Устройство для измерения эффективного значения напряжения переменного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/02 

(5+) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, в частности, в системах автоматического контроля радиоэлектронного оборудования.

Известны устройства для измерения (преобразования) эффективного значения переменного напряжения, содержащие последовательно соединенные ключ, входной усилитель, мостовой фото- или термопреобразователь (мост с термистором в одном из плеч), усилитель разбаланса,а также блок памяти, индикатор и блок синхронизации. Работа устройства основана на использовании метода замещения измеряемого переменного напряжения напряжением постоянного тока l .

Однако это устрой.ство имеет невысокое быстродействие, ограниченное относительно медленным линей. ным изменением замещающего напряжения. Увеличение скорости изменения этого напряжения приводит к увеличению погрешности за счет инерционности автобалансного моста и управляющего устройства.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные ключ, входной усили р тель, мостовой термопреобразователь, усилитель разбаланса, блок памяти, а также индикатор и блок синхронизации, введены дополнительный блок памяти, два блока вычитания, блок

,5 умножения и корнеизвлекающий блок, при этом выход усилителя разбаланса соединен с вторым входом входного усилителя и с первым входом первого блока вычитания, второй

20 вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход первого бло, ка вычитания соединен с первым входом .второго блока вычитания и первым входом блока умножения, вход 39 дополнительного блока памяти соединен с выходом входного усилителя, выход дополнительного блока памяти соединен с вторым входом второго бл ка вычитания, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, выход которого через корнеизвлекающий блОк подключен к входу индикатора, а управляющие входы клю ча, блоков памяти и индикатора соединены с соответствующими выходами блока синхронизации. На чертеже представлена блоксхема устройства. Устройство содержит ключ 1, вход ной усилитель 2, мостовой термопреобразователь 3 усилитель 4 разбала са, блок 5 памяти, дополнительный блок 6 памяти, первый блок 7 вычитания, второй блок 8 вычитания, бло 9 умножения, корнеизвлекающий блок 10, блок 11 синхронизации и индикатор 12. Устройство работает следующим об разом. Усилитель 2, выполненный по схем суммирующего усилителя, мостовой термопреобразователь 3, усилитель А разбаланса образуют замкнутое кольцо автоматического поддержания на входе преобразователя 3 п |стоянной величины (const) эффективного значения суммы сигналов: входного, поступающего через ключ 1 и усилите 2, и сигнала обратной связи в виде постоянного напряжения, поступающег с выхода усилителя k разбаланса. Постоянство эффективного значения суммы напряжений обусловлено тем, что МОСТ , составленный из постоянных сопротивлений и фотосопротивления, будет сбалансирован только при одной величине термосопротивления и, следовательно, при о ределенной мощности сигнала ( , пос тупающего на лампочку накаливания фотопреобразователя или нить подогр ва термопреобразователя. При балансе моста Рд соп51 UBX К%{ив -идр) const ( где - эффективное напряжение на входе термопреобразо вателя 3; и АО - приведенное значение на f чального смещения (дрей усилителя 2; коэффициент усиления ус лителя 2. Разомкнутому состоянию ключа 1 соответствует некоторое напряжение постоянного тока Ug в точке 13. При этом и/эфф {ие + идр) (2) При замкнутом состоянии ключа 1 на вход усилителя 2 поступает измеряемое напряжение, при этом в силу постоянства эффективного значения напряжения в точке Ik напряжение в точке 13 изменяется и принимает значение Ug2. При этом иф- в С -идр/к (3) Принимая (UB-I идр) - напряжение в точке при разомкнутом ключе 1. Из выражений (2) и (З) получаем г-V.(.). Таким образом, величина измеряемого напряжения связана определенной зависимостью с начальным напряжением постоянного тока в точке - U при разомкнутом ключе и значениями напряжения постоянного тока U. и Цикл работы устройства состоит в общем случае из двух тактов. 1-ый такт. Блок 11 синхронизации подает команду на размыкание ключа 1, на запоминание постоянных напряжений Ugj. и и Q . Эти напряжения запоминаются блоками 5 и 6 памяти соответственно. 2-ой такт. По команде блока 11 синхронизации ключ 1 замыкается, на выходе усилителя 4 разбаланса устанавливается напряжение Uu2 первый блок 7 вычитания формирует сигнал, соответствующий разности напряжений Un -Ug , второй блок 8 вычитания формирует сигнал, соответствующий -(и„ -и ), далее сигналы бло|v i 61 КОВ 7 и 8 вычитания перемножаются в блоке 9 умножения. Корнеизвлека10 щий блок 10 обеспечивает получение сигнала, пропорционального квадратному корню из в 1ходного сигнала блока 9 умножения. Поступающий таким образом на индикатор 12 сигнал соответствует эффективному значению входного переменного напряжения, и Следует отметить, 4i;,o в силу определенной стабильности элементов схемы нет необходимости перед каждым измерением устанавливать ключ 1 в исходное (разомкнутое) положение, значения UQ и Ug, полученные один раз, могут быть использованы многократно в течение достаточно длительного времени. Эти значения могут периодически, через заданные интервалы времени обновляться. Обеспечение необходимого режима работы производится блоком 11 синхронизации.

Таким образом, в предлагаемом устройстве время измерения в основном определяется временем одного пе реходного процесса в автобалансной схеме, что повышает его быстродействие.

Формула изобретения

Устройство для измерения эффективного значения напряжения перемен ного тока, содержащее последователь но соединенные ключ, входной усилитель, мостовой термопреобразователь усилитель разбаланса, блок памяти, а также индикатор и блок синхронизации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродейс вия, в него введены допол381736

нительный блок памяти, два блока вычитания, блок умножения и корне- , извлекающий блок, при этом выход усилителя разбаланса соединен с

5 вторым входом входного усилителя и с первым входом первого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход первого блока вычитания соединен с

10 первым входом второго блока вычитания и первым входом блока умножения, вход дополнительного блока памяти соединен с выходом входного усилителя , выход дополнительного блока памяти соединен с вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, выход которого через корнеизвлекающий блок подключен к входу

20 индикатора, а управляющие входы клю ча, блоков памяти и индикатора соединены с соответствующими выходами блока синхронизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

V,

1. Волгин л.и. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М., Советское радио, 1977, с. 152, рис. 335