Устройство для измерения отношениядвух напряжений

(51)М. Кл,э 6 01 В 19/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к электро-измерительной технике и может бытьиспользовано как для измерения отношений двух напряжений, так и построения фаэометров, частотометров,компенсаторон переменного тока,функциональных преобразователей ит,д.ИзвестнсУ устройство для измЕренияотношения двух напряжений, содержащее последовательно соединенные генератор управляемого напряжения,линейный преобразователь входных напряжений в переменные напряжения сразностью Фаз 90 С, сумматор, усилитель и фазочувствительный детектор,второй вход которого соединен с выходом генератора управляемой частоты ГЦ,Недостатком устройства является 20недостаточная точность измерения,обусловленная увеличением фазовойпогрешности с уменьшением неличиныотношения измеряемых напряжений,трудностью измерения фазового сдвига с высокой точностью в широкомдиапазоне частот.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для изМеренияотношения двух напряжений, содержа- ЗО щее фазовращатель, суммирующий блок, нуль-орган, выход. которого соединен с тангенциальным преобразователем и регистрирующим устройством Г 27.Недостатками устройстна являются недостаточно широкий диапазон измеряемых отношений и низкая точность измерения.Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемых отношений и повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее установочный фазовращатель, выход которого соединен с первыми входами суммирующего и вычитающего бло" ков, нуль-орган, выход которого соединен с последовательно соединенными тангенсным преобразонателем и регистрирующим устройством, введены делитель напряжения, генератор опорного напряжения, преобразователь фаза-напряжение, дна модулятора, два выпрямителя и дифференциальный усилитель, выход которого соединен со входами нуль-органа и установочного Фазовращателя, выход последнего соединен с первым входом преобразонате 842602ля 11 аза-напряжение, второй вход которого соединен со вторь 1 ми входами суммирующего и вычитающего блоков, установочного фазовращателя и с выходом генератора опорного напряжения, выход преобразователя фаза-напряжение соединен через делитель напряжения с тангенсым преобразователем,. причем выход суммирующего блока соедкнен через последовательно соединенные первый моцулятор, второй вход которого соединен с шиной первого входного сигнала и первый выпрямитель с первым входом дифференциального уск.лителя, второй вход которого соединен через последовательно соединенные второй модулятор, второй вход 15 которого соединен с шкной второго входного сигнала и второй выпрямитель с ВыхОДОм вычктающегО блока.На чертеже представлена структурная схема устройства для кзмерения 0 отношения двух напряжений.Устройство содержит двухфазныи генератор 1, включающий в себя 1 енератор 2 опорного напряжения Фикск - рованной частоты, установочный Фазовращатель 3 и преобразователь 4 Фаза-напряженке, суммирующий блок 5, вычитающий блок б, два модулятора 7 и 8, два выпрямителя 9 и 10, дифференциальный усилитель 11, бульв орган 12, делитель 13 напряжения,3 О тангенсный преобразователь 14, регистрирующее устройство 15.При этом в двухфазном генераторе 1 выход генератора 2 Опорногонапряжения Фиксированнок часто:ы 35 подключен ко входу установочного фазовращателя 3, к одному из входов преобразователя 4 фаза-цацряжецие и к входам суммирующего 5 и вычитаю- щего б блоков, Выход Фазовращателя 3 43 подключен к первым входам преобразователя 4 Фаза-напряжение, суммирующего 5 и вычитающего б блоков. Выход преобразователя 4 Фаза-напряжение подключен через делитель 13напряжения к сигнальному входу тангенсного преобразователя 14, выход которого соединен с регкстркрующим устройством 15, выход суммирующего блока 5 через последовательно соединенные модулятор 7 и выпрямитель 9, подключенный к первому входу дифференциального усилителя 11, выходвычитающего блока 6 через паслецовательно соединенные модулятор 8 и выпрямитель 10 соединен с вторым вхо дом дифференциального усилителя 11. Выход дифференциального усилителя 11 подключен к первым входам Фазовращателя 3 и нуль-органа 12, второй вход которого соединен с земляной шиной.