Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

,ЯО 1057870 А 3(5901 Р 19/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Алексеенко А.Г. и др. Применение презнционных аналоговых ИС.М "Радио и связь", 1981, с.113, рис.3.33 а.2Заявка Великобритании 91138932, кл. С 1 Ч , 1969 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЯСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ,В ПОСТОЯННОЕ, содержащийпервый ивторой термопреобразователи с нагревателями и термопарами, первыйрезистор, включенный между вьиодомнагревателя первого термопреобраэователя и входом преобразователя,первый дифференциальный усилитель,между входами которого включены соединенные встречно-последовательнотермопары термопреобразователей,а выход первого дифференциальногоусилителя соединен с выходом преобразователя и через второй резисторподключен к нагревателю второго термопреобразователя, а свободные выво-. ды.нагревателей соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель, выход которого соединен с третьим резистором, а один иэ вхо-. дов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона входного сигнала и повьзаения надежности, в него введены сумматор к дифференцкрующее устройство, при этом вход дифференцирующего устройства соединен с одним из входов суьиатора, свободным выводом третьего резистора и точкой соединения входа первого дифференцкапьного усилителя с вы- Е водам термонары первого термопреобразователя, . выход дифференцкруьаяегоустройства соединен с другим входомсумматора, выход сумматора соединенс другим входом второго дифференциального усилителя, выход которого фчерез четвертый резистор соединенс точкой соединения первого дифференциального усилителя с выводом (,термопары второго термопреобразова- ртеля, а объединенные выводы термопартермопреобразователей соединеныс общей шиной. ООИзобретение относится к электро- измерениям и может быть использовано в электронных вольтметрах эффективного значения переменного напряжения.Известен преобразователь дейст вующего значения переменного напряже, - ния в постоянное содержащий два термопреобразователя с нагревателями и термопарами и дифференциальный усилитель, между входами которого под ключены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей, а к выходу подключен нагреватель одного иэ термопреобразователей, при этом нагреватель другого термопреобраэователя соединен с входом преобразователя 1 1.Известный преобразователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон входного сигнала, так как у не-;р го не стабилизируются температурные рабочие точки термопреобразователей.Наиболее блиэким к изобретению по технической сущности является преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй .термопреобразователи с нагревателями и термо- парами, первый резистор, включенный между выводом нагревателя первого термопреобразователя и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей, выход первого дифференциального З 5 усилителя соединен с выходом преоб" разователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобразователя, а свободные выводы нагревателей соединены с общей . 40 шиной, второй дифференциальный уси-литель, выход которого соединен с третьим резистором, а один иэ входов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения и четвертыр 45 резистор Г 2 3.Однако такой преобразователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон в области больших значений входных сигналов иэ-за перегрузки термопреобраэователей.Цель изобретения - расширение динамического диапазона входного сигнала и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй термопреобразователи с нагревателями и термопарами, первый резистор, включенный между выводом нагревате ля первого термопреобразователя и. входом преобразователя, первый.дифференциальный усилитель, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термопары термо преобразователей, а выход первого дифференциального усилителя соединен с выходом преобразователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобраэователя, а свободные выводы нагревателей соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель, выход, которого соединен с гретьим резистором, а один из входов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор, дополнительно введены сумматор и дифференцирующее устройство, при этом вход дифференцирующего устройства соединен с одним из входов сумматора, свободным выводом третьего резистора и точкой соединения входа первого дифференциального усилителя .с выводом термопарй первого термопреобраэователя, выход дифференцирующего устройства соединен с другим входом сумматора, выход сумматора соединен с другим входом дифференциального усилителя, выход которого через четвертый резистор соединен с точкой соединения первого дифференциального усилителя с выводом термопары второго термопреобразователя, а объединенные выводы термопар термопреобразователей соецинены с общей шиной.