Импульсный вольтметр Советский патент 1982 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения амплитудного значения последовательностей импульсов. Известен импульсный вольтметр,содержащий переходной конденсатор, делитель напряжения, операционный усилитель, управляемый ключ, электронны коммутатор, накопительный конденсатор, диоды и резисторы, в котором входная клемма соединена с одним из входов электронного коммутатора и,через переходной конденсатор, - с делителем напряжения и через первый резистор - с инвертирукедим входом операционного усилителя, неинвертируквдий вход которого через второй резистор соединен с выходом электрон ного коммутатора и накопительным конденсатором, параллельнр которому включен третий резистор., выход операционного усилителя через управляемый ключ соединен с вторым входом электронного коммутатора, с катодсм первого диода, через четвертый резистор - с .анодом второго диода, а анод первого диода и катод второго диода соединены с инвертирующим вхо дом операционного усилителя 1.

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЛЬТМЕТР Недостатком вольтметра является пульсация выходного измеряемого напряжения, снижающая точность измерения. Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный вольтметр, который состоит из управляемого пикового детектора, одновибратора, двух дозирующих конденсаторов, двух диодов, управляемого ключа, запоминающего конденсатора .и усилителя постоянного тока, причем выход управляемого пикового детектора соединен с первой обкладкой зарядного дозирующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом первого диода и катодом второго диода, катод первого диода заземлен, а анод второго - соединен с первьми обкладками запойинающего и разрядного дозирующего конденсаторов, с входом усилителя постоянного тока и с первым контактом управляемого КЛЮЧ4, второй контакт которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, с второй обкладкой запоминающего конденсатора и с выходом устройства, средний контакт ключа соединен с второй обкладкой разрядного, дозирующего конденсатора, управляемый выход пикового детектора соединен с входом одноеибратора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого пикового детектора и с управляющим входом управляемого ключа, вход управляемого пикового детектора является входом усттройств а 12, Недостатком известного вольтметра является низкая точность измерения и малый динамический диапазон, так как заряд и разряд зарядного кон денсатора вызывает появление нестабильного смещения на диоде, что вносит в измерения величину систематической погрешности, равную удвоенному значению остаточного напряжения на диоде.Кроме того,ввиду того,что зарядные импульсы тока поступают через диод, а разрядные - через ключ -в ходное напряжение вольтметра содержит пульсации из-за трудности обеспечения одинаковой формы зарядных и разрядных импульсов тока, Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение динамического диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный вольтметр, содержащий управляемый пиковый детектор, одновибратор, управляемый ключ дозирующий конденсатор, запоминающий конденсатор и инвертирующий усилитель постоянного тока,вход управляемого пикового детектора является входом вольтметра, первый выход управляемого пикового детектора соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, вход инвертирующего усилителя постоянного тока соединен с первой обкладкой .запо минающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом инвертирующего усилителя постоянного тока и с выходом вольтметра, первая обкладка дозирующего конденсатора соединена с средним контактом управляемого ключа, дополнительно введены сумматор.и элемент задержки,причем первый вход сумматора соединен с вторым выходом управляемого пикового детектора, а второй - с выходом инвертирующего усилителя постоянного тока, вход элемента задержки сое динен с выходом одновибратора,. а вы ход - с усправляющим входом управля емого пикового детектора, первый ко такт управляемого ключа соединен с выходом сумматора, а второй - с вхо дом инвертирующего усилителя постоянного тока, вторая обкладка дозиру кадего конденсатора заземлена. На чертеже приведена блок-схёма импульсного вольтметра. Импульсный вольтметр содержит управляемый пиковый детектор 1,одновибратор 2, сумматор 3, элемент 4 задержки, управляемый ключ 5, дозирующий конденсатор б, запоминающий конденсатор 7, инвертирующий усилитель 8 постоянного тока, клемму 9 (вход устройства) и клемму 10 (выход). Импульсный вольтметр осуществляет усреднение амплитуды импульсов напряжения по реализациям их появления и работает следующим образом. При поступлении на вход 9 импульсного вольтметра импульса измеряемой последовательности напряжение на выходе управляемого пикового детектора 1 нарастает до амплитудного значения А входного импульса. Это напряжение подается на первый вход сумматора 3, на второй вход которого подается напряжение и с выхода инвертирующего усилителя 8 постоянного тока.Следовательно, на выходе сумматора и на дозирующем конденсаторе устанавливается напряжение А + Ua. Когда напряжение на входе 9 устройства начинает спадать, на выходе управляемого пикового детектора оно остается постоянным и равным А, и, следовательно, на дозирующем конденсаторе сохраняется напряжение А + U6 . При этом на управляющем выходе управляемого пикового детектора вырабатывается импульс, который запускает одновибратор 2, выходным импульсом которого с помощью ключа 5 дозирующий конденсатор б переключается с выхода сумматора 3 на вход усилителя 8. При этом дозирующий конденсатор раз-, ряжается, а заряд на запоминающем конденсаторе изменяется на величину ( Ufe ), где Ccj - величина емкости дозирующего конденсатора. Элемент 4 задержки обеспечивает подачу импульса с одновибратора 2 на управляющий вход управляемого пикового детектора 1 для обнуления запоминающего конденсатора последнего через время, необходимое для переклю- чения ключа 5. С приходом следующего импульса цикл повторяется. После окончания переходного процесса заряд на запоминающем конденсаторе 7 устанавливается постоянным, т.е. q,-o, Cq()O,. - U6--A Следовательно, выходное;напряжение вольтметра линейно зависит от значения амплитуды выходн.ого импульса и, поскольку операция вычитания происходит на дозирующем конденсаторе, в импульсном вольтметре практически полностью отсутствуют амплитудные пульсации выходного.напряжения,что позволяет повысить точность измерения и расширить динамический диапазон импульсного вольтметра по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

Импульсный вольтметр, содержащий управляемый пиковый детектор,одновибратор,. управляемый ключ, дозирующий конденсатор, запоминающий конденсатор и инвертирунхций усилитель постоянного тока, вход управляемого, пикового детектора является входом вольтметра, первый выход управляемог пикового детектора соединен с входом одновибратора. выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, вход инвертирующего уси лителя постоянного тока соединен с первой обкладкой запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с выходом инвертирующего усилителя постоянного .тока и с выходом вольтметра, первая обкладка дозирующего конденсатора соединена с средним контактом управляемого ключа отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения

и расширения динамического диапазона, дополнительно введены сумматор и элемент задержки, причем первый вход сумматора соединен с вторым выходом управляемого Пикового детектора, а второй - с в 1ходом инвертирующего усилителя постоянного тока, вход элемента задержки соединен с выходом одновибратора, а выход - с управляющим входом управляемого пикового детектора, первый контакт уп0равляемого ключа соединен с выходом сумматора, а второй - с входом йнвертирукадего усилителя постоянного тока, вторая обкладка дозирукщего конденсатора заземлена.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 549749, кл, G 01 R 19/22, 1975.

2,Авторское свидетельство СССР

0 № 2562536/18-21, кл. G 01 R 19/04, 03.01.78.