Процентный компенсатор постоянного напряжения

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 7 51) 4 С О 1 К 17/06 СУДАРСТВЕННЫЙ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О СТВ АВТОРСКОМУ СВИ ихов(54) ПРОЦЕНТНЫИ КОМПЕНСАТОР ПОСТОЯНБОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиэлектроизмерений и может быть испольэовано для определения относительноготклонения измеряемого напряжения отего номинального лок 5, дизажимы 7 о напряже- резистора значения при опредести стабилизаторов роверке цифровых нциометров, шунтов,повышение точности елов измерения продостигается за еренцищим енин нестабильн апряжения, при ольтметров, пот ель изобретения расширение пре ентного отсчета ок в процен и тотз.п. Ф-лы ил а.Г.Вербенко и П,И.Ме21.317.7.083.5 (088.вторское свидетельст65, кл. С 01 К 17/20орское свидетельство752, кл, С 01 К 17/2 чет уменьшения влияния синфазногоигнала и возможности измерения проентного отклонения измеряемого нап жения как заземленных, так и с си м и выходами объектов.у ройство дополнительноизмеритель 9 напряжения, резии соответствующие функциональэи. Устройство также содержитцовый операционный усилительточник 2 опорного напряжения,цовый резистор 3, опорную ширезисторный измерительный бференциальный усилитель б,для подключения измеряемогния. Изменяя сопротивлениевключенного между выходом диффального усилителя и инвертирувходом усилителя стабильного ожно получить ряд пределого отсчета, используяе измеритель напряженияИзобретение относится к электриЧеским измерениям и может быть использовано для определения относительного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения - при опре делении нестабильности стабилизаторов напряжения, в поверочной практике при проверке цифровых вольтметров, потенциометров, шунтов.Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения процентного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения за счет уменьшения влияния син 15 фазного сигнала и возможностиизмерения процентного отклонения измеряемого напряжения с объектов как заземленных, так и с симметричными выходами.ЮНа чертеже представлена принципиальная схема процентного компенсатора постоянного напряжения.Процентный компенсатор постоянного напряжения содержит генератор стабиль- ного тока, образованный операционным усилителем 1, источником 2 опорного напряжения, представляющим собой параметрический стабилизатор напряжения на стабилитронах, который включен одним выводом через образцовый резистор 3 на инвертирующий вход операционного усилителя 1, а вторым выводом - на общую шину 4 нулевого потенциала. Нагрузкой генератора стабильного тока является резисторный измерительный блок 5, представляющий собой декадный магазин сопротивления, Выход операционного усилителя 1 включен на неинвертирующий вход дйфференциального40 усилителя 6, Его инвертирующий вход включен на один из зажимов 7 подключения измеряемого напряжения, Второй из зажимов 7 подключения измеряемого напряжения соединен с шиной нулевого потенциала. Выход дифференциального45 усилителя через резистор 8 соединен с инвертирующим выходом операционного усилителя 1 и, кроме того, через измеритель 9 напряжения - с шиной нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом.Падение напряжения на декадах магазина сопротивления устанавливается путем прохождения по ним стабильного тока, равного частному от деления напряжения источника 2 стабильного напряжения на сопротивление образцового резистора 3. Номинальное напряжение, равное выходному напряжению генератора стабильного тока, выставляемое вручную на декадах магазина сопротивления до начала измерения, подается на неинвертирующий вход дифференциального усилителя и к шине нулевого потенциала. Измеряемое напряжение, подаваемое на зажимы 7, подключается к инвертирующему входу дифференциального усилителя. Если измеряемое напряжение не равно его номинальному значению, то алгебраическая разность напряжений между ними, предварительно усиленная дифференциальным усилителем, прилагается к измерителю 9 напряжения и к инвертирующему входу усилителя 1. При этом напряжение на выходе усилителя 1, равное номинальному значению, алгебраически суммируется с указанным разностным напряжением. Вследствие этого разность между измеряемым напряжением и его номинальным значением уменьшается. При большом коэффициенте усиления каждого из усилителей этотпроцесс заканчивается тем, что выходное напряжение усилителя 1 становится равным измеряемому напряжению, а напряжение некомпенсации, поступающее на вход дифференциального усилителя, становится пренебрежимо малым. При этом напряжение, приложенное к измерителю напряжения, пропорционально относительному отклонению измеряемого напряжения от его номинального значения.