Дифференциальный указатель Советский патент 1981 года по МПК G01R19/10 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может использоваться в метрологических установках различного назначения, в частности, для проверки индуктивных делителей напряжения. Известны дифференциальный указатель, содержащий первый и второй усилительно-преобразовательные блоки, выходы которых соединены со входагли вычитающего устройства Недостатком известного дифференци ешьного указателя является временная нестабильность каналов, что понижает точность устройства. Известен также дифференциальный указатель, использующий метод периодического сравнения и содержгшщй переключатель, преобразователь и синхронный детектор . Недостатком такого указателя явля ется низкая разрешающая способность, обусловленная коммутационными помехами и флуктуаииями входных напряжений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дифференциальный указатель со сравнением напряжений по мгновенному зна чению, содержащий последовательно со диненные схему сравнения, синхронный етектор, усилитель постоянного тока, причем управляющий вход синхронного детектора через формирователь коммутирующего напряжения соединен с опорным входом схемы сравнения Гз. Недостаток .данного дифференциального указателя заключается в необходимости ручной установки коэффициента усиления перед каждым измерением, что понижает быстродействие и точность поверки индуктивных делителей напряжения. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный указатель содержащий первый блок сравнения,два входа которого соединены со входами клеммсжи, и синхронный детектор,управляющий вход, которого через формирователь коммутирующего напряжения соединен с первым входом первого блока сравнения., а выход через усилитель постоянного тока соединен с выходной клеммой, дополнительно введены последовательно соединенные первый регулирующий блок, вход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, преобразователь, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход koTopor соединен с источником опорного напря жен-ия, и усилитель рассогласования, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регул рующих блоков, причем вход второго регулирующего блока соединен с выходом первого блока сравнения, а его выход - со входом синхронного детектора. На чертеже представлена структурная схема дифференциального указателя. Устройство содержит первый блок 1 сравнения, синхронный, детектор 2, формирователь- 3 коммутирукяцего напря жения, усилитель 4 постоянного тока, первый регулирующий блок 5, преобразователь 6, второй блок 7 сравнения, источник 8 опорного напряжения,усилитель 9 рассогласования и второй регулирующий блок 10. Дифференциальный указатель работает следующим образом. Входное опорное напряжение U ослабляется первым регулирующим блоком 5 и преобразуется преобразователем 6. Преобразованное постоянное напряжение сравнивается с напряжением источника 8 опорного напряжения с помощью, второго блока 7 сравнения Напряжение рассогласования усиливается усилителем 9 и управляет первым регулирующим блоком 5 так, что выходное напряжение преобразователя 6 поддерживается равным напряже{}ию источника 8 опорного напряжения. Сле повательно, пооизведение амплитуды опорного входного напряжения на коэф фициент передачи первого регулирующего блока 5 является величиной пос тоянной, равной напряжению источник 8 опорного напряжения. Так/как втор регулирующий блок 10 управляется тем же напряжением,что и первый регулирующий блок 5, обеспечивается точное постоянство относительного коэффициента передачи измерительной цепи, состоящей из первого блока сравнения, второго регулирующего блока, синхронного детектора иусилителя постоянного тока. При этом выходное напряжение дифференциального указателя определяется только относительной разностью входных напряжений и, ui и не зависит от их абсолютной разности, т.е. ui-uA . KH-UB 1 I fe относительная раз ность входных нап жений; напряжение источн ка 8 опорного нап жения; коэффициент перед чи i-ro блока, гд i 1-10; к f, - коэффициент пропорциональности. В известном же устройстве выходное напряжение зависит не только от относительной разности входных напряжений, но и от абсолютного значения напряжения Щ . и IT к и Поэтому для постоянства относи- тельной чувствительности в известном устройстве необходимо выполнить условиеconst, что обеспечивается ручной регулировкой коэффициента усиления перед каждым измерением и приводит к увеличению времени измерения, т.е. понижает быстродействие и ухудшает точность измерения. Действительно, при изменении значения напряжения сравниваемых сигналов возникает мультипликативная погрешность измерения, которая может быть оценена по формуле йЩ Следовательно, пограиность измерения прямо пропорциональна относительному изменению входных напряжений и может достигать весьма больших значений. В предлагаемом устройстве М1льтипликативная погрешность существенно уменьшается за счет автоматической регулировки относительного коэффициента усиления. Таким образом, изобретение позволяет за счет автоматизации процесса нормирования коэффициента усиления измерительной цепи на порядок сократить время одного измерения, повысить быстродействие и точность измерения, а также увеличить производительность труда, что имеет решающее значение при поверочных работах с большим числом измерений. Формула изобретения Дифференциальный указатель, содержащий первый блок сравнения, два входа которого соединены со входными кле(, и синхронный детектор, управляющий вход которого через формирователь коммутирующего напряжения соединен с первым входом первого блока сравнения, а выход через усилитель постоянного тока соединен с выходной клеммой,отличающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый регулируквднй блок, вход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, преобразователь, выход которого соединен с первым входом

второго блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, и усилитель рассогласования, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регулирующих блоков, причем вход второго регулирующего блока соединен с выходом первого блока сравнения, а его выход - со входом синхронного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3,Грсиев Б.Л. Дифференциальный указатель синфазных переменных напряжений. - Стандартизация и измерительная техника, вып. 3, Красноярск, 1977, с. 133-136 (прототип).