Устройство для измерения отношения двух напряжений

СОЮЗ СООЕТСНИХОЗЭаМ 5 пнешиРЕСПУБЛИК 18191 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИдвтоскомм свиДЕтельСтВЧ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола.и Львовский лесотехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 607157, кл. 6 01 й 19/10, 09.06.7 б.2. Авторское свидетельство СССР267746, кл, 6.01 Н 19/10, 11.02,69 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с,общей шиной, а второй вход - через соединенные последовательно .второй ключ и первый интегра- тор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу Первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого. соединен с входом второго ключа, и четвертый ключ, о т л и ч а ющ е .е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пятый,шестой и седьмой ключи, втОрой и третий элементы сравнения, второй интегратор, второй счетчик, блок фазовой автоподстройки частоты и блок управления, причем выход генератора импульсов через четвертный ключ соединен с входом второго счетчика, вторая входная шина че рез соединейные последовательно пятый ключ и второй интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего злементов сравнения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к общей шине, а второй вход второго элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выход котьрого соединен с входом второго интегратора и выходом седьмого ключа, вход которогосоединен с шиной вспомогательного напряжения, выходы блока определения ф/ .периода помехи, всех элементов сравнения, второго счетчика и генератораимпульсов соединены с входами блока управления, первый выход которогоФ соединен с управляющими входами пер- ф вого и третьего ключей, второй выход - с управляющими входами второго и пятого ключей, третий. выход - с управляющим входом седьмого ключа, четвертый выход - с управляющим входом шестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты и пятый выход - с управляющим входом четвертого ключа н вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора им- пульсов.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.1зонано в преобразователях отношениядвух напряжений в цифровой код.Известно устройство для иэмерения"отношениядвух напряжений, содержащее преобразователь логарифма отношений двух напряжений в интервалвремени, формирователь экспоненциально-падающего напряжения, формирователь Образцового интернала нрЕме Они 1.Недостаток известного устройствазаключается в низкой помехозащищенности, вызванной тем, что воздействиепомехи на входные напряжения приводит к изменению времени, за которое,экспоненциально-падающее напряжениеизменяется от первого входного напряжения до второго,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения отношениядвух напряжений, содержащее генератор импульсов, выход которого черезпервый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вхоД которого соединенс общей шиной, а второй вход черезсоединенные последовательно второйключ и первый интегратор подключенк первой входной шине, третий ключ, 30выход которого подключен к входупервого интегратора, блок определения периода помехи, вход которогосоединен с нходом второго ключа,ичетвертый ключ2, 35Недостатком этого устройства является низкая точность измерения отношения напряжений при воздействии помех промышленной сети, так как напряжение помех не устраняется из второго 4 Онапряжения,Цель изобретения - повышение точности устройства измерения отношения двух напряжений в условиях действия помех промышленной сети путем исклю чения напряжения помехи из обоих измеряемых напряжений.Поставленная- цель достигается тем, что н устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее 5 п генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй - с первой входной шиной через соединенные последовательно второй ключ и перный интегратор, третий ключ, выход кото" рого подключен к входу первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого соединен с 60 входом второго ключа, и четвертый ключ, дополнительно введены пятый, шестой и седьмой ключи, второй и третий элементы сравнения, второй интегратор, второй счетчик, блок фазо ной автоподстройки частоты и блокУправления, причем выход генератораимпульсов через четвертый ключ сое-:динен с входом второго счетчика,вто-рая входная шина через соединенные.последовательно пятый ключ и втрройинтегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего элементов сравнения, второй вход третьего элементасравнения подключен к общей шиве, авторой вход второго элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выходкоторого соединен с входем второгоинтегратора и выходом седьмого ключа,вход которого соединен с шиной вспомогательного напряжения, выходы блока определения периода помехи, всехэлементов сравнения, второго счетчикаи генератора импульсов соединены свходами блока управления, перный:выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей,второй выход - с управляющими входамивторого и пятого ключей, третий выход -.с управляющим входом седьмогоключа, четвертый выход - с управляющим входом шестого ключа и первымвходом блока фаэовой автоподстройкичастоты и пятый выход - с управляю"щим входом четвертого ключа и вторымвходом блока фаэовой автоподстройкичастоты, выход которого соединен суправляющим входом генератора импульсов. На чертеже представлена блок-схе-ма устройства для измерения отношения двух напряжений.