Существует линейная зависимость между напряжением, приложенным к измерителю напряжения, и относительным отклонением измеряемого напряжение от его номинального значения. Если пренебречь напряжением некомпенсации, что вполне допустимо при большом коэффициенте усиления каждого из усилителей, то при установившемся режиме выходное напряжение равно измеряемому"вых "к (1) где Б,Х - напряжение на выходе операционного усилителя 1;БХ - измеряемое напряжение. ОноравноПХ "н+фХ (2) где Б - номинальное значение измеряемого напряжения, равное Бн=Бт (К/ /К ), где Бс - напряжение источника стабильного напряжения; йПХ - отклонение измеряемого напряжения от его номинального значения, иначе абсолют(6) ная погрешность измеряемого напряжения.Выходное напряжение усилителя 1 как сумматора двух напряжений, приложенных к его инвертирующему входу, 5 равно 13 = - -К +-К15 ст Ц(3)бьв К 3 К 3где К - сопротивление образцовогорезистора 3;К - сопротивление резистора 8;К - сопротивление резисторногоизмерительного блока 5;11 - выходное напряжение дифференциального усилителя, приложенное к измерителю напряжения.Подставляя в выражение (1) значения из уравнений (2) и (3), получаем Уст ПйнЦн+"= - К+ -н Кили после преобразований К 1Поскольку множитель Б - =К являст К ется постоянной величиной, то й 13 35ин 11(7)Из выражения (7) следует, что напряжение, приложенное к измерителю 9 напряжения, пропорционально относительному отклонению измеряемого напряжения от его номинального значения, источник которого соединен с общей шиной нулевого потенциала.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять процентное отклонение измеряемого напряжения от его номинального значения, источники сигналов которого могут быть как заземленными, так и с симметричными выходами. В качестве измерителя напряжения может быть использован прибор как с симметричным, так и с заземленным входом. Как следует из формулы (6), изменяя значение сопротивления резистора, включенного между выходом дифференциального усилителя и инвертирующим входом усилителя генератора стабильного тока, можно получить рядпределов процентного отсчета, используя один и тот же измеритель напряжения. Формула изобретения 1. Процентный компенсатор постоянного напряжения, содержащий генераторстабильного тока, состоящий из после-довательно соединенных источникаопорного напряжения, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенцгала, образцового резистора иоперационного усилителя, первый выходкоторого соединен с шиной нулевогопотенциала, а второй выход операционного усилителя соединен через резисторный измерительный блок с инвертирующим входом операционного усилителя, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединенс первым зажимом для подключения объекта измерения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точности и расширения пределов измеренияпроцентного отклонения измеряемогонапряжения от его номинального значения эа счет уменьшения влияния синфазного сигнала и возможности измерения процентного отклонения измеряемогонапряжения с объектов как заземленных, так и с симметричными выхода(ми, в него введены измеритель напряжения и резистор, при этом второй выход операционного усилителя соединенс неинвертирующим входом дифференциального усилителя, второй зажим дляподключения объекта измерения подключен к шине нулевого потенциала, выходдифференциального усилителя через резистор соединен с инвертирующим вхо-.,дом операционного усилителя и черезизмеритель напряжения - с шиной нулевого потенциала,2. Компенсатор по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что реэисторныйизмерительный блок выполнен в видемагазина сопротивлений.3. Компенсатор по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что резистор,включенный между выходом дифференциального усилителя и инвертирующимвходом операционного усилителя, выполнен переменным с дискретными значениями сопротивлений, соответствующими пределам процентного отсчета.