Дифференциальный указатель

ао делам изобретений н открцтнй(53) УДК 621.3 17,7 (088.8) Дата опубликования описания 26,08,82 Б. Л. Грошев(72) Авто.р изобретения Научно-исследовательский институт электронной;интроскопиипри Томском ордена Октябрьской Революции и РрденаТрудового Красного Знамени политехническом институтеим. С. М, Кирова(54) ДИффЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 1Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может, в частности, использоваться в качестве высокочувствительного дифференциального указателя или нуль-индикатора в метрологических установках для проверки масштабных устройств. По основному авт. св.868605 известен дифференциальный указатель, содержащий первый блок сравнения, два входа когорого соединены с входными клеммами, и синхронный детектор, управляющий вход которого через формирователь коммутирующего напряжения соединен с первым входом первого блока срав з нения, а выход через усилитель постоянного тока соединен с выходной клеммой, а также последовательно соединенные первый регулирующий блок, вход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, преобразователь, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, и усилитель рассогласования, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регулирующих блоков, причем вход второго регужрующего блока соединен с вьаодом первого блока сравнения, а его выход - с входом синхронного детектора 1.Недостатком данного дифференциального указателя является погрешность измере ния, обусловленная фазовыми сдвигами входных напряжений.Оценим значение этой погрешности.Выходное напряжение первого блока сравнения 6 можно записать:Ос О-Ч.О "пы-О (п(д+9)у ) где ( - фазовый сдвиг межцу входныминапряжениями О, ц ОИспользуя формулу разложения синуса суммы и полагая, что О= 0 - - О, пс лучим:Ц 0(1-сояд впи-соьы 1 аь 1, д)3 9535Поскольку синхронный детектор не реагирует. на квацратурную составляющую входного напряжения, его выходное напряжение 0 равно;5"= О И-совгде К - коэффициент пропорйиональности.Из формулы(3) видно, что при подаче на вход устройства равных напряжений 0 =Й=Ц но сдвинутых на угол , выход 10 хопное напряжение дифференциального указателя не равно нулю. Это приводит к недопустимой величине погрешности, которая определяется выражением:15О .,2з- = 1-с 05 Ц 1)- ( 1) Приближерое равенство справедливо для малых. Например, при=2 погрешо ность измерения достигает 0,061%;20Бель изобретения - повышение точнос ти измерения.Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный указатель введен сумматор, цва входа которого соединены с входами первого блока сравнения; а вы. хоц - с входом формирователя коммутиру юшего напряжения. На чертеже приведена блок-схема дифференциальнога указателя.Устройство содержит первый блок 1сравнения, два выхода которого соединеныс входными клеммами, и синхронный детектор 2, управляющий вход которого со"- еъпен с выходом формирователя 3 коммутирующего напряжения, а выход - черезусилитель 4 постоянного тока соединен свыходной клеммой, а также последовательно соединенные первый регулирующий блок5, вход которого соецинен с первым входом первого блока 1 сравнения, преобразователь 6, выход которого соединен спервым входом второго блока 7 сравнения,второй вход которого соединен с источни"ком 8 опорного напряжения, и усилитель 459 рассогласования, выход которого соедыцен с управляющими входами первого 5 ивторого 10 регулирующих блоков, вход.второго регулирующего блока 10 соединейс выходом первого блока 1 сравнения, а 50его выход - с входсм синхронного детектора 2, причем входы дополнительногосумматора 11 соединены с входами первого блока 1 сравнения, а его выход - свходом Формирователя 3 коммутирующего 55н апряжени я,Устройство работает следующим образом. 79 аПервый блок 1 сравнения выделяетразность входных напряжений, значение ифаза которой определяется разностью модулей и разностью фаз входных напряжений, и описывается выражением . (1).Поскольку дифференциальный указательизмеряет относительную разность входных напряжений, первый регулирууюпплйблок 5, преобразователь 6, второй блок7 сравнения, источник 8 опорного напряжения, делите ль рассогласования. 9 икоторой регулирующий блок 10 осуществляют нормирование коэффициента передачи ипредставляют собой автоматическую систему регулирования.Нормированное раэностное напряжение преобразуется с помощью синхронногодетектора 2 и усиливается усилителемпостоянного тока 4. Однако,в отличие отизвестного устройства, коммутирующеенапряжение формируется из суммы входных напряжений:: ООЯ К:О впиЬ-(исаафсоьи 1 Бюц 1, (5)Поскольку амплиту да коммутирующегонапряжения нормируется формирователемкоммутирующего напряжения 3, рассмотрим его фазу=агс 11+ соб (Я 2. (6)Проведем анализ фазовой погрешностипредложенного устройства по аналогии спроделанным выше для известного.В этом случае, выходное напряжениесинхронного детектора 2 0, равное проекции его входного напряжения на коммутирующий вектор, определяется выражением:1:1 31 сову) соББпу ао-аЧ4д- - КО,16По аналогии с выражением (4) погрешности измерения о запишется:416 (7)Сравнения (7) и (4) показывают,что в предложенном устройстве выигрышв точности весьма значительный. В частоности для тех же 2 расчетная погрешность 8 = 0,0000 1%, т.е. пренебрежимомала, в то время как в известном устройстве она составляет 0,061%,Таким образом,предлагаемое устройство позволяет за счет введения жесткой связимежду фазой .коммутирующего напряженияТираж 717 Птвенного комитета СССРретений и открытийЖ 35, Раушская наб., д. 4 одписн аказ 6271/74 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, лиал ППП патент,.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 9 и фазовым сдвигом между сравниваемыми напряжениями, а именно с помощью введения дополнительного сумматора, уменьшить фазовую погрешность измерения, и тем самым повысить е о точность. формула изобретения Дифференциальный указатель по авт. св, % 868605, о т л и ч а ю ш и й с я53579 6тем, что, с целью повышения точности,в него введен. сумматор, два входа которого соединены с входами первого блокасравнения, а выход - с входом формирователя коммутирующего напряжения.Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 868605, л, 6 01 й 19/10,10 18 0 1,80,