Дифференциальный указатель Советский патент 1982 года по МПК G01R19/10 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может, в частности, использоваться в качестве высокочувствительного дифференциального указателя или нуль-инцикатора в метрологических установках для проверки масштабных уст ройств. По основному авт. св. № 868605 известен дифференциальный указатель, содержащий первый блок сравнения, два входа которого соединены с входными Клеммами, и синхронный детектор, управляющий вход которого через формирователь коммутирующего напряжения соединен с первым входом первого блока срав нения, а выход через усилитель постоянного тока соединен с выходной клеммой, а также последовательно соединенные пер вый регулирующий блок, вход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, преобразователь, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соеданен с источником опорного напряжения, и усилитель рассогласования, выход которого соединен с управляющими Bxt дами первого и второго регулирующих блоков, причем вход второго регулгфующего блока соединен с первого блока сравнения, а его рыход - с входом Синхронного детектора l. Недостатком ванного дифференциального указателя явлдатся погрешность измерения, обусловленная фазовыми сдвигами входных напряжений. Оценим значение этой погрешности. Выходное напряжение первого блока сравнения Uj, можно записать : ,U -s n6ai-U.-sin(a)t-vcf), (О Где (|) - фазовый сдвиг между jsxonHbiMH напряжениями U и (i Используя формулу разложения синуса суммы и полагая, что IJ , получим:U(., lj( -coeq))t-coswt-s-incp. (2)

Поскольку ciraxpoHHbift дегектор не реагарует.на ювар агурнуго составляющую входного напряжения, его выходное на- пр51жшие и равно:

J k-U-H-coscpk(3)

где К - коэффициент пропорйиональностн.

Из формулы СЗ) видно, что при. подаче на вход устройства равных напряжений li У,. 1|, но сдвинутых на угол if., выходхоцное напряжение дифференциального указателя не равно нулю. Это гфиводит к недопустимой величине погрешности, которая определяется выражением:

, ; ф . .

(.coscp).(4).

Приближенное равенство справедливо для: малых tp . Например, при (|) 2° погрешность измерения достигает 6,06 l%i20

Цель изобретения повышение точности измерения.

Поставленная цепь достигается тем, что в дифференциальный указатель введен сумматор, два входа которого соединены s с входами первого блока сравнения; а выход - с входом.формирователя коммутирую ющего напряжения.

На чертеже приведена блок-схема диф ,.. ференциального указателя.

Устройство содержит первый блок 1 сравнения, два выхода которого соединены с входныкта Клеммами, и синхронный детектор 2, управл5пощий вход которого со еюшен с выходом формирователя 3 Ком- ; мутирующего напряжения, а выход - через усилитель 4 постоянного тока соединен с выхояной клеммой, а также псжледоьательно соединенные первый регулирующий блок 5, вход которого соединен.с первым вхо-- дом первого блока 1 сравнения, преобра- зователь 6, выход которого соединен с первым входом второго блока 7. сравнения, второй вход которого соединен с источником 8 опорного напряжения, и усилитель 9 рассогласования, выход которого соеди нен с управляющими входами первого 5 и второго Ю регулирующих блоков, вход второго регулирующего блока 10 соединеВ с выходом первого блока 1 сравнения, а 50 его вьтход - с входом синхронного детектора 2, П{мчем входы дополнительного сумматора 11 соединены с входами первого блока 1 сравнения, а его выход - с входом формирователя 3 коммутирующего 55 напряжения.

Устройство работает следующим обро

ЗОИ.

Первый блок 1 сравнения выделяет разность входных напряжений, значение и фаза которой определяется разностью и разностью фаз входных напряжений, и описывается выражением (1).

Поскольку дифференциальный указатель измеряет относительную разность входных напряжений, первый регулируующий блок 5, преобразователь 6, второй блок 7 сравнения, источник 8. опорного напряжшия, делитель рассогласования. 9 и |Второй регулирующий блок 10 осуществля1ют нормирование коэффициента передачи и представл5Пот собой автоматическую систему регулирова1шя.

Нормированное разностное напряжение преобразуется с помощью синхронног детектора 2 и усиливается усилителем постоянного тока 4. Однако,в отличие о известного устройства, коммутирующее напряжение формируется из суммы вхорьных напряжений;

(()) +

co&coi-s nq).(5)Поскольку, амплитуда коммутирующего напряжения нормируется формирователем коммутирующего напряжения 3, рассмотрим его фа;

, ,, Г бнпо 1 U)

(6)

Проведем анализ фазовой погрешности предложенного устройства по аналогии с проделанным выше для известного.

В этом случае, выходное напряженке синхронного детектора 2 Ug , равное проекции его входного напряжения на коммутирующий вектор, определяется выражешгем:

f

(1-с05ф)ч

.u..u

ч .. Ц)1

COS-j-SinCp-SHn

tp I . .

По аналогии с выражением (4) погрешности измерения о запишется;

(7)

Сравнения (7) и (4) показывают, что в предложенном устройстве выигрыш в точности весьма рачительный. В частности для тех же 2 расчетная погрешность -В 0,ОООО 1%, т.е. пренебрежимо мала, в, то время как в известном устройстве она составляет 0,061%.

Таким образом,предлагаемое устройство позволяет за счет введения жесткой связи между фазой .коммутирующего нап}-)яжения

и фазовым совигом межцу сравниваемь ми напряжениями, а именно с помощью введения дополнительного сумматора, уменьшить фазовую погрешность измерения, и тем самым повысить его точность.

Формула изобретения

Дифференциальный указатель по авт. св. NJ 868605, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности, в него введен .сумматор, цва входа которого соединены с входами первого блока сравнения, а выход - с входом формирователя коммутирующего напряжения,

Истшники информации, , принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N вбвбОб.кл. Q 01 R 19/10, 18.01.8О.