Устройство содержит блок 1 определения периода помехи, ключи 2-8, интеграторы 9 и 10, элементы 11, 12 и 13 сравнения, счетчики 14 и 15, блок 16 фазовой автоподстройки частоты, блок 17 управления и генератор 18 импульсов, причем первая входная шина подключена к входу блока 1 определения периода помехи и через соединенные последовательно ключ 3 и интегратор.9 к первому входу элемента 11 сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной, вторая входная шина через соединенные последовательно ключ 5 и интегратор 10 .подключена к входу ключа 4, выход которого соединен с входом интегратора 9, к первому входу элемента 13 сравнейия, второй вход которого соединен с общей шиной, и первому входу элемента 12 сравнения, второй вход которого соединен с шийой о орного напряжения и входом ключа 6, выход которого соединен с входом интегратора 10 и выходом ключа 7,вход которого связан с шиной вспомогательного напряжения, выход генератора 18 импульсов соединен с входами счетчиков 14 и 15 через ключи 2 и 8 соответственно, а его управляющий входсвязан с выходом блока 16 фазовойавтоподстройки частоты, выходы блока1 определения периода помехи, элементов 11, 12 и 13 сравнения, счетчика 15 и генератора 18 импульсов подключены к входам блока 17 управления, первый выход которого соединен с управляющими входами ключей 2 и 4,второй выход - с управляющими входамиключей 3 и 5,третий выход - с управ- Ю ляющим входом ключа 7, четвертый выход; - с управляющим входом ключа б и первым входом блока 16 фазовой автоподстройки частоты, а пятый - суправляющйм входом .ключа 8 и вторым . входом блока 16 фазовой автоподстройки частоты.Устройство работает следующим об разом.В первом такте, длительность кото рого равна периоду помехи Т, блок 17 управления замыкает ключи 3 и 5,при этом напряжение на выходе интеграторов 9 и 10 будет расти, Влияние помехи на выходные напряжения инте граторов 9 и 10 отсутствует так как интегрирование входных напРяжений происходит за период помехи.В следующем такте блок 17 управления размыкает ключи 3 и 4 н заьикает ключи 2 и 4, при этом напряжение на выходе интегратора 10 остается неизменным, а напряжение на выходе интегратора 9 под влиянием выходного напряжения интегратора 10 линейно падает до нулевого значения. Кроме того, импульсы генератора 18 через ключ 2 заполняют счетчик 14 пропорционально выходной величине, те. отношению напряжений О и ОбВ следующем такте блок 17 управ ления размыкает ключи 2 и 4 и замыкает ключ 7, при этом напряжение на выходе интегратора 10 под влиянием вспомогательного напряжения Овс начинает расти до тех пор, пока оно не 45 достигнет порогового уровня О При этом ключ 7 размыкается, очередным вспрмогательным импульсом блока 17 управления заьыкается ключ б и под влиянием Оэо, напряжение на выходе интегратора 10 линейно падает до нуля. В момент начала открывания ключа б открывается ключ 8 и пропускает импульсы генератора 18 на вход счетчика 15. После переполнения счет" чика ключ 8 разьнкаетоя. Блок 16 фазовой автоподстройки частоты сравнивает длительности интервалов, во время которых включены ключи б и 8. Если длительность йнтервала включения ключа б больше длительности интервала 60 включения ключа 8, то напряжение на выходе блока 16 изменяется в такую сторону, чтобы уменьшить частоту генератора 18 и наоборот, В конечном итоге через несколько циклов ра боты частота генератора 18 станет такой, что длительность замкнутого состояния ключа б (обратный ход интегратора.10) будет равна длитель-. насти замкнутого состояния ключа 8 (заполнение счетчика 15 импульсами генератора 18). Поскольку длитель" ность обратного хода интегратора 10 пропорциональна его постоянной времени, то и период следования импуль сов генератора 18 также будет пропорционален постоянной времени интегратора 10. А так как длительность обратного хода интегратора 9 также :пропорциональна постоянной времени второго интегратора, то число имдуль" сов, поступивших на вход счетчика 14 не будет зависеть от постоянной времени интегратора 10.Действктаяъно., напряжения на вы- ходах интеграторов 9 и 10 в конце первого такта после интегрирования эа время Т, равное периоду помехи, будут соответственно равны ц е а.(2)ОЮ 2 Т"ъ Сагде к Си В С - постоянные времени интеграторов 9 и 10 соответственно.Длительность обратиого хода интегратора 9 равнаТ- - - 1- (3)СПодставляя О, и О из (1) и (2) в (3), получимОУ 1 Т Й 2 С 2 КС ОРЦ% С, ОзТ Ов 2. 2длительность обратного хода интегратора 10 под поэдействивмпорогового напряжения Об от значения Ц до нуля равна.8 И 3,ЯО К СО рПоскольку за время Т генератор 18 после выхода. блока .16 в установившийся режим автоподстройки выдаат число импульсов й, где И в :емкость счетчика 15, то частота этого генератора равнар .Яа щ 8 А (5)й, СЧисло импульсов, поступающее на счетчик, 14 во время обратного хода интегратора 9, равно й Гф Т Подставляя Уг из (5) и Т из (4), получимй. в ч ф й С в й д (6)й 2 ОЯ 4 ЬвуКС О,а Ъ .Таким образом, введение в устройство для измерения отношения двух1026068 Редакт1 ка ПП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 напряжений двух элементов сравнерия,трех ключей, второго счетчика, второго интегратора и блоков управленияи фазовой автоподстройки чытоты позволяет повысить .точность измеренияотношения за счет того, что, как сле Составител Безродная Техред А,А2/37 Тираж 710 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Иосква, Ж-З 5, Рдует из . (6), результат преобразования не зависит от постоянных времениинтеграторов, Кроме того, в устройстве осуществляется подавление помехпо обоим шинам входных иапряженнй. Е, БорзовКорректор Ь. Тяско Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/