Вольтметр Советский патент 1982 года по МПК G01R19/25 

(5) ВОЛЬТМЕТР

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения напряжения с время-импульсным преобра- зователем.

Известен вольтметр с двойным ин егрированием, содержащий соединенный с входной клеммой через управляемый переключатель интегрирующий усилитель, выход которого через усилитель не до компенсации, ключ, счетчик импульсов соединен с цифровым отсчетным устройством, второй выход счетчика импульсов соединен с управляющим входом переключателя, второй вход ключа соединен с выходом генератора квантующих импульсов 11 .

Недостатками данного вольтметра является его низкое быстродействие, а также снижение помехоустойчивости при частоте помехи, отличной от частоты питающей сети..

Наиболее близким к предлагаемому является вольтметр с время-импульсным преобразованием, содержащий ключ, два блока ср,авнения, счетчик, генератор развертывающего напряжения (ГРН), блок управления и генератор опорной частоты (ГОЧ), в котором два входа ключа соединены с выходами первого и второго блоков сравнения, первый вход первого блока

10 сравнения соединен со входом устройства, а первый вход второго блока сравнения и второй вход первого блока сравнения соединены с выходом ГРН, второй вход второго блока срав15нения подключен к нулевому потенциалу, третий вход ключа соединен с выходом ГОЧ, а выход ключа подключен ко входу счетчика, выход блока управления соединен с управляющими

20 входами ГРН и счетчика 2.

Недостатком известного вольтметра является его низкая помехоустойчивость.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости .

Поставленная цель достигается тем, что в вольтметр, содержащий ключ, два входа которого соединены с выходами первого и второго блоков сравнения, первый вход первого блока сравнения соединен со входом вольтметра, а первый вход второго блока сравнения соединен с выходом генератора развертывающего напряжения, второй вход второго блока сравнения подключен к нулевому потенциалу, третий вход ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, а выход ключа подключен к входу счетчика, выход блока управления соединен с управляющими входами генератора развертывающего напряжения и счетчика,. дополнительно введены сумматор, конденсатор и резистор, причем вход , вольтметра через конденсатор подключен к первому входу сумматора, который через резистор соединен с общей шиной, второй вход сумматора подключен к-выходу генератора развертывающего напряжения, а выход сумматора соединен со вторым входом Иервого блока сравнения.

На чертеже приведена блок-схема вольтметра.

Вольтметр содержит сумматор Т, два блока 2 и 3 сравнения, ключ k, . счетчик 5 ГРН 6, блок 7 управления, ГОЧ 8, конденсатор 9 и резистор 10,

Входы ключа k соединены, с выходами первого и второго блоков 2 и 3 сравнения, первый вход первого блока

2сравнения соединен со входом устройства, а первый вход второго блока

3сравнения и второй вход сумматора 1 соединены с выходом ГРН 6.

Вход вольтметра через конденсатор 9 Подключен к первому входу сумматора 1, который через резистор 10 соединен с общей шиной. Выход суммато-ра 1 соединен со вторым входом первого блока 2 с|:)авнеиия, второй вход второго блока 3 сравнения соединен с общей шиной. Третий вход.ключа k соединен с выходом ГОЧ 8, а выход К1тча 4 подключен ко входу сметчика 5. Выход блока 7 управления соединен с управляющими входами ГРН 6 и счетчика 5

Устройство работает следующим образом.

В момент начала измерения блок 7 управления запускает ТРИ 6 и устанавливает счетчик 5 в нуль. Генератор 6 начинает формирователь развертывающее напряжение, которое поступает на первый вход второго блока 3 сравнения и на второй вход сумматора 1 . Входное напряжение Ux поступает на первый вход первого блока 2

0 сравнения и через дифференцирующее звено конденсатора 9 и резистора 1Q, на котором происходит выделение переменной составляющей входного напряжения Ux( - на первый вход сумматора

5 1. В сумматоре 1 происходит наложение переменной составляющей на развертывающее напряжение.

При равенстве текущего значения развертывающего напряжения нулю второй блок 3 сравнения выдает сигнал открывания ключа 4.

В первом блоке 2 сравнения непрерывно сравнивается напряжение на выходе сумматора 1 с входным напряжением Lfx. В момент равенства происходит взаимное вычитание переменной составляющей развертывающего напряжения и переменной состабляющей входного напряжения Ux, а

J первый блок 2 сравнения выдает сигнал закрывания ключа k. Ключ k оста ется открытым в течение интервала времени tx. Измерение интервала времени ty производится путем подсчета количества импульсов опорной - частоты fo, поступивших за это время с ГОЧ 8 на счетчик 5 импульсов. Включение между входной клеммой вольтметра и входом сумматора 1 дифференцирующего звена (9 и 10) при соответствующем выборе параметров конденсатора 9 и резистора 10 позволяет получить компенсацию значения помехи на выходе первого блока сравнения за счет суммирования напряжения помехи с развертывающим напряжением в сумматоре 1 в последующем сравнении этого напряжения с измеряемым напряжением в первом блоке 2 сравнения, что позволяет примерно на два порядка снизить помехоустойчивость предлагаемого вольтметра по сравнению с известным.

Формула изобретения

Вольтметр, содержащий ключ, два входа которого соединены с выходами

первого и второго блоков сравнения, первый вход первого блока сравнения соединен с входом вольтметра, а первый вход второго блока сравнения соединен с выходом генератора развер тывающего напряжения, второй вход второго блока сравнения подключен к нулевому потенциалу, третий вход ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, а выход ключа подключен к входу счетчика, выход блока управления соединен с управляющими входами генератора развертывающего напряжения и счетчика, о тличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно, введены сумматор, конденсатор и резистор, причем вход вольтметра мереэ конденсатор подключен к первому входу сумматора, который через резистор соединен с общей шиной, второй вход сумматора подключен к выходу генератора развертывающего напряжения, а выход сумматора соединен с вторым входом первого блока сравнения.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1, Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев. Вища школа, 1973, с. k32.

2. Цифровые электроизмерительные приборы. ред. В.М.Шляндина, М., Энергия, 1972, с. 136-Й1.