Измеритель напряжения переменного тока

8012608 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В. 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п тричес роточп .Шевче 89 тельств 1 К 19/ РЯЖЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Омский завод элекких точных приборов "Элект рибор" (72) Ю.С .Мальцев и В.Д нко (53) 621,317,7(088.8)(56) Патент США У 32816кл. 324-132, 1966.Авторское свиде о СССР У 1196775, кл. С 0 00, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения средне- выпрямленного значения напряжения переменного тока. Цель изобретения повышение точности измерения в широком диапазоне температур окружающей среды. В устройство, содержащее вырямитель, выполненныи в виде у ителя 1, диодно-резисторный мост 2, масштабирующий резистор 9, измеритель 16 среднего значения напряжения (тока), зажимы 17 и 18, связанные с выходами выпрямителя, входной зажим 14, общую шину 15 устройства, для достижения цели в каждое плечо диодно-резисторного (ДР) моста 2 введен дополнительный диод 5, а также резисторы 12, 13 и цепочка из диода 10 и резистора 11. Разность потенциалов на диоде Д-Р-моста, который для данной полуволны входного сигнала оказывается включен в обратном направлении, поддерживается равной нулю. Поэтому паразитный ток через этот диод не протекает независи-,О мо от величины обратного сопротивления диода и его изменения при изменении температуры окружающей среды.1 ил.1260863 диодов 4 ц б, прцчсм диод 10 включен Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения средцевыпрямленного значения напряжениявпеременного тока,- 5Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазонетемператур окружающей среды эа счетисключения влияния обратных сопротивлений диодов диодно-реэисторцогомоста на результат измерения.На чертеже изображена блок-схемаизмерителя напряжения переменноготока,Измеритель напряжения переменного тока содержит выпрямитель, выполненный в виде усилителя 1, с диоднорезисторным мостом 2, включающем всебя основные 3 и 4, и дополнительные 5 и 6 диоды, резисторы 7 и 8, атакже масштабный резистор 9, диод 10,резисторы 11-13, входной зажим 14,зажим 15 (общая шина устройства),измеритель 16 среднего значения напряжения (тока), зажимы 17 и 18 связанные с выходами выпрямителя.Входной зажим 14 подключен к неинвертирующему входу усилителя 1 иявляется входом измерителя. Диоднорезисторный мост 2 включен в цепьотрицательной обработной связи усилителя 1, причем катод диода 3 и аноддиода 4 объединены и подключены к выходу усилителя 1, одни выводы резисторов 7 и 8 также объединены и подключены к инвертирующему входу усилителя 1. согласно по отношению к диодам 3 и 4. При использовании измерителя 16 с несимметричным входом его включают между одним из выходов выпрямителя(зажим 15) . В этом случае между вторым выходом выпрямителя и общей шиной может быть включен эквивалентнагрузки, полное сопротивление которого (импеданс) равно полному сопротивлению измерителя 16, При использовании измерителя 16 с симметричным входом его включают между выходами выпрямителя (зажимы 17 и 18),В качестве усилителя 1 может бытьиспользован стандартный микроэлектронный операционный усилитель, а вкачестве диодов 3-6 и 1 О - полупроводниковые диоды,В качестве измерителя 16 среднегозначения напряжения (тока) можетбыть использован стандартный вольтметр или миллиамперметр постоянноготока магнитоэлектрической системы,реагирующей на среднее значение сигнала, а также цифровой вольтметр,.постоянного тока со сглаживающим 20 фильтром на входе. 30 Измеритель напряжения переменного тока работает спедующим образом, Анод диода 3 и катод диода 4 объединены и через резистор 12 подключены к общей шине устройства, 1(атод диода 4 и анод диода б также объединены и через резистор 13 под" ключены к той же общей шине устройства. Анод диода 6 соединен с резистором 8 и служит первым выходом выпрямителя (зажим 17),а анод диода 5 соединен с резистором 7 и служит вторым выходом выпрямителя (зажим 18) Масштабный резистор 9 включен между инвертирующим входом усилителя 1 и общей шиной устройства, Диод 10 и резистор 11 соединены последовательно, образуя цепочку, опиц вывод которой соединен с объедиценцымц электродами диодов 3 и 5 диодцо-резисторного моста 2, а другой подключен к объединенным электродам его 35 40 45 с 0 55 Входной электрический сигнал в виде напряжения переменного тока при - кладывают к входным зажимам 14 и 15 устройства. Выходной сигнал усилителя 1 в течение одной полуволны входного сигнала (положительной) проходит через диоды 4 и 6 и резисторы 8 и 9 на общую шину устройства. При этом с выхода выпрямителя (зажим 17) снимается полезный сигнал, поступающий на измеритель 16 среднего значения, С объединенных выводов резисторов 8 и 9 снимается часть сигнала которая в виде напряжения отрицательной обратной связи поступает ца инвертирующий вход усилителя 1. При этом коэффициент передачи устройства определяется соотношением сопротивлений резисторов 8 и 9. В течение второй полуволны входного сигнала отрицательной) выходной сигнал усилителя 1 проходит через диоды 3 и 5, резисторы 7 и 9 на общую шину устройства. При этом на выходе выпрямителя (зажим 18) также формируется полезный сигнал, поступающий либо ца измеритель среднего значения, либо60863 40 45 50 55 12на эквивалент нагрузки (не показан),а с объединенных выводов резисторов7 и 9 снимается часть сигнала, которая в виде напряжения той же отрицательной обратной связи поступаетна инвертирующий вход усилителя 1.