Выход нуль-органа 12 подключен к первому входу тангенсного преобразователя 14. Устройство работает следующим образом.Опорное напряжение с выхода генератора 2 с Фиксированной частотои рр и амплктудои О, поступает на вторси сигнальный вход Фазовращателя 3, который вносит в него д,ополнительный Фазовый сдвигапряжение с выхода генератора 2 (О 5пюс си с выхода ФазоврашателЯ 3 (О,-., 5 и (р (Чх ) псстУпают соответственно на вторые и первые входы суммкрующего 5 и вычитаю- щего б б;Оков. с выхода суммирующего блока 5 на вход модулятора 7 поступает напряженке с а:1 плктудой( ,201 СрьС выхода вычитающего блока б на вход модулятора 8 поступает напряженке с амплитудойх201 п; " (2)Модуляторы 7 и 8 умножают соответс "венно суммарное напряжение (1) на напряженке О, и разнсстцое напряжение (2) ца напряжение О,.В результате получаем напряжения:О л(с) = 2 О., О 1 Доз-"- 51 п (а 1(1,+ - ")) (3)О (С ) = 2 Ол О 51 г - Ссь (Ю(11:+ ) (ЧС выхода выпрямителей 9 и 10 навхода дифференциального усклктеля 11поступают напряжения;Ог = К 2, О, Сев - .:; (5)О 6 = К2 С,2 О (Т 15л: - ( 6 ) где К, - коэффициент пропорциональности.Разность (5) и 6) напряжений поступает с выхода усилителя 1 на первый вход установочного фазовращателя 3 и на вход нуль-органа 12.Прк воздействии разно"тного напряжения на фазовращатель 3 проксходит изменение значения воскмого фазового сдвкга (х дс (1 х, при котором разность напряжений (5) и (б) станет равной нулю.В момент равенства нулю срабатывает нуль-орган 12, который выдает импульс разрешения на преобразование полученного фазового сдвига.Импульс разрешения поступает на управгяющий вход тангезсного преобразователя 14, Последнкй осуществляет преобразование значенияр2.вр.Выходное напряжение тангеОного преобразователя посту: ает на регистрирующее устройство "15, которое выдает результат измере,1 я отношения842602 формула изобретения И Заказ 5087/5 732 Подписно двух напряжений равным тангенсу половинного фазового угладРасширение динамического диапазона измеряемых отношений в предлагаемом устройстве достигается за счет расширения вдвое диапазона перестройки вносимого фазового сдвига. Работа устройства на фиксированной частоте с использованием уравновешивающего метода измерения обеспечивает повышение точности измерения. Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее установочный фаэовращатель, выход которого соединен с первыми входами суммирующего и вычитающего блоков, нуль-орган, выход которого соединен с последовательно соединенными тангенсным преобразователем и регистрирующим устройством, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых отношений и повышения точности измерения, в него введены делитель напряжения, генератор опорного напряжения, преобразователь фаза- напряжение, два модулятора, два выпрямителя и дифференциальный усилитель, выход которого соединен совходами нуль-органа и установочного фазовращателя, выход последнегосоединен с первым входом преобразователя Фаза-напряжение, второй входкоторого соединен со вторыми входами суммирующего и вычитающего блоков,установочного Фазовращателя и с выходом генератора опорного напряжения,выход преобразователя Фаза-напряжение соединен через делитель напряжения с тангенсным преобразователем,причем выход суммирующего блока соединен через последовательно соединенные первый модулятор, второй выходкоторого ссединен с шиной первого 15 входного сигнала и первый выпрямительс первым входом дифференциальногоусилителя, второй вход которого соединен через последовательно соединенные второй модулятор, второй вход 20 которого соединен с шиной второговходного сигнала и второй выпрямителвыходом вычитающего блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 59182, кл. С 01 й 19/10,С 06 С 7/16, 30,06.75,2. Жилинскас Р,П, Измерители отношения и их применение в радиоиэмерительной технике. И., "Советскоерадио", 1975, с. 37-46 (прототип),Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул,Проектная,4