Цифровой вольтметр действующего значения

, Сеюэ Советспив Социалистичесник Республикрственный комитеСССРедам изобретенийи открытий риоритет -публиковано 2503 53) УДК 621.31. Бюллетень1 ата опубликования описания 3.7(71) Заявнтел ензенский политехнический институт 4) ЦИФРО ВОЛЬТМЕТР ДЕЧСТВУЮЦЕНАЧЕНИЯ Изоб рово ение о лектро оситс мерит к области ьной техн ки.Известен цифровой воствующего значения посодержащий квадратичнытель напряжения в частработающие переключателления, реверсивный счеватель код-частота, триИ, генератор опорной чство разделения совпадни импульсов, счетчиксчетное устройство. льтметр дейвт .св .9458766, 5преобразовату, синхронно и, блок управчик, преобразоггер, элемент 1 О стоты, устройающих во време- цифровое отСтруктурная схемс: авлена на чертеже т мет Ра пр едНедостатком этого устройства является погрешность, обусловленная некратностью длительности отдельных тактов измерения (при принятом алгоритме работы) периоду измеряемого на Р пряжения. Эта погрешность может оказаться незначительной при выборе времени измерения во много раз превышающего период измеряемого напряжения;однако в диапазоне инфранизких частот 25 это вызывает недопустимое снижение быстродействия.Цель изобретения - уменьшение погрешност. измерения в области низких частот. ЗО Эта достигается за счет того,что в цифровой вольтметр действующего значения по основному авт.св.Р 458766, содержащий квадратичныйпреобразователь напряжения в частоту,синхронно работающие переключатели,блок. управления, реверсивный счет -чик, преобразователь код-частота,триггер, элемент И, генератор опорной частоты, устройство разделениясовпадающих во времени импульсов,счетчик и цифровое отсчетное устройство, дополнительно введены блок выделения периода измеряемого напряжения, элемент И и дополнительный преобразователь код-частота, входы которого соединены с выходами элемента И и переключателя, а выход - свходами основцого преобразователякод-частота и разделителя совпадающих во времени импульсовВходы элемента И подключены к соответствующимвыходам генератора опорной частотыи блоку управления, а блок выделенияпериода соединен своим входом с входдом вольтметра, а выходом - с входомблока управления,3 65356Устройство содержит квадратичныйпреобразователь 1 напряжения в частоту, синхронно работающие переключатели 2 и 3, блок 4 выделения периода, блок 5 управления, реверсивныйсчетчик 6, элемент И 7, преобразователи 8,9 код-частота, узел 10 разделения совпадающих во времени импульсов, элемент И 11, триггер 12, генератор 13 опорной частоты, счетчик14 и цифровое отсчетное устройство15. В процессе работы в пеоеключате- )Оле 2 подвижный контакт контактируетс одним из неподвижных 16-18, а впереключателе .3 - с одним из контактов 19-21,Вход квадратичного преобразователя 151 напряжения в частоту через переключатель 2 соединен либо с шиной земля через контакты 16,18, либо свходной клеммой преобразователя (через контакт 17) и с входом устрой"ства 4 выделения периода. Выход последнего соединен с входом блока 5 управления, один иэ выходов которогосоединен с управляющим входом переключателей 2 и 3, а другие - с однимиз установочных входов триггера 12и с одним иэ входов элемента И 7,Другой вход последнего соединен содним из входов элемента И 11 и свыходом генератора 13 опорной частоты. Выход элемента И 7 связан с управ-Оляющим входом преобразователя 8 кодчастота. Выход квадратичного преобразователя напряжения в частоту через контакт 19 переключателя 3 соединен.с входом прямого счета реверсивного счетчика 6, через контакт 20с входом обратного счета реверсивного счетчика и выходом преобразователя 9 код-частота, а через контакт 21с сигнальным входом преобразователя 408 код-частота, выход которого связанс сигнальным входом преобразователя9 код-частота и с одним из входовустройства 10 разделения совпадающихво времени импульсов. Другой вход 45последнего соединен с выходом элемента И 11 и входом счетчика 14, авыход - с управляющим входом преобразователя 9 код-частота. Выход реверсивного счетчика 6 соединен с устано-вочным входом триггера 12, выход которого.