Цифровой вольтметр переменного тока

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.6 01 В 192 НОЗК 13/2 осударственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий(46) Дата опубликовани 72) Авторы изобретениВ. Г, Кнорринг, Л. Н, Кнорринг и И ишкнна енннградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина 71) Заяви 54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано для измерения переменного напряжения в области инфранизкой частоты.Существует большое число цифровых вольт метров, использующих время. импульсное преобразование 11, Общий недостаток этих вольтметров со.стоит в необходимости высокой линейности генера.тора ра звертывающего напряжения для достижения высокой точности (погрешность от нелинейности 1 О генератора пилообразного напряжения 0,02% при общей погрешности прибора О, 1%). Это требование существенно усложняет схему прибора.Известен цифровой вольтметр переменного тока, содержащий время. импульсный преобразова тель в виде двух устройств сравнения, одни входы которых соответственно соединены со входной и с общей шинами, другие подключены к выходу генератора развертывающего напряжения, а выходы - .ко входам схемы неравнозначности, измеритель 20 длительности периода, состоящий из третьего устройства сравнения, триггера, схемы совпадения и счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу схемы совпадения, один вход которой соединен с леркам выходом триггера, а другой - с 25 выходом ограничителя амплитуды, синхронизи рованного сетевым напряженнем, и входом генера. тора развертывающего напряжения, вход триггера через третье устройство сравнения подключен ко входной шине, устройство деления числа импульсов на длительность периода, соединенное со входом выходного,рчетчика с отсчетным устройством 21, которому присущ общий для подобных приборов недостаток: точность измерения зависит главным образом от нелинейности пилообразного напряже. ния. Временные интервалы заполняются импульса. ми постоянной частоты, Упрощение схемы такого вольтметра посредством упрощения схемы генера. гора при сохранении неизменными остальных узлов значительно повышает погрешность прибора,Цель изобретения - повышение точности изме. рений - достигается тем, что в предлагаемый вольт. метр введены преобразователь на основе эффекта Баркгаузена и дополнительная схема совпадения, один вход которой через преобразователь подключен к выходу генератора развертывающего напряжения, другой вход соединен с выходом схемы неравнозначности, третий вход - со вторым выхо дом триггера, а выход подключен ко второмувходу устройства деления числа импульсов на дли.тельность периода,На чертеже представлена блок-схема устройстпяаср срр Вольтметр состоит из устройств сравнения 13,схем совпадения 4, 5, выходного счетчика импуль.сов 6 с отсчетным устройством, управляемого делителя частоты 7, генератора развертывающего напряжения 8, счетчика импульсов 9, схемы неравнознач.ности 10, триггера 11, ограничителя амплитуды 12,преобразователя 13 на основе эффекта Баркгаузена.Работа цифрового вольтметра протексает в дватакта. В первом такте происходит счет периодовпилообразного напряжения, укладывагощегося в пе.риод измеряемого напряжения, Сравнивающее уст.ройство фиксирует моменты перехода измеряемогонапряжения через нуль. Триггер 11 в зависимостиот этого управляет схемой совпадения 5, на выходекоторой число импульсов, соответствующих числупериодов пилообразного напряжения, укладываетсяв период измеряемого напряжения, Эти импульсыпоступают на счетчик 9. В конце первого такта поокончанш периода измеряемого напряжения триг.гер 11 запрещает прохождение имнульсрв на счетчик 9, разрешая в то же время прохождение им.пульсов от,схемы неравнозначности 10 через схемусовпадения 4 на делитель 7.Во втором такте измеряется среднее значениенапряжения, Устройство сравнения 2 отмечает мо.менты, в которые пилообразное напряжение пре.восходит измеряемое напряжение.Устройство сравнения 3 отмечает переходы пилообразного напряжения через нуль. Импульсынапряжения с стройств сравнения 2 и 3 поступаютна схему неравнозначности 10, на выходе которойимпульсы напряжения отмечают интервалы времени, в течение которых вьпголняется условие:0- ОпОх при Ох Ои 0 О)О при О (О,где О - пилообразное напряжение;Ох - измеряемое напряжение,Эти временные интервалы заполняются импульсами от преобразователя 13 на основе эффектаБаркгаузею с частотой Фм, . Если развертываюРщее напряжение Оне меняет наклона, частотам.ср, . постоянна. В противном случае изменяютсяинтервалы времени, в течение которых выполняются указанные условия, и одновременно изменяетсячастота 1 м,р Импульсы напряжения с частотой1 м, поступают на управляемый делитель часто.ты 7, делящий последнюю на число периодов напряжения О, укладывающихся в период О, Послеокончания второго такта в счетчике 6 оказываетсячисло импульсов й, пропорциональное среднемузначению Ох;м ОиЕ: 1, 1 р., - ," 1 Е о;сс.С "ср"сср с:с: ср:и т 5 игде и - удвоенное число периодов Оо р укладывающихся в период Ох, с учетом прямого и обратного ходов пилообразного напряжения;т; - длительность 1.того импульса на выходе схемы неравноэначности;О; - мгновенное значение Ов момент сравнения с Оп;8 - средняя крутизна развертывающего напря жения. Таким образом, в предлагаемом устройстве использован более простой по сравнению с прототи. пом генератор развертывающего напряжения со значительным отклонением от линейного.Использование в качестве источника заполняющих импульсов преобразователя на основе эффекта Баркгаузена позволяет скорректировать нелиней. ность пилообразного напряжения путем использования зависимости частоты этих импульсов от производной развертывающего сигнала без дополнитель. ных дифференцирующих цепей. Достоинством та кого прибора является возможность получения до. статочно малой погрешности (меньше 1%) при использовании нелинейного развертывающего напряжения. Кроме того, синхронизация развер. тывающего напряжения с сетевым напряжением повышает помехоустойчивость прибора, Особенность физических принт ов преобразователя на основе эффекта Баркгаузела позволяет расширить частотный диапазон измеряемых напряжений в сто рону инфранизких. 30 35 Цифровой вольтметр переменного тока, содержащий время-импульсный преобразователь в виде двух устройств сравнения, одни входы которых соответственно соединены со входной и с общей шинами, другие подключены к выходу генератора развертывающего напряжения, а вьходы - ко входам схемы неравнозначности, измеритель длительности периода, состоящий из третьего устройства сравнения, триггера, схемы совпадения и счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу схемы совпадения, один вход которой соединен с первым выходом триггера, а другой - с выходом ограничителя амплитуды, синхронизированного се. тевым напряжением, и входом генератора раз. вертывающего напряжения, вход триггера через третье устройство сравнения подключен ко входной, шине, устройство деления числа импульсов на дли тельность периода, соединенное со входом выходного счетчика с отсчетным устройством, о тличающи йс я тем,что,с целью повышения точности, в него введены преобразователь на основе эффекта Баркгаузена и дополнительная схема совпадения, один вход которой через преобразователь подключен к выходу генератора развертывающего напряжения, другой вход соединен с выходом схемы неравнозначности, третий вход - со вторым 40 4550 55 60 1 О 15 20 25 Формула изобретения527670 Составитель А. КузнецоТехред О, Лугован Коррект екмар Тираж 1029 И Государственного комитет по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Раушска729 47 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул, Проектнаа, 4 выходом триггера, а выход подключен ко второму входу устройства деления числа импульсов на длительность периода,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 61. Цифровые электроизмерительные приборыПод ред. В,М. Шляндина, 1972, стр, 151.158 (аналог),2. П.П. Орнатский. Автоматические измерения илрибы. 1973. стр. 520 523,Подписиа Совета Министров СССРия наб, д. 4/5