Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК G01R19/22 

1

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное предназначен для использования в электр&измерительной технике, в частности Ьля построения точных аналоговых и цифровых вольтметров переменных напряжений.

Известны измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащие два термопреобразователя и усилитель постоянного .

Недостатки этих устройств - низкая точность преобразования при уменьшении входного сигнала и возникновение самовозбуждения устройства при изменении полярности напряжения дрейфа нуля усилителя.

Наиболее близким по технической сущности является измерительный преобразователь, содержащий два термопреобразователя, усилитель и элемент с однополяриой проводимостью 2,

Недостатками зтого устройства являются возможность его самовозбуждения из-за конечной величины сопротивления элемента с

однополярной проводимостью, и низкая точность преобразования.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий усилитель постоянного тока, элемент с однополярной проводимостью и два термопреобразователя, первые одноименные вьгеоды термо10элементов которых соединены между собой, а вьтоды нагревателя первого термопреобразователя соединены с входными шинами устройства, дополните7П)НО введен второй усилитель постоянного тока, причем вторые од15ноименные выроды термоэлементов обоих термопреобразователей соединены с инвертируюишми входами соответствующих усилителей постоянного тока, выход первого из ко2Q торых соед1шен с выходной щиной устройства и первым выводом нагревателя второго термопреобразователя, второй вывод нагревателя Которого соединен с инвертирующим входом второго усилителя постоянного тока. выход которого соединен с его инвертирун 1ЦИМ входом через элемент с однополярной проводимостью. На чертеже представлена структурная схем преобразователя. Измерительный преобразователь переменно го напряжения в постоянное содержит термопреобразователи 1 и 2, усилители 3 и 4 постоянного тока, элемент 5 с однополярной проводимостью. Выводы нагревателя термотфеобразователя 1 соединены с входными ш нами устройства, первый вывод термоэлемен та термопреобразователя 1 соединен с инвер тирующим входом усилителя 3 постоянного тока, второй вывод с одноименным выво дом термоэлемента термопреобразователя 2, вьшод термоэлемента. которого соединен с первым выводом его нагревателя, инвертирующим входом усилителя 4 постоянного то ка и одним выводом элемента 5 с однополярной проводимостью., второй вывод которого соединен с выходом усилителя 4 постоянного тока, а выход усилителя 3 постоянного тока соединен с выходной шиной устройства и вторым выводом нагревателя термопреобразователя 2. В качестве элемента с однополярной проводимостью может быть использован, например, полупроводнико вый диод. Устройство работает следующим образом. При подаче преобразуемого переменного напряжения на вход устройства, на выходе термопреобразователя 1 появляется термоЭДС, которая усиливается усилителем 3 и подается на подогреватель термрпреобразователя 2 и вход усилителя 4. Диод 5 при этом открывается, и усилитель 4 оказывается охваченным глубокой отрицательной обрат ной связью. Если коэффициент усилителя , то потенциал зажима подогревателя, подключенного ко входу усилителя без учета напря жения сдвига нулевого уровня, который в современных усилителях постоянного тока может бь1ть компенсирован, оказывается практически равным нулю. Входное сопротив ление усилителя 4, охваченного параллельной обратной связью равно ... где г - сопротивления открытого диода 5. Отсюда следует, что погрещность преобразования, обусловленная конечным значением г диода может быть сведена к требуемой, наперед заданной малой велшшне, за счет вьгбора до статочно больщего коэффициента усиле1шя К усилителя 4. Протекаемый по подогре34вателю термопреобразоватёля 2 ток вызывает появление на его выходе компенсирующей термо-ЭДС. Когда напряжегше на выходе преобразователя меняет знак (приобретает нерабочую полярность), диод 5 запирается, входное сопротивление устройства, состоящего из усилителя 4 и диода 5, резко возрастает. Усилитель 3 оказьгеается охваче шым отрицательной обратной связью, так как выходное напряжение через подогреватель термопреобразователя 2 и термоэлемента термопреобразователей 1 и 2 прикладывается к его входу, возвращая преобразователь в рабочую, область. Обратная связь приобретает фазочувствительность, что обеспечивает устойчивость преобразователя при любых полярностях дрейфа нулевого уровня усилителя и увеличивается точность преобразования за счет уменьщения влияния прямого сопротивления элемента с однополярной проводимостью. Предлагаемый ограничитель легко реализу1ется на современной элементной базе и не 1требует специальных настроек. Формула изобретения Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий усилитель постоянного тока, элемент с однополярной проводимостью и два термопреобразователя, первые одноименные выводы термоэлементов которых соединены между собой, а выводы нагревате.пя первого термопреобразователя соединены с входными шинами устройства, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введен второй усилитель постоянного тока, причем вторые о.дноименные выводьг термоэлементов обоих термопреобразователей соединены с инвертирующими входами соответствующих усилителей постоянного тока, выход первого из которых соединен с выходной шиной устройства и первым выводом нагревателя второго термопреобразователя, второй вьшод нагревателя которого соединен с инвертирующим входом второго усилителя постоянного тока, выход которого соединен с его инвертирующим входом через элемент с однополярной проводимостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М., Советское Радио, 1977, с. 141, рис. 3.26. 2,Патент США W 2857569, кл. 324-106, 21.10.58, фиг. 1 (прототип).