Яа чертеже представлена электрическая принципиальная схема преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоянное,Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное содержит первый и второй термопреобраэователи 1 и 2 с нагревателями 1,1 и 2.1 и термопарами 1.2 и 2.2, первый резистор 3, включенный между выводом нагревателя 1,1 первого термопреобразователя 1 и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель 4, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термо-пары 1.2 и 2,2 термопреобраэователей 1 и 2, а выход первого дифференциального усилителя 4 соединен с выходом преобразователя и через второй резистор 5 подключен к нагревателю 2,1 второго термопреобразователя 2, свободные выводы нагревателей 1.1 и 2.1 соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель б, выход которого соединен с третьим резистором 7, а один из входов связан с выходом источнйка 8 опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор 9. В преобразователь дополнительно введены сумматор 10 и дифФеренцирующее устройство 11, при этом вход последнего соединен с одним из входов сумматора 10, свободным выводом третьего резистора 7 и точкой соединения входа первого дифференци" ального усилителя 4 с выводом термопары 1,2 первого термопреобразователя 1, выход дифференцирующего устройства 11 соединен с другим входомсумматора 10, выход сумматора 10соединен с другим входом второго дифференциального усилителя б, выходкоторого через четвертый резистор 9соединен с точкой соединения первогодифференциального усилителя 4 с выводом термопары 2.2 второго термопреобразователя 2, а объединенные выводы термопар 1.2 и 2.2 термопреобразователей 1 и 2 соединены с общейшиной,Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное работает следующим образом,В отсутствии входного сигнала напряжение на выводах термопары 1.2термопреобразователя 1 и на соответствующем входе второго дифференциального усилителя б отсутствует,Вследствие наличия на другом входевторого дифференциального усилителяб выходного постоянного напряженияисточника 8 опорного постоянного напряжения, на выходе второго дифференциального усилителя б также имеетсянапряжение, под действием которогочерез термопары 1,2 и 2.2 термопреобразователей 1 и 2 протекает разогревающий их ток. По мере прогрева термопар напряжение на термопаре 1.2 возрастает, а разность входных напряжений второго дифференциального усилителя 6 уменьшается, вследствие чего уменьшается его выходное напряжение и ток разогрева термопар 1.2 и2.2. При увеличении напряжения натермопаре 1.2 до выходного напряжения источника 8 опорного постоянногонапряжения ток разогрева термопар 401.2 и 2.2 становится равным нулю,а термопреобразователи 1 и 2 разогреваются до температуры, при которойпреобразование сигналов оптимальнои которая задается выходным напряжекием источника 8 опорного постоянногонапряжения. При уменьшении температуры термопреобразователей 1 и 2 .уменьшается напряжение на термопа.ре 1.2 и соответствующем входе второго дифференциального усилителя б.,что приводит к увеличению напряжения на его выходе и к увеличению тока разогрева термопар 1,2 и 2,2.При подаче сигнала на вход.преобразователя нагреватель 1.1 термопреобразователя 1 нагревает термопаруЙ.2 и на ее выводах увеличивается напряжение, прикладываемое к соответствующему входу первого дифференциального усилителя 4. На выходе первого бО дифференциального усилителя 4 увеличивается напряжение до такого уровня, что ток, протекающий через нагреватель 2.1 термопреобразователя 2 вызывает его нагрев и соответствующее увеличение напряжения на термопаре 2,2 термопреобразователя 2, прикотором разность между напряжениями на входах первого дифференциального усилителя 4 стремится к нулю. Поскольку термопреобразователь 1 преобразует действующее значение напряжения входного сигнала в постоянное ,напряжение, то и выходное постоянноенапряжение преобразователя пропорционально действующему значению входного сигнала. При дальнейшем повышенин входного сигнала напряжение на термопаре 1.2 термопреобразователя1 превыаает выходное напряжение источника 8 опорного постоянного напря- жения, поэтому напряжение на выходе второго дифференциального усилителя б и ток, протекающий через его выход и термопары 1.2 и 2.2, меняют знак. При этом выходной ток второго дифференциального усилителя б вызывает охлаждение термопар 1.2 и 2.2 вследствие эффекта Пельтье, чем противодействует их перегреву нагревателями за счет входного сигнала и уравновешивающего выходного сигнала преобразователя. Таким образом,. температурная рабочая точка термопреобраэователей 1 и 2 стабилизируется при больших уровняхвходных сигналов, что позволяет избежать перегрузки термопреобразователей 1 и 2 и расширить динамический диапазон входного сигнала,Напряжение с термопары 1,2 термопреобразователя 1 поступает на вход второго дифференциального усилителя 6 через сумматор 10, а на другой вход сумматора 10 подается напряжение с выхода дифференцирующегоо устройства 11, пропорциональное скорости изменения напряжения термопары 1,2. Следовательно, выходное напряжение второго дифференциального усилителя 6 и его выходной ток, вызывающий разогрев или охлаждение термопар 1,2 и 2.2 зависят от скорости изменения входного сигнала, что.также способствует расширению его динамического диапазона. Выход. источника опорного постоянного напряжения может быть подключен к входу второго дифференциального усилителя через термоком" певаированный делитель, что обеспечивает стабильную работу преобразователя в диапазоне температур.ФФилиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проек каэ 9578/47 Тираж 710 ЭНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и отк 113035, Иооква, Ж, Раунска