сопротивление подключен к входу преобразователя, /инвертирующий вход соединен с терморезистором второго терморезнстивного преобразователя, а выход уснлителя - с выходом преобразователя и через ограничигельное сопротивление - с нагревателем второго термореэистивного преобразователя, и источник опорного напряжения, выход которого подключен к общему выводу постоянных резисторов моста 1 .

Однако этот преобразователь обладает значительными погрешностями, обусловленными низкой чувствительностью, а также неиндентичностью вольт-амперных характеристик обоих терморезистивных преобразователей в широком диапазоне температур.

10

Наиболее близким по технической сущности является широкополосный преобразователь действующего значапш переменного напряжения в постоянное, содержащий источник опорного напряжения постоянного тока, пер15вый и второй терморезистивные преобразователи, каждый из которых состоит из двух нагревателей и терморезистора, основной дифференциальный операционный усилитель, выход которого соединен с выходом преобра20зователя и через ограничительный резистор с одним из нагревателей первого терморезистивного преобразователя, другой нагреватель которого включен параллельно с одним из

агревателей второго терморезистивного пребразователя, другой нагреватель которого ерез второй ограничивающий резистор подлючен к входу преобразователя, а также перый дополнительный дифференциальный операионный усилитель, выход которого подклюен к общему выводу параллельно соединенных нагревателей первого и второго терморезистивных преобразователей 2.

Однако известный преобразователь обладает погрещностью, вносимой постоянными резисторами основного моста и невысокой чувствительностью, так как последовательное соединение постоянного резистора и терморезистора

снижает величину относительного приращения . сопротивления терморезистора, вследствие чего уменьшается и абсолютное приращение напряжения, вызываемого изменением сопротивления терморезистора.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий источник опорного напряжения постоянного тока, первый и второй терморезистивные преобразователи, каждый из которых состоит из двух нагревателей и терморезистора, основной дифференциальный операционный усилитель, выход которого соединен с выходом преобразователя и через ограничительный резистор с одним из нагревателей первого терморезистивного преобразователя, другой нагреватель которого включен Параллельно с одним из нагревателей второго терморезистивного преобразователя, другой нагреватель которого через второй ограничительный резистор подклйчен к входу преобразователя, а также первый дополнительный дифференциальный операционный усилитель, выход которого подключен к общему выводу параллельно соединенных нагревателей первого и второго терморезистивных преобразователей, введены первый и второй масштабные преобразователи и второй дополнительный дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен через первый масщтабный преобразователь к выходу источника опорного напряжения, а инвертирующий вход через терморезистор первого терморезистивного преобразователя соединен с общей щиной устройства и через терморезистор второго терморезистивного преобразователя соединен с его выходом, инвертирующий и неинвертирующий входы основного усилителя подключены к выходам второго дополнительного усилителя и источника опорного напряжения .соответственно, а неинвертирующий и инверi тирующий входы первого дополнительного

усилителя соединены с выходом источника опорного напряжения и через второй масштабный преобразователь - с выходом основного усилителя соответственно.

На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя.

Линейный преобразователь содержит терморезистивные преобразователи 1 и 2, основной 3, дополнительный 4 и второй дополнительный 5 дифференциальные операционные усилители, источник 6 опорного напряжения, пер вый 7 и второй 8 масштабные преобразователи, и ограничительные резисторы 9 и 10.

. При отсутствии измеряемого напряжения на входе преобразователя, выходное напряжение первого масцгга:бного преобразователя 7 усиливается усилителем 5, коэффициент передачи которого определяется отношением величин сопротивлений терморезисторов терморезистивных преобразователей, включенных в цепь обратной связи усилителя 5.

При равенстве коэффициентов передачи масштабного преобразователя 7 и усилителя 5,

J на выходе последнего появляется напряжение, равное по величине и знаку опорному напряжению 6.

Таким образом, на обоих входах основного усилителя 3 действуют равные по вели(j чине и знаку напряжения, вследствие чего напряжение на его выходе и на выходе преобразователя и инвертирующем входе усилителя 4 равно нулю. Напряжение, снимаемое с выхода усилителя 4 поступает на нагреватеJ ли первого и второго термопреобразователей 1 и 2 соответственно и задает исходный температурный режим работы терморюзистивных преобразователей 1 и 2.

При подаче измеряемого напряжения Ux(t),

g в нагревателе терморезистивиого преобразователя 1 выделяется тепло Джоуля, под действием которого изменяется величина сопротивг пения его терморезистора, что приводит к изменению коэффициента передачи усилителя 5.

j Выходное напряжение усилителя 5 уменьшается и появляется напряжение на выходе основного усилителя 3. Часть выходного сигнала усилителя 3 через ограничительный резистор 10 ответвляется в нагреватель терморезистивного преобразователя 2, где преобразуется в тепло Джоуля, которое приводит к изменению сопротивления терморезистора, поддерживая коэффициент передачи усилителя 5 практически неизменным. В установившемся режиме напряже1ше усилителя 3 пропорционально действующему значению измеряемого напряжения на входе преобразователя. Часть выходного напряжения преобразователя через второй :масиггабный преобразователь 8 поступает на