Преобразователь действующего значениянапряжения

О П И С А Н И Е636793ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совэ СоветскихСоциаписткческихРескублик 1 оп авт, саид-ву ительн(22) Заяв энннмЯ кнм с при нением з атвуд 3) Приоритет СССРм изебретенн еткрмтнЯ убликовано 0 ата ов 06. 81. Бюллетень Ж 21 (53) У К 681.3 (088. 8 ания описания 09 06 81 опублнк(72) Авторы изобретения В. С. Гутников, В.В. Лопати спози, 71) Заявитель,. Лени адский ордена Лени олитехническ иина им, И,И,Кали 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯпротивном а го напряж пульсация сации вел ния. к пульстоты прив ины к деиству- одержащий образов ательнапряжения,од которого н п Извест го зна н ерез и ыпрямитель родеиствие. Целью изобретения шение быстродействияляется новыИзобретение относится к цифровои измерительной технике и может быть использовано для построения аналогоцифровых преобразователей действующего значения напряжения или мощности переменного тока,Известно устройство для измерения действующего значения напряжения, которое содержит преобразователь частота-код , преобразователь напряжение- частота и преобразователь напряже 16 ния в длительйоств импульса, входы которого объединены, а выходы через схему совпадения подключены ко входу преобразователя частота-код 111.13Недостатком описанного устройства является его низкое быстродействие. Чтобы получить результат измерения, не зависящий от частоты входного напряжения, в таких преобразователях необходимо производить усреднение выходной частоты за интервал времени, во много раз превыщающий максимально возможный период входнореключатель, подключен к источнику входного сигнала и выходу преобразователя код-аналог , выход соединен со входами частотно-импульсного и время-импульсного преобразователей, к выходам которых подключен первый элемент И, второй элемент И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к.выходу третьего элемента И, а выход через регистр соединен с входом преобразователя код-аналог 21 .Основным недостатком описанного преобразователя является низкое быстГ836793 ЪтОхи 3Цель достигается тем, что в преобразователь действующего значения напряжения, содержащий выпрямитель, вход которого через переключатель подключен к источнику входного сйг 5 нала и выходу преобразователя коданалог , а выход соединен со входами частотно-импульсного и время-импульсного преобразователей, к выходам которых подключен первый элемент И, 10 второй элемент И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход через регистр соеди нен со входом преобразователякоданалог , введены функциональный преобразователь, умножитель частоты, -.триггер, формирователь, вход которого соединен с источником входного сигнала, выход - с входом умнцжителя частоты, счетным входом триггера и установочным входом функционального преобразователя, сигнальный вход которого соединен с выходом первого эле мента И, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы умножителя частоты соединены с времязадающими входами частотно-импульсного и время-импульсного преоб" З 0 разователей, прямой выход триггера соединен со вторым входом второго элемента И, а инверсный - со вторым входом третьего элемента И и управляющим входом переключателя и реги- з 5 стра.На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.Преобразователь содержит формирователь 1, умножитель 2 частоты, элек тронный переключатель 3, выпрямитель 4, частотно-импульсный преобразователь 5, время-импульсный преобразователь 6, элементы И 7-9, функциональный преобразователь 10, триггер 45 1, реверсивный счетчик 12, регистр 13, преобразователь код-аналог 14,Рассмотрим работу преобразователя,Преобразователь работает по прин 50 ципу разновременного интегрирования преобразуемого напряжений О 1, и напряжения, поступающего на переключатель 3 свыхода преобразователя код-ана 3 юг 14, При этом реверсивный счет 55 чик выступает в качестве интегратора, .