Измерительный преобразователь

(22) Заявлено 1306.75 (21) 2145068/18-21с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.2 С 01 В 19/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А,В,Кобзев и Ю.М.Лебедев Научно-исследовательский институт автоматикии электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании электроизмерительных приборов, а также в компенса ционных стабилизаторах напряжения.Известен измерительный преобразователь, содержащий две преобразующие КС-цепи, вход каждой из которых через выпрямитель соединен с источником измеряемого напряжения, а выход, зашунтированный разрядным ключом, управляемым от системам управления, - с входом согласующего устройства, выходом подсоединенного к селектору напряжений 1).Недостатком известного измерительного преобразователя является его весьма низкая точность измерения среднего значения напряжения,20 поскольку для каждого интервала преобразования процессы в ЙС-цепях описываются линейным дифференциальным уравнением:с (с) +(т-): тт (е ) (1) 25 где (1 (с) - напряжение на конденсаторе ВС-цепи, изменяющеесяя во времени;ц (с) - измеряемое напряжение; Ф - постоянная времениНС-цепи.Решение уравнения (1) существенно зависит от вида функции ин.(с)т расположенной в правой части уравнения (1). В частности, при измерении синусоидального напряжения решение уравнения (1)имеет вид:"т) Ю= ( т, 1 п сот,-солюс+С ),где со - круговая частота измеряемогонапряжения,Величина. напряжения на конденсаторе О С) по истечении полупериода измеряемого синусоидального напряжения определится по формуле Среднее значение синусоидальногонапряжения за его полупериод равно:2 ЧУ 2преобразователь не позволяет получить на своем выходе напряжение,пропорциональное среднему значениюизмеряемого напряжения,Другим недостатком преобразователя являются его низкие функциональ.ные возможности, поскольку он позволяет осуществлять измерение толькопеременных напряжений. При измеренииже однополярных напряжений в этомпреобразователе невозможна поочередная работа ВС-цепей.Целью изобретения является повышение точности измерения среднегозначения напряжения,Поставленная цель достигаетсятем, что измерительный преобразователь, содержащий две ВС-цепи,вход каждой иэ которых через соответствующие последовательно соединенные ключ и выпрямитель связанс источником напряжения, выход каждой из ЙС-цепей через согласующийблок подключен к селектору напряжения, выход которого соединен срегистрирующим блоком, а вход - содним выходом управляющего блока,другие выходы этого блока подсоединены к управляющему входу второгоключа, подключенного параллельновыходу ВС-цепи, снабжен двумя дополнительными согласующими блоками,входы каждого из которых соединеныс выходами соответствующей ВС-цепи,а выходы - с входами этой цепи.На чертеже приведена функциональная схема измерительного преобразователя.Измерительный преобразователь со-держит источник 1 напряжения, к выходу которого через выпрямители 2,3,ключи 4,5 и выходные сопротивлениясогласующих блоков 6, 7 подключеныВС-цепи, выполненные на резисторах8, 9 и конденсаторах 10, 11 . Конденсаторы 10,11 зашунтированы разрядными ключами 12, 13 и соединеныс., входами согласующих. блоков 6, 14и 7,15, Выходы согласующих блоков14, 15 через селектор 16 напряжения подключены к регистрирующемублоку 17, а цепи управления ключей4,5,12,13 и селектора 16 в . к выходамуправляющего блока 18,ИзМерительный преобразовательпри измерении выпрямленного напряжения работает следующим образом,(змеряемое напряжение с выходаисточника 1 через выпрямители 2,3,исключающие инверсную проводимостьключей 4,5, прикладывается к силовым цепям указанных ключей. Вто же время напряжение ( в данномслучае оно представляет собой напря.жение одной иэ фаэ выпрямления)в виде сигнала управления П поступает на вход блока 18, на двух выходах которого формируются прямоугольные импульсы напряжения, сдви О, =т о вас 2 (7)ЬЬТЪ(й+ ОТЯгде Б,о, У, - уровни напряжений на конденсаторах 10, 11, достигнутые в процессепреобразования измеряемого напряжения;Т - период напряжения однойиэ фаэ выпрямления;и - номер производного50периода,В моменты времени, соответствующие подаче импульсов управления наключи 4, 5 на двух выходах блока 18формируются мгновенные импульсы55 напряжения, которые поступают в цепиуправления ключей 12, 13 и замыкаютих на время своей длительности.Происходит разряд конденсаторов 10,11 до нуля и подготовка измерительного преобразователя к следующемуциклу аНапряжения через блоки 14, 15поступают на входы селектора 16,который пропускает на вход блока 17из напряжений только их фиксирован 40 нутые по фазе друг относительно друга на полупериоде напряжения, Эти импульсы, поступая в цепи управления ключей 4,5 соответственно замыкают их на время своей длитель ности,После замыкания ключей 4, 5 напряжение через выходы блоков 6, 7 и резисторы 8, 9 поступает на заряд конденсаторов 10, 11 и возникшие на них напряжения подаются на входы согласующих блоков 6 и 7.Ввиду того, что блоки 6 и 7 имеют большое входное и малое выходное сопротивления, напряжения на их выходах повторяют напряжения на 15 конденсаторах 10, 11 и суммируются с измеряемым напряжением, Уравнение (1) приобретает вид; ао ыо,в)=О,В ц Ю. ьРешение уравнения (5) позволяет сделать вывод о том, что напряжение О (1) пропорционально интегралу от измеряемого напряжения, т.е .: 25 П (.) =, ) (1а. (6)1При размыкании ключей 4,5 ВС-цепи отключаются от источника 1 и напряжения на конденсаторах 10, 11 остаются неизменными на этом интервале времени, Величина этих уравнений определяется по формулам:732756 Формула изобретения Составитель В.Кузнецовв к т ор И, Гохфельд Техред О.Андрейко Кор ор В.Сини ПодписнСССРйд 4/5 аж 1019 ственног обретени -35, Рауш73 Г)ПНИИПИпо11 035, И омитетаоткрытия наб. Госуделамсква,ПП фПатент 1 ф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ные уровни горизонтальные участки напряжений). В результате этого на вход блока 17 подается идеально сглаженное напряжение, величина которого пропорциональна среднему значению измеряемого напряжения.Предлагаемый измерительный преобразователь может найти широкое применение в измерительной технике при создании быстродействующих вольтметров среднего значения повышенной точности . Наиболее перспективным является использование предполагаемого изобретения в быстродействующих стабилизаторах напряжения или тока в качестве датчика сигнала обратной связи. В этом случае возможно получение идеально сглаженного сигнала обратной связи, величина которого пропорциональна среднему значению регулируемого параметра. Измерительный преобразователь,содержащий две ВС-цепи, вход каждойиз которых через соответствующиепоследовательно соединенные ключи выпрямитель связан с источникомнапряжения, выход каждой из ВС-цепей через согласующий блок подключенк селектору напряжения, выход которого соединен с регистрирующим блоком,а вход - с одним выходом управляющего блока, другие выходы этогоблока подсоединены к управляющемувходу второго ключа, подключенногопараллельно выходу ВС-цепи, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерениясреднего значения напряжения, преобразователь снабжен двумя дополни тельными согласующими блоками, входыкаждого из которых соединены с вы-.ходами соответствующей ВС-цепи,а выходы - с входами этой цепи. Источники инфбрмации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 92054120,кл, 21 с) 1, 12/02, опублик, 23.03.72