Устройство для измерения эффективного значения напряжения или тока

(21) 437 (22) 01. (46) 23. (71) Азе ственное (72) А.Л (53) 621 изводвтомат научно-и "НеАтега тельство СССР 19/03, 1979. льство СССР19/03, 1979. ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКЯЯЕНИЯ ИЛИ ТОКА осится к электро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПР(57) Изобретение отн 801580269 измерительной технике и может быть использовано .для измерения сигналов синусоидальной и сильно искаженной формы в широком диапазоне частот.Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит усилитель 5 разбаланса, коммутаторы би 7, запоминающие блоки 8 и 9, блок 11 управления. Выполнение электротеплового преобразователя на резистивном мосте, в одно из плеч которого включен термореэиетор 1 косвенного подогрева, и подогревателе 10, а также введение новых связей обеспечивают исключение из схемы сложных прецизионных блоков. 1 ил.О ЩИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах и амперметрах переменного тока, работающих вшироком диапазоне частот с,сигналамисинусоидальной и сильно искаженноййормы.Цель изобретения - упрощение устройства,10На чертеже представлена Функциональная схема устройства,Устройство содержит терморезистор1 косвонного подогрева, который совместно с резисторами 2 - 4 образуетчетырехплечий резистивный мост, усили.тель 5 разбаланса, входы которогоподключены к выходной ди гонали моста, первый и второй коммутаторы 6 и 7,запоминающие блоки 8 и 9, подогреватель 10, блок 11 управления. Входблока 8 соединен с размыкающим контактом коммутатора 7, а выход - с гитающей диагональю моста, подключенной с другой стороны к общей шине.Вход блока 9 соединен с замыкающимконтактом коммутатора 7, а выход -с замыкающим контактом коммутатора.6 и выходом устройства, размыкающийконтакт коммутатора 6 соединен с входом устройства, а переключающий контакт - с одним выводом подогревателя 10, другой вывод которого подключен к пине. Переключающий контакт коммутатора 7 соединен с выходом усилителя 5. Выходы блока 11 управления35подключены к управляющим входам коммутаторов 6 и 7. Терморезистор 1, резисторы 2 - 4 и подогреватель 10 образуют электротепловой преобразователь.Коммутаторы 6 и 7 могут быть выполнены на базе электромагнитных реле,.а блок 11 - на базе мультивибратора,работающего в. автоколебательном илигнущем режимах.Устройство работает следующим образом,Цикл измерения состоит иэ двух тактов, В первом такте на вход устройства подается измеряемая величина (например, напряжение) и запоминаетсяотклик усилителя 5, соответствующий-моменту равновесия измерительногомоста. Во втором такте измерения производится замещение измеряемого на 55пряжения на равное по тепловому действию постоянное напряжение, величинакоторого служит искомым эквивалентом входного напрйкения. При измерении действующего значения переменного тока во втором такте производят измерение величины постоянного тока в цепи подогревателя 10, являющейся эквивалентом входного тока.Положение контактов коммутаторов 6 и 7 на чертеже. соответствует первому такту измерения, Входной сигнал (напряжение) поступает через размыкающие контакты коммутатора 6 на подогреватель 10, выход усилителя 5 раэбаланса подключен к входу блока 8. Через некоторое время, определяемое тепловой инерцией терморезистора 1, измерительный мост приходит к положению равновесия, Балансировка моста происходит автоматически за счет изменения напряжения на питающей диаго" нали, поступающего с выхода запоминающего блока 8. Для нормальной работы устройства необходимо выполнение начальных условий,К 2 К 4К 1 ) --- и ТКСК 1 (0о КЗЯ где К 1 - сопротивление термоэерисотора 1 при температуре окружающей средыК 2, КЗ,К 4 - сопротивления резисторов 2,3 и 4;ТКСК 1 - температурный коэИициентсопротивления термореэистора 1,т,е, необходимо, чтобы по мере раэо 1грева термореэистора 1 измерительныймост приближался к положению равновесия, Во втором такте происходит переключение переключающих контактов коммутаторов 6 и 7 в нижнее по схеме положение, При этом питающая диагональизмерительного моста остается под напряжением, поступающим с выхода блока 8, выход усилителя 5 соединяется с входом блока 9. Подогреватель 10 отключается от входной клеммы и подключается к выходу блока 9. Измерительный мост автоматически балансируется.В течение одного цикла измерения, включающего два такта, температуру окружающей среды, а также характеристики элементов схемы можно считать постоянными. Баланс моста означает, что сопротивление и температура терморезистора 1 в обоих тактах одинакова, Зто, в свою очередь, позволяет сделать вывод о равенстве суммарных теп5 158026 ,ловых мощностей, подводимых к терморезистору 1 в первом и втором тактах измерения.Для первого и второго тактов изме 5 рения можно записать следующие выражения,Ц 2 К 1- Р 1 э+02Кн" (К 1+К 2) 10 Р 2- л, +Ц 2ц 2К игде Р 1 и Р 2 К 1.- коэффициент передачиэлектротеплового преобразователя;напряжение на выходе 25блока 8, приложенноек питающей диагоналиизмерительного мостав конце обоих тактовизмерения; ЗОсопротивление терморезистора 1, соответствующее моменту балансаизмерительного мостаК 2 К 4К 1 = --- +ЬК (АК - веКЗ личина, определяемаянапряжением смещенияусилителя 5 разбаланса,одинаковая в обоихтактах);постоянное напряжениена выходе блока 9 в конце второго такга измерения, 45Из равенства суммарных мощностей Р 1=Р 2 следует, что эффективное значение входного переменного напряжения соответствует постоянному напряжению, снимаемому с выхода блока 9 во вто О ром такте измерения. Это напряжение измеряется вольтметром постоянного тока (не показан). 9 бУстройство сочетает в себе преимущества метода замещения и мостовогометода измерений. Работа мостовой схемы в точке равновесия позволяет термостабилцзировать рабочую точку термо"резистора, что обеспечивает высокуюлинейность характеристики измерительного преобразования и максимальнуючувствительность мостовой измерительной схемы, Реализация метода замещения делает работу устройства цнвариантной к медленному изменению характеристик всех элементов схемы и темпе"ратуры окружающей среды. Это позволяет полностью отказаться от термостатированця элементов схемы, снижаеттребования к метрологическим характеристикам последних и исключает необходимость калибровки устройства,Формула изобретенияУстройство для измерения эффективного значения напряжения цли тока,содержащее электротепловой преобразователь, выход которого через усилительразабаланса подключен к переключающе"му контакту второго коммутатора, размыкающий контакт, которого соединенс входом первого запоминающего блока,а замыкающий контакт - с выходом устройства через второй запоминающийблок, размыкающий контакт первогокоммутатора подключен к входу устройства, управляющие входы коммутаторовподключены к выходам блока управления,отличающееся тем, что,с целью упрощения электротеплсвойпреобразователь выполнен на резистивном мосте, в одно из плеч котороговключен резистор косвенного подогрева,и подогревателе, питающая диагональрезистивного моста подключена междувьгходом первого запоминающего блока цобщей шиной, а выходная диагональ является выходом электротеплового преобразователя, один вывод подогревателяявляется входом электротеплового преобразователя и подключен к переключающему контакту первого комутатора,а другой вывод подключен к общей .шине,замыкающий контакт первого коммутатора соединен с выходом второго запоминающего блока,