Измерительный преобразователь ортогональных составляющих синусоидального напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцкалмстическнхРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 17, 10. 80 (21) 2993737/18-21 51 М. КП.з С 01 Р 19/00 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 15.06.82. Бюллетень МВ 22 Дата опубликования описания 15.06.82 Н.В. Ковалков й. Смоленский филиал Московского ордена Ленина,и ордена Октябрьской Революции энергетического инстйтута(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЦИХ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится кэлектро-измерительной технике и предназначено для использования в низкочастотной контрольно-измерительной аппаратуре.Известен измерительный преобразователь ортогональных составляющихсинусоидального напряжения, содержащий, в частности, фаэочувствительные выпрямители, сигнальные входы которых связаны с общим входом устройства, управляющие входы - с выходами блоков неинвертированного или инвертированного опорных напряжений, а выходы через фильтры - со входами. блоков регистрации (1.Недостаток известного устройства заключается в низком быстрсщействии, поскольку фильтры, установленные для сглаживания пульсаций выходного напряжения фазочувствительных выпрямителей, обладают значительной инерционностью.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, обеспечивающий измерение мгновенных значений контролируемого сигнала и содержащий два канальных ключа, сигнальный вход каждого из которых связан с общим входом устройства, управляющий вход l через соответствующий формировательимпульсов - с выходом блока неинвертированного или инвертированногоопорных напряжений, а выход в , со входом соответствующего блокат.мяти 2.Недостаток укаэанного устройстваневысокая точность измерения, обусловленная возможными отклонениямиусловий эксплуатации от номинальныхи измененных параметров преобразователя.Целью изобретения является повышение точности измерительного преобразователя.. 15 Поставленная цель достигается тем,что в измерительный преобразовательортогональных составляющих синусоидального напряжения, содержащий дваканальных ключа, сигнальный вход каж дого из которых связан с общим входом устройства, управляющий вход через соответствующий формировательимпульсов - с выходом блока неинвертированного или инвертированного 25 опорных напряжений, а выход - со входом соответствующего блока памяти,в каждый канал измерения дополнительно введены фазочувствительный выпрямитель, блок сравнения и двухкаскад ный фильтрующий усилитель, причем935798 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения 55 сигнальный вход фазочувствительноговыпрямителя подключен к общему входуустройства, управляющий вход - к выходу блока инвертированного или неин. вертированного опорных напряжений,а. выход - к одному из входов блокасравнения, другой вход и выход блокасравнения соединены соответственнос выходом второго и входом первогокаскадов фильтрующего усилителя,межкаскадная цепь которого связана свыходом соответствующего блока памя ти,На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит фазочувстви.тельные выпрямители 1 и 2, фильтрующие усилители с каскадами усиления3,4 и 5 и б, формирователи импульсов 7 и 8, ключи 9 и 10, блоки па,мяти 11 и 12 и блоки сравнения 13и 14. Блоки неинвертированного (По)и инвертированного (31)о) опорных напряжений в целях упрощения чертежана схеме не показаны. На входы устройства поступает контролируемоенапряжение Б,с;выходов каскадов 4 и б фильтрующих усилителей снимаются выходные сигналы 0 и Пх.Поскольку каналы измерения Х и У являются аналогичными, работу устройства можно рассмотреть на примере только одного канала У.Контролируемое напряжение Уэподводится к сигнальному входу фазочувствительного выпрямителя 1, управление работой которого производится спомощью напряжения ( Оп . На выходевыпрямителя 1 образуется в результате пульсирующее напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна измеряемой составляющей 0. Напряжение с выхода выпрямителя 1 поступает на один из входов блока сравнения 14, осуществляющего сравнение между собой постоянной составляющей этого напряжения и выходного 0. В каждый момент появления положительной полуволны напряжения Поп (т.е. в каждый момент перехода Поп через нуль с положительной производной) с помов щью формирователя импульсов 8 вырабатывается импульс, замыкающий на короткое время ключ 9, и на вход блока памяти 11 поступает мгновенное значение контролируемого напряжения 08,соответствующее данному моменту времени и пропорциональное амплитудеизмеряемой составляющей З. Напряжение с выхода блока памяти 11, равное по величине мгновенному значению напряжения У подается непосредственно на вход оконечного каскада 4 фильтрующего усилителя и образует на его выходе выходное напряжение У канала у преобразователя. Полученное таким образом выходное напряжение 0 з поступает на второй вход блока сравнения 13, где сравнивается с величиной, постоянной составляющей, присутствующей в пульсирующем выходном напряжении фазочувствительного выпрямителя 1. Если эти напряжения оказываются равными, то на выходе блока сравнения 13 напряжение отсутствует. Преобразователь фактически работает без участия каскада 3 фильтрующего усилителя и любые изменения коэффициента усиления каскада 3 на величине выходного напряжения 0 преобразователя не оказываются. Быстродействие схемы определяется быстродействием основного измерительного тракта, которое равно одному периоду контролируемого напряженияЕсли по причине нестабильности основного измерительного тракта выходное напряжение 0 отклоняется от его истинного значения, то на выходе блока сравнения 13 возникает сигнал разбаланса, который после усиления каскадом 3 вызывает появление на выходе каскада 4 дополнительного сигнала коррекции, уменьшающего возникшее отклонение до пренебрежимо малой величины. Поскольку блок 13 производит сравнение постоянного и пульсирующего напряжений, он обладает определенной инерционностью, достаточной для эффективного выделения постоянной,.составляющей из пульсирующего напряжения. По этой причине быстродействие преобразователя при возникновении и отработке погрешности основного измерительного тракта несколь. ко уменьшается. Однако в любом случае это уменьшение является незначительным, так как величина дополнительного сигнала на выходе каскада 3 обычно не превышает нескольких процентов от сигнала с выхода блока памяти 11. Точность же устройства при наличии корректирующего контура оказывается весьма высокой. Измерительный преобразователь ортогональных составляющих синусоидаль. ного напряжения, содержащий два канальных ключа, сигнальный вход каждого из которых связан с общим входом устройства, управляющий вход че-. рез соответствующий формирователь импульсов вс выходом блока неинвертированнЬго или инвертированного опорных напряжений, а выход - с входомсоответствующего блока памяти, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це-лью повышения точности, в каждый канал измерения дополнительно введеныФазочувствительный выпрямитель, блоксравнения и двухкаскадный фильтрующийусилитель, причем сигнальный вход фазочувствительного выпрямителя подклю/ф 00 Составитель Л, Морозовдактор М, Петрова Техред И, Гайду Корректор М. к Подписнмитета СССРткрытийаб., д. 4/5 к ПППатентф , г. Ужгород, ул. Проектная,и чен к общему входу устройства,управляющий вход - к выходу блока инвертированного или неинвертированного опорных напряжений,а выход - к одному иэвходов блока сравнения, другой входи выход блока сравнения соединены 5соответственно с выходом второго ивходом первого каскадов фильтрующегоусилителя, межкаскадная цепь которо 4199/44 Тираж 717 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушскаго связана с выходом соответствующего блока памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3757214,кл.324-67,1973.2Смеляков В.В. Цифровая измерительная аппаратура инфранизких частот, М., Энергияф, 1975, с. 6-12.