соединен с вторым входом элемента И 11. Выход счетчика 14 подключен к входу цифрового отсчетногоустройства 15.Устройство работает следующим об"разом.В первом и втором тактах, длительность которых посредством устройствавыделения периода и блока управлениязадается кратной целому числу периодов измеряемого напряжения (Т,-лТ),в зависимости от команды подвйжныеконтакты переключателей 2 и 3 соединены с контактами 16,19 и 17, 20соответственно. Кроме того, в одном 65 2 4из тактов (например в первом) на элемент И 7 с блока управления подаетсяразрешающий потенциал. В результатепо окончании двух тактов в реверсивном счетчике фиксируется число числоБг, равное Мг=птхиэгВгде п=1,2,3 - коэффициент кратностидлительности такта измерения периода измеряемого напряжения Тх,Ч -действующее значение измеряемого напряжения;В -некотрая постоянная величина,характеризующая параметры преобразователя 1.В управляющий счетчик преобразователя 8 код-частота записываетсячисло М8-1 оТ,- Еп Г,где 1- частота следования импульсов генератора 13.Таким образом по грешн ост ь, обусловлен ная н екрат ностью длительностиотдельных тактов периоду измеряемогонапряжения, отсутствует.В третьем такте подвижные контакты переключателей 2 и 3 соединеныс контактами 18 и 21. При этом происходит списывание числа из реверсивного счетчика линейно-изменяющейся частотой, скорость изменения этойчастоты зависит от величины Тт -пТ,что исключает зависимость реэчльтата измерения от частоты входного сигнала, Выходной сигнал блока устанавливает триггер 12 в состояние, прикотором на элемент И 11 поступаетразрешающий потенциал, и на выходэлемента И 11 проходят импульсы генератора 13 через устройство 10 идалее на управляющий счетчик преобразователя 9 и счетчик 14, Выходнаячастота преобразователя 9 код-частота определяется следующей формулой:мюч нягде Н(1) =1 - текущее значениечисла в управляющем счетчике;Б - емкость счетчиков преобразоователя 9;выходная частота преобразоввателя 8,неоегде М - емкость счетчиков преобраозователя 8;начальная частота преобразователя 1.Решая полученные уравнения, находимо опал о птао 1Ч Н, Мо о 1 Мо Мо9 е 9 8 Выходной сигнал преобразователя 9 поступает на шину вычитания реверсивного счетчика, Процесс измерения за653562 Составитель В.ЛатышевТехред З,фанта Корректор С. Патрушева Редактор А.Шмелькин Заказ 1610/56 Тираж 1089 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 канчивается в момент обнуления последнего. При этом справедливо равенство Тс,жал=иогде Тс - время списывания числа изреверсивного счетчика 6 (время тре"тьего такта),Подставляя в последнее равенствополученные ранее выражения дляо 1 т ч и Бг и производя матемаО 1тические преобразования, имеемгно оТс=цо 1 ооОсуществляя измерение интервалаТ путем подсчета в нем количестваимпульсов опорной частоты, в счетчике 14 получаем числоо 9 овгм нйнао которое индицируется в цифровом отсчетном устройстве. Формула из обрет ени яцифровой вольтметр действующегозначения по авт.свид. 9 458766, о т"л и ч а ю щ и й с я тем, что с цельюуменьшения погрешности измерения вобласти низких частот, в него введе-ны блок выделения периода измеряемогонапряжения, элемент И и дополнительный преобразователь код-частота, входы которого соединены с выходами элемента И и переключателя, а выходс входами основного преобразователякод-частота и разделителя совпадаю"щих во времени импульсов, входы элемента И подключены к соответствующимвыходам генератора опорной частотыи блока управления, а блок выделенияпериода соединен своим входом с входом вольтметра,а выходом - с входом 20 блока управления.