Способ преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения

(191 И 12 92 РЕТЕНИТВУ Бюл, Р 3 вский, Ю асынко й электротехниче ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1Вопреобразовжения в порадио 1 ф, 12. АвтоВ 533876177 (0888)лгин Л.И, Измерительныеатели переменного напрастоянное. М., ффСоветское977, с, 108-109.рское свидетельство СССРкл, О 01 Н 19/02, 1974,(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ПО УРОВНЮ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕ НИЯ, основанный на возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений, выделении разности полученных квадратов и изменении величины компенсирующего напряжения до снижения указанной разности ниже заданного значения, близкого к нулевому, о т л и ч а ю щ и - с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона преобразования, параметры квадратирования устанавливают от текущей амплитуды преобразуемого напряжения, причем величины напряжений, образующихся в результате квад, ратирования, изменяют обратно пропорционально значению упомянутой амплитуда.Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при построении аналоговых и цифровых вольтметров с улучшенными метрологическими характеристиками.5Известен способ преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического зйачения, предусматривающий промежу-очное преобразование контролируемого (О и компенсирующего напряженый в тер- моЭДС и сведение их разности к нулю 1).В таком способе отсутствует воэможность воздействия на параметры 15 квадратирования, что в конечном счете обуславливает значительные погрешности и весьма узкий динамический диапазон преобразования.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ преобразования переменного напряжения в поотоянное по уровню среднеквадратического значения, заключающийся в возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений с помощью несущего сигнала треугольной Формы, выделении разности полученных квадратов и из-. менении величины компенсирующего напряжения до снижения укаэанной раэ" З 0 ности ниже заданного значения, близкого к нулевому 2 3.В отмеченном способе имеется принципиальная возможность управления параметрами квадратирования. Тем не 35 менее при практическом осуществлении известного способа относительная погрешность преобразования растет пропорционально квадрату преобразуемого напряжения, а динамический диапа зон вновь оказывается узким из-эа непостоянства чувствительности на разных его участках.Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического преобразования.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения, основанном на возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений, выделении разности полученных квадратов и изменении величины компенсирующего напряжения до снижения. укаэанной разности ниже заданного значения, близкого к нулевому, параметры квадратирования устанавливают зависимьаеи от . текущей амплитуды преобразуемого напряжения, причем величины напряжений,60 .образующихся в результате квадратирования; изменяют обратно пропорционально значению упомянутой амплитуды.На чертеже представлена общая структура устройства для реализациипредлагаемого способа преобразованияпеременного напряжения в постоянноепо уровню среднеквадратического эначения. Входными.узлами являются квадраторы 1 и 2, входы которых подключены к шинам подачи соответственно прединены с выходами квадраторов 1 и 2. Блок 3 вычитания выполняет одновременно и функции фильтрации и усиления. управляющие входы квадраторов 1 и 2 подключены к выходу амплитудного преобразователя 4, вход которого соединен с шиной подачи напряжения О.При осуществлении предлагаемого способа на входы квадраторов 1 и 2 поступают преобразуемое Ох и компен сирующее О напряжения. Компенсирующее напряжение О 0 регулируют до тех пор, пока среднее значение разности выходных напряжений квадраторов 1 и 2 не станет равным нулю, что соответствует нулевому уровню напряжения на выходе блока 3 вычитания,л. Одновременно постоянным напряжением с выхода амплитудного преобразователя 4 регулируют параметры К( и К (например, коэффициенты передачи) квадраторов 1 и 2, обеспечивая зависимость их от амплитуды преобраэуемого напряжения О(1)хаак х шовИз описанного алгоритма работы следует(2) При выборе О постоянным или симметричным прямоуголъно-импульсным обеспечивается линейное преобразование среднеквадратического значения О в постоянное напряжение О . В конечный результат, как видно из вара-. жения (3), не входит амплитуда О преобразуемого напряжения, ноэтоыу операция преобразования амплитуды О в постоянное управляющее напряжейие не приводит к появлению дополнительных погрешностей.В блоке 3 вычитания .в качестве фильтрующего элемента используются, как правило, .операционные усилители образуемого О и компенсирующего Онапряжений. Выходным уэл:м служитблок 3 вычитания, входы которого сое1068827 О оорозов оставитель л ехред: О.Веце Орректор А. Дзят актор Р ика Подписнокомитета СССРоткрытийая наб., д; 4/ Заказ 11456/39 шираз 715Государствеиногделам изобретенийМосква, Ж-З 5, РаушЕеееюэееааеамеюеффПатентф., г. узг ИИНИ 113035е ю Ю еф Юаф Фе аВнлиал.ПП с частотнозависнмыми цепями обратных связей, с нестабильиым смещением нуля и входного тока. Кроме. того, на выходах квадраторов 1 и 2 мозет ймевь место постоянное смещение, не зависящее от величины преобразуемого напрязения х. Эти явления обуславливают.определенную погрешность преобразования.Обозначим нестабильность (вследствие временного, температурного дрейФа) на;ряжения, приведенного к входу фильтрующего элемента через Од. Погрешность, вызываемая 0, ойределяется как- (4)1фР К ОкПри реализации известного способа (2 ). коэффициент К постоянен, поэтому 8,р быстро растет с уменьшением Ох. В предлагаемом способе с учетом выразения (1) для К имеем 21 ДР хщс) (5)О 04 Р 2 2ХОбозначая коэффициент амплитуды 5через К = . , выразенне (5) мозкно привести к виду 0 К 1 аЕ А(6Д 2 ОСледовательно в данном случае погрешность Гизменяется пропор онально первоМ степени .Ох, что пре допределяет ее малость и более ши кий динамический диапазон преобра вания.Предлагаемый способ характериэ втся универсальностью, поскольку рперацию квадратирования мозно про извпдить квадраторами любого типа с доступной регулировкой параметро квадратирования. Родю Ул. Проектная, 4