а регистр 13 - в качестве дискретизатора астатической системы с кванФ тованием интеграла. фПредположим, что с окончанием импульса с выхода формирователя 1 подвижный контакт переключателя 3 оказался соединенным с источником входного сигнала 0. Тогда переменное входное преобразуемое напряжение после выпрямления в,выпрямителе 4 поступает на входы преобразователей 5 и 6. На времязадающие входы указанных преобразователей поступают импульсные напряжения с умножителя 2 частоты частоты которых соответственно равны е Г и и Г, где е,и- коэффициенты умножения умножителя 2, причем ви, а Гк =1/Тк - частота входного преобразуемого напряжения.Частота в Г к используется в .ЧИП как опорная, а и Г к - как синхронизирующая в ВИП.Выходные сигналы ЧИЛ и ВРп соответственно равны:1 МФ%) Ог) Я где Ор и О 0 - входное и опорное на пряжения. На выходе элемента И 7 появляютея пачки импульсов, равныей= Ю.,причем число импульсов в пачке не зависит от частоты входного сигнала и пропорционально квадрату преобразуемого переменного напряжения за интервал времени Т. Эти пачки импульсов поступают в число-импульсный корнеизвлекающий функциональный преобразователь, и на реверсивный счетчик 12, включенный в режиме суммирования за период преобразованияТ=-и.Тпоступает число импульсов где О 1 - действующее значение входного напряжения.С приходом очередного импульса с выхода формирователя 1 триггер 9 изменит свое состояние, перебросит переключатель и подключит на вход выпрямителя 4 уравновешивающее напряжение О; произойдет начальная установка корнеизвлекающего функционального преобразователя и его выход окажется соединенным с вычитающим вы ходом счетчика 12 через элемент И 9. Код .числа, записанный в реверсивном счетчике 12, перепишется в регистр 13 а на выходе преобразователя 14 поя5 83679вится напряжение, пропорциональноезначению числа 111.О =РЦ,где Р - коэффициент передачи преобразователя код-аналогВ течение этого периода, когда навыходе переключателя присутствует напряжение 0, число, записанное в реверсивном счетчике изменится на величину е 1 ОМ .рЙ1 УоОоРазностное уравнение, описывающеепроцесс изменения кода в регистре,Гф лг ЯЙ, =И.+Й-И=Й+О, - О1, Н1 ч 1 1 2. 1 О аВгде Й 4- число, соответствующее коду,записанному в регистре в конце (1+1)такта преобразования, а Й - соответственно в конце 1-того такта.Таким образом, если параметры преобразователя выбраны так, чтор(1 Б/Ь )-1код Й+ не зависит от кода Й .Этоозначает, что переходный процесс впреобразователе закончится за времяодного цикла переключения блока 3,т.е. за один-два периода входного напряжения. Следует обратить внимание,что условие максимального быстродействияРю(по) =1 не зависит ни от 3 Оразмера входного напряжения О, ниот его частоты, Неточность выполненияэтого условия, вызванная погрешностьюузлов преобразователя, может несколько удлинить переходный процесс, однакои в этом случае он будет заканчиваться весьма быстро. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР40 В 337725, кл. Н 03 К 13/20, 1968.2. Иартяшин А. И. й др. Преобразователи электрических параметров дляИсистем контроля и измерения. Энергия,1976, с.,186-188 (прототип),Формула изобретения Преобразователь действующего значения напряжения, содержащий выпрямитель, вход которого через переклю 3 6чатель подключен к источнику входного сигнала и выходу преобразователя код-аналог, а выход соединен со входами частотно-импульсного и время- импульсного преобразователей, к выходам которых подключен .первый элемент И, второй элемент И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающнй вход которого подключен к.выходу третьего элемента И, а выход через регистр соединен с входом преобразователя код-аналог , .о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью Повышения быстродействия устройства, в него введены функциональный преобразователь, умножитель частоты, триггер и формирователь, вход которого соединен с источником входного сигнала, выход . - с входом умножителя частоты, счетным входом триггера и усчановочным входом функционального преобразователя, сигнальный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход - с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы умножителя частоты соединены с времязадающими входами частотно-импульсного и время-импульсного преобразователей, прямой выход триггера соединен со вторым входом второго элемента И, а инверсный - со вторым входом третьего элемента И и управляющим входом переключателя и регистра.