Устройство для преобразования эффективных значений напряжения

Номер патента: 1674365

Автор: Киселев

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 2 16743 ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯ ф ЬЬЧ -щф +фФфа е чппцрцгг г 1г БРЕ САН РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К(57) Изобретение отрительной технике тельство СССРй 19/03, 1986.ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА 1 Х ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯосится к электроизме- .может быть испольэо)5 Н 03 М 1/06; 6 01 й 19/О вано при высокоточном преобразовании эффективных значений напряжения в эквивалентное постоянное напряжение, Изобретение позволяет повысить точность преобразования, Устройство содержит входную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора 1 и первого термопреобразователя 2, Выходные цепи термопреобразователей 2 и 3 соединены последовательно и включены между шиной нулевого потенциала и входом усилителя 4, выход которого соединен с первым входом первого блока 5 суммирования, второй вход1674365 которого соединен с выходом первого операционного усилителя 6, через последовательно соединенные резисторы 8 и 9 - с выходом второго операционного усилителя 10 и третьим входом блока 5 суммирования, через последовательно соединенные ограничительный резистор 7 и термопреобразователь 3 - с общей шиной. Конденсатор 11 подключен параллельно резистору 9, инвертирующий вход операционного усилителя 10 соединен с общими выводами резисторов 8 и 9, неинвертирующие входы операционных усилителей 6 и 10 соединены с общей шиной; Устройство содержит также акалаго-цифровой преобразователь (АЦП) 12, три цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) 15; 16 и 20, два постоянных запоминающих устройства (ПЗУ) 18, 19 блок вычитания, инвертор 17 и второй блок 14 суммирования. При этом выход первого операционного усилиИзобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано при высокоточном преобразовании эффективных значений напряжения в эквивалентное постоянное напряжение.Целью изобретения является повышение точности преобразователя.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит резистор 1 цепи прямого преобразования сигнала, первый термопреобразователь 2, второй термопреобраэователь 3, усилитель 4 (постоянного напряжения), первый блок 5 суммирования (реэистивный токовый сумматор), первый операционный усилитель. б, ограничительный резистор 7, первый и второй резисторы 8 и 9, второй операционный усилитель 10, конденсатор 11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, блок 13 вычитания (суммирующий усилитель), второй блок 14 суммирования (суммирующий усилитель), первый и второй цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15 и 16, инвертор 17 (инвертирующий усилитель), первое и второе постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 18 и 19 и третий цифроаналоговый преобразователь 20.Устройство работает в соответствии с известным способом взаимообратных преобразований. Поступающее на вход устройства напряжение произвольной формы вызывает нагрев термапреабразователя 2 цепи прямого преобразования сигнала и появление на его выходе неуравновешенного теля б соединен со входом АЦП 12, первым входом блока 13 вычитания, первым входом второго блока 14 суммирования и первым аналоговым входом первого ЦАП 15, второй аналоговый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя 10, а выход соединен с вторым входом блока 14 суммирования. Выход второго ЦАП 16 соединен с вторым входом блока 13 вычитания,выход которого соединен с входом инвертора 17 и первым аналоговым входом третьего ЦАП 20, второй аналоговый вход которого соединен с выходом инвертара 17, а выход соединен с третьим входом блока 14 сурмиравания, Выходы АЦП 12 соединены с входами второго ЦАП 16 и входами ПЗУ 18 и 19,выходы которых соединены соответственно с цифровыми входами первого и третьего ЦАП 15 и 20. Выход второго блока 14 суммирования является выходом устройства. 1 ил. напряжения постоянного тока, воздействующего на вход усилителя 4, с выхода которого усиленный сигнал поступает на первый вход блока 5 суммирования и усиливается вторым усилительным каскадом контура компенсирующей отрицательной обратной связи, Усиленное напряжение постоянного тока, снимаемое с выхода операционного усилителя б, вызывает нагрев термопреобразователя 3 цепи обратного преобразования сигнала, появление на его выходе напряжения постоянного тока, которое уменьшает неуравновешенный сигнал, воздействующий на вход усилителя 4, Выход 15 ное напряжение операционного усилителяб поступает одновременно в контур местной положительной обратной связи, образованной первым выводом резистора 8, выходом операционного усилителя 10, третьим вхо дом блока 5 суммирования и выходом операционного усилителя б. Для принятого для этого контура коэффициента передачи