Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню эффективного значения

.аеугольГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(56) 1, Авторское свидетельс тво СССРР 871087, кл, С 01 Н 19/22, 1979.2.Авторское свидетельство СССРР 894583, кл, 6 01 Н 19/02, 1980(прототип) 4) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБ ЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В НОЕ ПО УРОВНЮ ЭФФЕКТИВНОГО НИЯ, содержащий пиковый детек вход которого соединен с перв входом первого порогового бло входной шиной преобразователя выход - с входом генератора т,Я 04216 А ного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен спервым входом второго порогового блока, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора треугольного напряжения, вторым входом первого порогового блока и входом клю-, ча, выход которого соединен через интегрирующий усилитель с выходной шиной преобразователя и вторым входом модулятора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены Формирователь и переключатель, причем третий выход генератора треугольного напряжения через Формиро- (9 ватель подключен к управляющему входу переключателя, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, а выход - с управляющим входомключа.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эонано в измерительных преобразователях переменного напряжения в постоянное, а также в цифровых вольтметрах переменного напряженияИзвестен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные выпрямитель, пиковый детектор и масштабный преобразователь, выход которого соединен с первыми входами первого и второго пороговых устройств, к выходам которых подключены входы блока управления, первый выход которого через перный ключ и интегрирующий усилитель соединен с нторым входом второго порогового устройства, при этом нторой вход первого порогового устройства подключен к выходу выпрямителя, второй вход,10 15 20 масштабного преобразователя - к первому выходу генератора треугольного напряжения, второй ключ, выход которого соединен с общей шиной устройства, первый вход - с вторым выходом блока управления, второй входс вторым нходом первого ключа и выходом преобразователя напряжениеток, вход которого подключен к второму выходу генератора треугольного напряжения 1Недостаток указанного преобразователя - значительная погрешность преобразования из-за наличия выпрямителя и дрейфа нуля пороговых устройств,ЗО 35 Наиболее близким к предлагаемому ный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий пиковый детектор, вход которого соединен с первым входом первого порогоного блока и входной шиной устройства, а выход - с входом генератора треугольного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с первым входом второго порогового блока, второй вход которогосоединен с вторым ныходом генератора треугольного напряжения, вторьмвходом первого порогового блока ивходом ключа, выход которого соединен через интегрирующий усилительс выходной шиной устройства и вторым входом модулятора, третий пороговый блок, первый вход которогосоединен с входной шиной, а второйвход через инвертор подключен квторому выходу генератора треугольного напряжения, четвертый пороговый блок, первый вход которого сое 50 55 60 динен с вторым входом третьего порогового блока, а второй вход - с выпо технической сущности и достигаемому результату является измеритель ходом модулятора, четыре управляе - мых инвертора, входы которых подключены к выходам пороговых блокон, управляющие входы - к выходугенератора и управляющему входу генератора треугольного напряжения, а выходы - к соответствующим нходам блока упранления, ныход кОТоРого соединен с управляющим входом ключа 21К недостаткам известного измерительного преобразонателя относятсяпогрешность преобразования иэ-эавозникновения биений на частотахвходного сигнала, кратных частотегенератора, переключающего управляемые инверторы и фазу треугольногонапряжения, а также низкая надежность иэ-эа сложности его реализации,Цель изобретения - повышениеточности и надежности измерительного преобразователя,Поставленная цель достигаетсятем, что в измерительный преобразователь переменного напряжения впостоянное, по уровню эффективногозначения, содержащий пиковый детектор, вход котрого соединен с первымвходом первого порогового блока ивходной шиной преобразователя, авыход - с входом генератора треуголь -ного напряжения, первый выход которо -го соединен с первым входом модуля -тора, выход которого соединен с первым входом второго порогового блока,второй вход которого соединен свторым ныходом генератора треугольного напряжения, вторым входом первого порогового блока и входом ключа, выход которого соединен черезинтегрирующий усилитель с выходнойшиной преобразователя и вторым входом модулятора, дополнительно введены формирователь и переключатель,причем третий выход генератора треугольного напряжения через формирователь подключен к управляющему входу переключателя, входы которогосоединены с выходами пороговых блоков, а выход - с управляющим входомключа.