Устройство для измерения напряжения переменного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/25 H03K13/02 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к элек троизмерительной технике.

Известно измерительное устройство

для измерения напряжений, в котором осуществляется коррекция результата измерения путем последовательного приближения его к истинному значению измеряемой величины 1 .

Недостатком известного устройства является невозможность его использования для измерения переменных напряжений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения напряжения переменного тока, содержащее последовательно соединенные переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной, преобразователь переменного напряжения в постоянное, преобразователь напряжения в частоту, ключ, перв1э1й реверсивный счетчик, блок памяти и первый цифровой управляемый делитель напряжения, выход которого

соединен со вторым входом переключателя,, а также источник индикации и блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами переключателя, ключа, первого реверсивного счетчика и блока памяти 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность из-за наличия некорректируемой частотной погрешности преобразователя переменного на10пряжения в постоянное.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения напряжения пе15ременного тока, содержащее последовательно соединенные переключатель, первый вход которого соединен с вход ной шиной, преобразователь переменного напряжения в постоянное, преоб20разователь напряжения в частоту, ключ, первый реверсивный счетчик, блок памяти и первый цифровой управляемый делитель напряжения, вы3)2 ход которого соединен со вторым входом переключателя, а также источник постоянного опорного напряжения, бло индикации и блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами переключателя, ключа, первого реверсивного счетчика и блока памяти, между источником постоянного опорного напряжения и шиной питания первого цифрового управляемого делителя напряжения включен формирователь переменного опорного напряжения, выполненный на последовательно соединенных умножителе частоты, втором реверсивном счетчике и втором цифровом управляемом делителе напряжения, а также на блоке изменения направления счета, включенном между выходами второго реверсивного счетчика и его/ входом ус тановки в ноль, причем умножительчастоты подключен к входной шиНе, шина питания второго цифрового управ ляемого делителя напряжения подключена к источнику постоянного опорного напряжения, а его выход - к шине питания первого цифрового управляемого делителя напряжения, а блок индикации подключен к выходам блока памяти. На чертеже приведена функциональ ная схема устройства для измерения напряжения переменного тока. Устройство содержит последовйтел но соединенные переключатель 1, пре образователь 2 переменного напряжения в постоянное, преобразователь 3 напряжения в частоту, ключ k, пер вый реверсивный счетчик (РСЧ) 5 блок 6 памяти, первый цифровой управляемый делитель напряжения ЦУДН 7. а также блок 8 управления, выходы которого подключены к управляющим входам переключателя 1, ключа 4, РСЧ 5 и блока 6 памяти, к-выхода которого подключен блок 9 индикации формирователь переменного опорного напряжения, включенный между источником 1 О постоянного опорного напряжения и шиной питания ЦУДН 7. Фор мирователь, переменного опорного нап ряжения выполнен на умножителе 11 частоты, выход которого через второ РСЧ 12 подключен к входам второго ЦУДН 13 и блока 14 изменения направ ления счета, выход которого соединен с входом установки в ноль РСЧ 12. Вход умножителя 11 подключен к вход ной шине 15 и первому входу пере4 . лючателя 1, второй вход которого одключен к выходу ЦУДН 7. Источик 10 подключен к шине питания ЦУДН 13, выход которого соединен с шиной питания ЦУДН 7. Устройство работает следующим образом. Первоначально п.ереключатель 1 по сигналу от блока 8 управления подключает измеряемое напряжение на вход преобразователя 2, где входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, последнее преобразуется в частоту при помощи преобразователя 3, выходная частота которого за измерительный интервал, взятый постоянным при помощи блока В управления через ключ t записывается в счетчик 5) работающий в режиме сложения. Далее код счетчика 5 при помощи делителя 7 напряжения преобразуется в напряжение. При этом на шину питания делителя 7 с выхода делителя 13 поступает переменное напряжение, частота которого равна частоте измеряемого напряжения. Для получения такого напряжения частота входного напряжения умножается в умножителе 10 частоты на коэффици ент К, равный половине емкости второго реверсивного счетчика, и накапливается в реверсивном счетчи- ке 12. По достижении кодом в счетчике 12 максимального значения (во всех разрядах единичный потенциал) срабатывает блок 14 изменения направления счета и переключает направление счета счетчика 12 на вычитание и код в нем начинает монотонно уменьшаться. При минимальном значении кода счетчика 12 (во всех разрядах нулевой потенциал) блок 14 переключает направление счета счетчика 12 на сложение. Таким образом, счетчик 12,воздействуя на делитель 13 напряжения, создает на его выходе псевдосинусоидальный сигнал, амплитуда которого определяется выходным .напряжением источника опорн ого на,пряжения 10. Далее напряжение, полученное на выходе делителя 7j при помощи переключателя 1 через Преобразователь 2 подключается ко входу преобразователя 3 и .результат измерения вычитается из содержимого счетчика 5 получается первая разность между резуль-, татами грубого измерения входного напряжения и выходным напряжением дел теля 7После этого входное напряжение вновь подключается ко входу преобразователя 2 и результат его измерения суммируется с кодом, записанным в счетчике 5- Таким образом получается первый скорректированный результат. Аналогично, продолжая измерительно-вычислительный процесс, можно получить п-й скорректированный результат , который будет свободен от погрешностей преобразователей 2. и 3. В предлагаемом устройстве как входное напряжение, так и выходное напряжение цифрового управляемого делителя 8 имеют одинаковые частоты. Поэтому погрешности, вызванные измерением частоты входного напряжения будут скорректированы. Формула изобретения 1. Устройство для измерения на;пряжения переменного тока, содержа.щее последовательно соединенные пере ключатель, первый вход которого сое|динен с входной шиной, преобразова тедь переменного напряжения в постоянное, преобразователь напряжения IB частоту, ключ, первый реверсивный счетчик, блок памяти и первый цифровой управляемый делитель напряжения, выход которого соединен с вторым вхо дом переключателя, а также источник постоянного опорного напряжения, бло индикации и блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами переключателя, ключа, первого реверсивного счетчика и блока памяти, отличающееся тем что, с целью повышения точности, между источником постоянного опорного напряжения и шиной питания первого.цифрового управляемого делителя напряжения включен формирователь переменного опорного напряжения , выполненный на последовательно соединенных умножителе частоты, втором реверсивном счетчике и втором цифровом управляемом делителе напряжения, а также на блоке изменения направления счета, включенном между выходами второго реверсивного счетчика и его входом установки в ноль, причем умножитель частоты под,ключен к входной Ц1иие, шина питания второго цифрового управляемого делителя напряжения подключена к источнику постоянного опорного напряжения, а его выход - к шине питания первого цифрового управляемого делителя напряжения. 2. Устройство по п. 1, о т-л и ча. ющееся тем, что блок инди- : кации подключен к выходам блока памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Алиев Т,М. и Сейдель Л. Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительныхприборов, М., Знергия., 1975, с. 67, рис. 2-1. 2.Авторское свидетельство СССР К 209581, кл. G 01 R 19/26, 26.09.66 (прототип).