на постоянном токе, равного единице, коэффициент усиления второго каскада усиления 25 усилителя рассогласования стремится к бесконечности, а устойчивость преобразователя обеспечивается выбором достаточно большого значения емкости конденсатора 11. По окончании переходного процесса при 30 одинаковых параметрах цепей прямого иобратного преобразования сигналов постоянное напряжение на выходе второго операционного усилителя 6 равно эффективному значению входного напряже10 50 10 20 ходной шиной.30 ния произволной формы. При таком построении схемы устройство обладает хорошей устойчиГвостью, низким уровнем собственных шумов и малой статической погрешностью преобразования, что позволяет значительно расширить динамический диапазон.в сторону малых входных напряженйй. Дополнительно введенные узлы позволяют уменьшить вторую составляющую погрешность преобразования устройства, обусловленную неидентичностью степенных коэффициентов термопреобразователей, а также неодинаковым их изменением в зависимости от положения рабочей точки. В предлагаемом устройстве весь диапазон изменения выходного напряжения разбит на й участков, количество которых равно 2, где к - число разрядов АЦП 12, Напряжение на выходе блока 13 вычитания изменяется линейно от нуля до значения, равного весу младшего разряда АЦП 12, от начала к концу каждого иэ участков разбиения, Гочность измерения повышена благодаря тому, что калибровка преобразователя производится не в одной точке, как обычно, а в двух точках (начале и конце) каждого из Й участков после проведенияобщей начальной калибровки в одной точке регулировкой резистора 7 и/или подстройкой коэффициента передачи второго блока 14 суммирования. При этом вначале программированием первого ПЗУ 18 выбирается до минимума погрешность для начала каждого участка, за исключением первого, затем программированием второго ПЗУ 19 производится сопряжение (значений погрешности) на стыках участков, точность второй реГулировки в М раз выше первой, что позволяет практически полностью устранить "скачки" погрешности на стыках участков и таким образом снять.ограничение на использование устройства в приборах с применением структурных методов повышения точности. В устройстве использованы .цифроаналоговые преобразователи типа 572 ПА 1, переключатели аналоговых сигналов 564 КП 1 (включены перед входами опорного напряжения ЦАП 15 и 20 для получения двухвходовых ЦАП), постоянные запоминаюшие устройства типа 573 РФ 2, АЦП типа 572 ПВЗ, у которого задействуется необходимое количество старших разрядов. Усовершенствование прототипа, обладающего малой статической погрешностью преобразования, обеспечивает получение высокой точности преобразования также в большом динамическом диапазоне при снижении требований к идентичности термопреобраэователей, что, в свою очередь, позволяет использовать их при рабочих токах вплоть до номинального значения и даже больше номинального без снижения точности измерений, но при условии наличия надежной защиты термопреобразователя цепи прямого преобразования сигнала от перегрузки Формула изобретения Устройство для преобразования эффективных значений напряжения по авт.св. М 1379746, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, введены в него аналого-цифровой преобразователь, два постоянных запоминающих устройства, три цифроаналоговых преобразователя, блок вычитания,инвертор и второй блок суммирования, при этом выход первого операционного усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, первым входом блока вы 5 читания, первым входом второго блока суммирования и первым аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, второй аналоговый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, а выход соединен с вторым входом второго блока суммирования, выход второго цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с входом инвертора и первым аналоговым входом третьего цифроаналогового преобразователя, второй аналоговый вход которого соеди 1 нен с выходом инвертора, а выход соединен с третьим входом второго блока суммирования, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами второго цифроаналогового преобразователя и входами первого и второго постоянных запоминающих устройств,25 выходы которых соединены соответственно с цифровыми входами первого и третьего цифроаналоговых преобразователей, выход второго блока суммирования является вы

Смотреть

Заявка

4476972, 11.08.1988

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4149

КИСЕЛЕВ ВИТАЛИЙ ПЛАТОНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 19/03, H03M 1/06

Метки: значений, преобразования, эффективных

Опубликовано: 30.08.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1674365-ustrojjstvo-dlya-preobrazovaniya-ehffektivnykh-znachenijj-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для преобразования эффективных значений напряжения</a>

Похожие патенты