На чертеже представлена блоксхема измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное по уронню эффективного значения,Преобразователь содержит генератор 1 треугольного напряжения, первый выход которого соединен с первыми входами пороговых блоков 2 и 3и ключа 4. Выход ключа 4 через интегрирующий усилитель 5 подключенк выходной шине и первому входумодулятора б, выход которого соединен с вторым входом второго порогового блока 2. Второй вход модулятора б подключен к второму выходу ге -ключом 4 от порогового блока 3,положительной полуволной треугольного напряжения, поступающе вусилитель 5 при управлении клгчом 4от порогового блока 2. В установившемся режиме следящая обратнаясвязь, осуществляемая посредствоминтегрирующего усилителя 5 и модулятора 6, обеспечивает равенствоквадратов переменного входного ипеременного выходного сигналов модулятора. Таким образом, постоянное напряжение с выхода интегрирующего усилителя 5 равно эффективномузначению входного переменного сигнала. 15 Поскольку в измерительном преобразователе переменного напряжения в постоянное выполняется равенство Тмф(цц.оа=,"ф (омаю,о о где 06 иТ К 4 То после Тм (фу )Я 1м, " учитывая, что эффективное значение на выходе модулятора равно выходному напряжению преобразователя , ОВц, а напряжения П и П,( ) переменные, т,е, среднее значение их равно нулю, можно получить т где 0-(эффективное значение входного напряжения 0 (1)При . цф вых гОг нератора 1 треугольного напряжения, вход, которого соединен с выходом пикового детектора 7, вход которого подключен к второму входу первого порогового блока 3 и входной шине преобразователя, Третий выход гене ратора 1 треугольного напряжения соединен через формирователь 8 с управляющим входом переключателя 9, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 2 и 3, а выход - О с управляющим входом ключа 4.Преобразователь переменного напряжения.в постоянное по уровню эффективного значения работает следующим образом.На первом выходе генератора треугольного напряжения формируется двухполярное напряжение треугольной формы с амплитудой, равной илинесколько большей напряжения на вы- ;ф ходе пикового детектора 7, который определяет максимальное эйачение входного переменного сигнала вне зависимости от знака последнего.Модулятор 6 формирует двухполярный р 5 сигнал типа фмеандр с амплитудой, равной напряжению на выходе преобразователя, и частотой, кратной частоте треугольного напряжения на первом выходе генератора 1, но в 20-40 ЗО раз меньшей. Входной и выходнойпеременные сигналы модулятора поступают на первые входы пороговых блоков 2 и 3, в которых происходит их сравнение с треугольным сигналом с выхода генератора 1, поступающим на вторые входы пороговых блоков. Формирователь 8 формирует управляющее напряжение прямоугольной формы с частотой, равной частоте генерато О ра 1 треугольного напряжения, иэтим обеспечивает подключение к управляющему входу ключа 4 выходов порговых блоков 2 и З.через переключатель 9 на одинаковое время . Двух- полярное треугольное напряжение П с выхода генератора 1 через ключ 4 поступает на интегрирующий усилитель 5, причем пороговый блок 3через переключатель 9 управляетключем 4, обеспечивая поступление напряжения П на усилитель 5 приусловии, что входной сигнал преобразователя больше О ,а пороговыйблок 2 через переключатель 9 управляет ключем 4, обеспечивая поступление напряжения 11 на вход усилителя 5 при условии, что выходной сиги. нал устройства меньше О. Поскольку время подключения выходов пороговых блоков 2 и 3 к управляющему входу 60 ключа 4 одинаково, то в интегрирующем усилителе 5 происходит полная компенсация отрицательной полуволны треугольного напряжения, поступающей в усилитель 5 при управлении 651064216 Относительная погрешность преобСоставитель К.Борзов Редактор А,Лежнина Техтад А,Бабинец Корректор Г .Решетника ж ЮЭЗаказ 10516/46 Тираж 710 ПодписноеННИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква Е, Раушская наб, д,4/5 Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4 Таким образом, введение Формирователя и переключателя позволяет исключить воэможность появления низкочастотных биений и снизить погрешность от дрейв нуля пороговых блоков за счет их взаимной компенсации,Построение преобразователя попредлагаемой структурной схеме позволяет уменьшить количество блоков,что увеличивает надежность его работъ.Пимуществами являются уменьшение влияния дрейФа нуля генераторатреугольного напряжения на точностьпреобразователя и независИМОСть точности преобразования от формИ вход нгоро сигнала.