При этом коэффициент передачи устройства определяется соотношением соп -ротивлений резисторов 7 и 9. Есливыбрать сопротивление резистораравным сопротивлению резистора 8,то коэффициенты передачи устройствав течение обоих полупериодов будутравны друг другу и будут определяться сопротивлением резистора 9,Одновременно с рассмотреннымипроцессами при положительной полуволне входного сигнала выходной сигнал усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 4, через резистор 11, прямое сопротивление диода 10 и резистор 12 на общую шину.При этом падение напряжения на резисторе 12 приложено к катоду диода 5 в положительной полярности, аположительное выходное напряжениевыпрямителя с зажима 17, уменьшенноеделителем, образованным резисторами 8 и 9, приложено через резистор 7к аноду диода 5. Выбрав сопротивление резистора 11 равным сопротивлению резистора 8, а сопротивлениерезистора 12 равным сопротивлениюрезистора 9 и учитывая, что падениенапряжения на диоде 6 практическиравно падению напряжения на диоде10, можно утверждать, что разностьпотенциалов на электродах диода 5практически равна нулю, поэтому втечениеоположительной полуволны напряжения на выходе усилителя 1 обратный ток через диод 5 не протекаети не попадает в цепь отрицательнойобратной связи усилителя 1. Аналогичным образом при отрицательной полуволне входного сигнала выходной сигнал усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 3, прямое сопротивление диода 10 и резисторы 11 и 13 на общуюшину. Падение напряжения отрицательной полярности, снимаемое с резистора 13, приложено к аноду диода 6. При этом выходное напряжение с выхода выпрямителя (зажим 18) отрицательной полярности, уменьшено делителем, образованным резисторами 7 и 9, через резистор 8 приложено к катоду дио 10 15 20 25 ЗО 35 да 6. Выбрав сопротивление резистора 13 равным сопротивлению резистора 9, а также учитывая, что сопротивления резисторов 7, 8 и 11 равныдруг другу, можно утверждать, чторазность потенциалов на электродахдиода 6 практически равна нулю, иобратный ток не протекает черездиод 6 и не попадает в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1Таким образом, в предлагаемомустройстве разность потенциалов надиоде диодно-резисторного моста,который для данной полуволны входного сигнала оказывается включен вобратном направлении, поддерживается равной нулю, причем независимоот уровня сигнала. Поэтому паразитный ток через этот диод практическине протекает независимо от величиныобратного сопротивления диода и егоизменения при изменении температурыокружающей среды. Это приводит куменьшению температурной погрешностипредложенного устройства и существенно повышает его точность измерения,При необходимости компенсациивлияния дрейфа нуля усилителя 1может быть использован один иэ известных технических приемов: исполь"зование в качестве усилителя 1 усилителя переменного тока, или использование ручной или автоматическойкомпенсации. формула изобретения Измеритель напряжения переменного. тока, содержащий выпрямитель, выполненный в виде усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с входом измерителя, и диодно-резисторного моста, один входной зажим которого подключен к инвертирующейу входу усилителя, а второй присоединен к его выходу, масштабирующий резистор, один выход которого соединен с общей шиной, а второй подключен к инвертирукицему входу усилителя, и измеритель среднего значения напряжения (тока), подключенный к выходу выпрямителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждое плечо диодно-резисторного моста включен дополнительный диод, соединенный последовательно-согласно с основнымСоставитель С,ВейскийТехред А.КравчукКорректор О.Луговая Редактор А.Ревин Заказ 5225/45 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 5 12 б 0863 бдиодом плеча, и дополнительно вве- последовательно, выводы цепочки раздены два резистора, одни выводы ко- дельно подключены к указанным объедиторых соединены с общей шиной, а вто- ненным выводам основного и дополнирые раздельно подключены к объединен- тельного диодов плеч диодно-резисторным электродам основного и дополни-ного моста, а диод цепочки включен тельного диодов плеч циодно-резистор- согласно по отношению к дополнитель- ного моста, и цепочка, выполненная ным диодам диодно- резисторного в виде диода и резистора, соединенных моста.