Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

Союз Советскн Соцналнстнческнк Республнк(22) Заявлено 070275 (21) 2103081/18(5) М. Кл.6011 19/02 б 01 й 19/22 присоединением заявки Ю Государственный комнте СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторинзобрете И.Губ М.Т В.В.Литвих Киевским.50-лреволю ордена Ленинатия Великой Окти 54) ЛИ 11 Е 11 ИЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО 31 ИЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕзвестный преобразоется пог ешностью те статизма и ва льхарактеризу р от нелинейности.Целью изобретения является повышение точности преобразованиявующего значения переменного нжения в постоянное.Для этого в линейном преобразователе действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащем входной и выходной термопреобразователи, выходы которых соединены последовательно и подключены квходу усилителя постоянного тока,выходом связанного с базой транзистора повторителя напряжения, в эмиттер которого включен нагревательныйэлемент выходного термопреобразователя, входная шина преобразователясоединена с нагревательным элементомвходного термопреобразователя, источник постоянного напряжения, резисторы, коллектор транзистора повторителя напряжения через соответствуктциерезисторы соединен с положительнойшиной источника постоянного напряжения и с входной шиной преобразователя,связанной через резистор с отрицательной шиной источника постОянногонапряжения,дейст- апря 5 Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования в точных аналоговых и аналого-цифровых преобразователях переменных напряжений.Известны линейные преобразователи действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащие термопреобразователи 1 ЦСднако такие преобразователи имеют невысокую точность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий входной и выходной термопреобразователи,выходы которых соединены последовательно и подключены ко входу усилителя постоянного тока, выходом связанного с базой транзистора повторителя напряжения, в эмиттер которого включен нагревательный элемент выходного термопреобразователя, входная шина преобразователя соединена с нагревательным элементом входного термопреобразователя, источник постоянного напряжения, резисторы 121 .Известные преобразователи имеют невысокую точность преобразования, из-за неидентичности характеристик термопреобразователей и погрешности литехнический институт рьской социалистическо65368 10 хо йн 1д йнр апряжение прегде у - выходнобразователя;Ин нр - сопровходного и выходнвателей;Й,Й 2 нйэ сопрот8,7 и 6 соответстХарактеристикаобразователя опис тивление нагревателей ого термопреобразоМе резисторов агаемого прея выражением ивлени венно. предл ываетсахо+ а(хо -,)Эу)2- а 2 У 2+ хсм Рассмотрим состаот нелинейности,ько подключениемДля этого положи=У (3 вляющую обуслов резисто м К=со огрешносеннуюров 6-8.и о 1= о 2=а,65т На чертеже представлена структурная схема преобразователя,Преобразователь содержит входнойи выходной термопреобразователи 1 и2, выходы которых последовательноподключены ко входу усилителя 3 постоянного тока, соединенного с транзистором 4 повторителя напряжения,нагрузкой которого является выходнойтермопреобразователь 2,Коллектор транзистора повторителянапряжения 4 соединен с источником 5постоянного напряжения через резистор б, а выходной термопреобразователь 1 через резистор 7 соединен сколлектором транзистора повторителянапряжения 4, а через резистор 8 - сминусовой шиной источника постоянного напряжения 5.Устройство работает следующимобразом. При подаче преобразуемогопеременного напряжения на вход устройства на выходе термопреобразователя 1 появляетсятермоэдс, котораяусиливается усилителем 3 и черезвыходной повторитель напряжения подается на термопреобразователь 2,что вызывает на его выходе появление встречной термоэдс, а такжеизменение постоянного напряженияна выходе термопреобразователя 1.Изменение этого напряжения вызывает дополнительную нелинейность,величина и знак которой зависятот соотношения между резисторами6-8, что позволяет компенсироватьсобственную нелинейность преобразователя.Постоянное напряжение х на входетермопреобразователя 1 равнох =хо-/Зуе В+Ягде+х(1+ 2 р )йку преобразокиз Ос вател услов(+( --1 - р - - ) н,щОхнкп 2 хкйРешая полученную систему относительно хсн и кв и подставляя их значения в (4), получимхн хкхо)ВИ-(1+ко) х + кп хй 3ф хо/3+(1+ кп) хн 3 Из, условия- =0ахдхнаходим значение х, при копогрешность от нелинейностмальна.Как и для известного превателя, это значение равно2 кпх=хн -(+ кпМаксимальное значение поности смаке равнохщ 8(1 - кп)р хо,д3 макс -ачхой+(1+кп)хн 4 кп 4 кпТак как значения х, припогрешность от нелинейностимальна, совпадают для извеспредлагаемого преобразоватеприсмаке =- Монакособственная погрешность превателя, обусловленная погрестатизма и неидентичностьюпреобразователей, будет полскомпенсирована.Из (5) видно, что зти рекс определяетсякоторый в свою очередьвеличиной резистора В,.Действительно, из (3) випри В - - соКн(5) хк(1+ кп) которых макситного и лей, то образошностьютермоностью нак погрешнос знаком хо, определяется дно, чт х +хо-ЗУ)2-ур- =Ор р МаРешая последнее уравнениеотносительно у, получим(Йн+Вг+Вз) 4 кп(1+ кп) хнЕсли же В =05(Вг+Вз), то8 ВнЙН+Йг+)13 (ба) Следовательно, выбирая значение В =О, 5 (Вг+Вг ), либо Ц-со, можно придать погрешности 1 манс требуемый знак.Величина погрешности максопределяется величиной резистора Эг.Подставляя (6) и (2) в (5), по- лучим Так как резисторйвыбирается изусловия Ятмаксгде 1 тк-максимально допустимый токнагревателя термообразователя, тозначение Йг выбирается из условияЕРнВз И-кп)гЯн+Вэ+Вг) 4 кпй+ кп) хн(Вн+Вг+нз)г О 8 акПреобразователь позволяет значительно повысить точность преобразования переменного напряжения в постоянное, причем достигается это дополнительным подключением трех резисторов. Такое техническое решение не вносит дополнительных усложнений. в технологический процесс изготовле-ния линейных преобразователей, позволяет весьма просто повысить точность уже существующих преобразователей. Более того, данное решение позволяет устранить из технологического процесса такую трудоемкую операцию, как подбор термопреобраэователей с идентичными характеристиками. Уменьшение составляющей погрешности, обусловленной погрешностью статизма, эа счет увеличения коэффициента усиления постоянного тока вызывает другую трудность, а именно обеспечение устойчивости.Преобразователь позволяет получить высокую точность даже при малых значениях коэффициента усиления, сняв тем самым проблему устойчиВости,Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий входной и выходной термопреобразователи,выходы которых соединены последовательно и подключены ко входу усилителя постоянного тока, выходом свя 20. занного с базой транзистора повторителя напряжения, в эмиттер котороговключен нагревательный элемент вы,ходного термопреобразователя, входная шика преобразователя соединенас нагревательным элементом входноготермопреобразователя, источник постоянного напряжения, резисторы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразования, коллектор транзистора повторителя напряжения через соответствующие резисторы соединен с положительной шиной источника постоянногонапряжения и с входной шиной преобразователя, связанной через резистор35 с -отрицательной шиной источника постоянного напряжения,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 40 1. Патент Англии 9 763012,кл. С 1 Ч, 1963,2. Патен СИ Р 2857569,кл. 324-76, 1967.ЦНИИПИ Заказ 1283/33 Тираж 1089 Подписное Филиал ППП Патент,г,ужгород,ул.Проектная,4