Измеритель отношения переменных напряжений Советский патент 1982 года по МПК G01R19/10 

Изобретение относится к радио- и электроизмерениям и может бьггь использовано при автоматизации процессе измерения, в частности для измерения K09(j фициентов передачи различных устройств на переменном токе. . Известен измеритель отношения переменных напряжений, содержащий два канала, каждый из которых состоит из усилителя, выход одного из каналов через сумматор и усилитель обратной связи соединен с управляющими входами усилителбйЩ Недостатком устройства является погрешность, обусловленная неидентичностью регулирования обоих усилителей. Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения отношения переменных напряжений, содержащее два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматоров, усилителя с регулятором усиления, фильтра и детектора, выход, первого канала подключен к индикатору, вы :ход второго канала - к усилителю своего же канала, выходы усилителей обоих Каналов подключены к дифференциальному устройству. Выход которого через фильтр выделения вспомогательной) сигнала и детектор вспомогательного сигнала подключен к усилителю первого канала, причем вторые выходы сумматоров подключены к источнику вспомогательного сигнала 2 . Недостатком устройства является недостаточная точность в широком динамическом диапазоне входных напр5скений,. обусловленная нелинейностью вольт-амперной характеристики детектора отношения. Цель изобретения - повынение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два канала, подключенные к соответстпующим входным шинам, первый из которых состоит из последовательно coeoiraeimbix суммагора, усилителя, фильтра первого изморяомогп сишала, дегекгора, регулягсра усилеяиия, выход которого подключен К упровпякжему входу усилителя, второй канал состоит из последойательно соедипетшых сумматора, усилител51, фильтра опорного сигнала, иншКатора, а также из последовательно соединенньпс фильтра Второго измеряемого сигнала, детектора и регулятора усиления, другой вход кого.рого подалючен к источнику опорного напряжения, выход его подключен к управляюшему входу усилителя, введены усилитель опорного сигнала с регулятором усиления и 4нльтр опорного сигнала, причем выход источника опорного напряжения подключен через усилитель опорного сигнала к входам сумматорш и непосредст-. Бенно к другому втсос г-регулятора усиления первого канала, выход усилителя этого же канала подключен через фильтр опорного сигпала к регулятору усиления опорного сигнала, а выход усилителя второго канала подключен к фильтру второго измеряемого сигнала этого же канала. На чертеже.показана блок-схема устро-Эсгва. Изверитель отношения переменных найряжений содержит источник 1 опорного напряжения, усилитель 2 опорного сигнала с регулятором 3 усиления, сумматоры 4 и 5, усилители 6 и 7 с регуляторами 8 и 9, фильтры 1О и 11 опорного сигнала, фильтры 12 и 13 второго и первого измеряемых сигналов, детекторы 14 и 15, индикатор 16 отношения. Устройство работает следующим образом., Измеряемые переменные напряжения поступают в сумматоры 4 и 5 одновремен но с сигналом источника 1 опорного постоянного напряжения, усиленного в усилителе 2 опорного сигнала, с выходов суМ маторов 4 и 5 сигналы поступают на уси лители 6 и 7, с выхода которых сигнал поступает на фильтры, где переменная составляющая сигнала выделяется фильтрами 12 и 13, детектируется детекторами 14 и 15. Затем продетектированный сигнал поступает на регуляторы усиления 8 и 9, которые устанавливают коэффициенты передачи усилителей 6 и 7 та1шм обраарм. чтобы на входах детекторов 14 и 15 уровни сигналов поддерживались по стоякной величины и равной между собой, при этом коэффиш енты передачи усилителей 6 и 7 обратно пропорциональны вход ным (измеряемым) напряжениям, следова тельно:.. . U,K, U,jKjrcon5t, 9504 где и и U - напряжения измеряемых сигналов на вхоие усилителей 6 и 7; К и Kj - коэффициенты передачи усилителей 6 и 7 при воздействии на них сигналов 1) и и соответственно. Это условие выполняется за счет подачи в схемы сравнения регуляторов 8 и g усиления опорного постоянного напряже. „„д дополнительного выхода источника 1, следовательно ll JL и u. Так как в усилителе одновременно с сипналами U и U усиливается сигнал источника 1 опорного постоянного напряжения, равный на входе усилителей 6 и 7. UQ , то на выходе фильтров 1О и 11 опорного сигнала получим: , . Uo, Uoka, U (Л и (li 01 - напряжение опорного сиг нала на выходе фильтров 10 и 11 соответствешо. В связи с тем, что сигнал фильтра 11 поступает на регулятор 3 усиления усйлителя 2 опорного сигнала коэффтщиент пере дачи. которого устанавливается таким образом, чтобы напряжение выходе фильтра 11 .поддерживалось постоянной величины, следовательно и. --UoK --constca Тогда пог(учаем из (З) с учётом (4): Uo, U Заменяя отношение коэффициентов передачи К /К в (2), получим: (J (j (6) IМ т.е. отношение переменных напряжений U пропорционально постоянному напряжению на выходе фильтра 1О опорного сигнала. Индикатором может быть любой приgop измеряющий постоянное напря кегГие. выполнении условия (1) на выходах усилителей 6 и 7 и, следовательно, на входахдетекторов 14 и 15 уровень сиг поддерживается постоянным, что сни погрешность детектирования в широкомдинамическом диапазоне уровней входных напряжений U , обусловленную нелинейность ВАХ детекторов. 5SS3S Ф орму ла изобретен ия Измеритель отношения переменных напря ; ений, содерх ащий два канала, подклюненные к Соответствующим входным шинам, первый из которых состоит из последова s гепьно соермненных сумматора, усилителй, фильтра первого измеряемого сигнала, детектора, регулятора усиления, выход которого подключен к управляющему вхоДУ усилителя, второй канал состоит из no-jo следовательно соединенных сумматора усилителя, фильтра опорного сигнала, индикатора, а также иа последовательно соединшных фильтра второго измеряемого сигнала, детектора и регулятора уси- is пения, другой ывход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход его подключен к управляющему входу усилителя, отличающийся рем, что, с целью повышения точности, в него jo введены усилитель опорного сигнала с ре80гулятором усиления и фильтр опорного сигпала, причем выхоц источника опорного напряжения подключен через усилитель опорного сигаала к входам сумматоров и непосредственно к другому входу регулягора усиления первого канала, выход усилителя этого же канала подключен через фильтр опорного сигнала к регулятору усиления опорного сигнала, а выхоа усилителя второго канала подключен к фильтру второго измеряемого сигнала этого же канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Жилинскас Р.-П. П. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительной технике. М., Советское радио , 1975, с. 33. 2. Авторское свидетельство СССР 653569, кл. G О 1 R 19/1О, 08.12.74.