Устройство для градуировки вольтметров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 524294 С 01 К 35/00, 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Томский институт автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИВОЛЬТМЕТРОВ(57) Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может бытьиспользовано для градуировки и проверкиширокополосных высокочастотных вольтметров. Целью изобретения является повышение точности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее эталонный генератор 1, опорный генератор 2, фазоврагцатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот, перестраиваемые генераторы 9 и 10, смесители 1, 12 и 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор 16 минимума и образцовый вольтметр 17, дополнительно введен интегратор-вычитатель 18. Введение пнтегратора-вычитателя устраняет погрешность, обусловленную влиянием температуры старения на параметры устройства, повышает разрешающую способность, ограниченную в прототипе величиной дрейфа нуля, исключает необходимость подогрева прибора и его,периодической калибровки, что повышает производительность устройства и качество градуировки вольтметров. 4 ил.Изобретение относится к технике измерения переменных напряжений и может быть использовано для градуировки и поверки широкополосных высокочастотных вольтметров.Цель изобретения - повышение точности устройства.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 схема интегратора-вычитателя и цепи управления перестраиваемого генератора с дополнительным входом управления; на фиг. 3 и 4 - диаграммы взаимного дрейфа стационарных фаз входных сигналов и управляющих напряжений выходных сигналов фазовых детекторов в прототипе и в предлагаемом устройстве соответственно,Устройство для градуировки вольтметров содержит эталонный генератор 1, опорный генератор 2, фазовращатели 3 и 4, фазовые детекторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот, перестраиваемые генераторы 9 и 10, смесптели 11 - 13, сумматор 14, усилитель 15 переменного тока, индикатор 16 минимума, образцовый вольтметр 17 и интегратор-вычитатель 18.Выход эталонного генератора 1 подключен к входам смесителей 11 - 3. Выход опорного генератора 2 подсоединен к входам фазовращателей 3 и 4. Выход фазовращателя 3 через фазовый детектор 5 соединен с фильтром 7 нижних частот и первым входом ицтегратора-вычитателя 8, второй вход которого подключен к входу фильтра 8 нижних частот и через фазовый детектор 6 к выходу фазоврагцателя 4. Выход фильтра 7 нижних часчот через перестраиваем ый генератор 9 и смеситель 11 связан с вторым входом фазового детектора 5, выход фильтра 8 нижних частот через перестраиваемый генератор 10 и смеситель 12 - с вторым входом фазового детектора 6. Выход интегратора-вычитателя подключен к второму входу перестряиваемого генератора 10. Входы сумматора 14 подсоединены к выходам перестраиваемых генераторов 9 и 10, а его выход к входу образцового вольтметра 17, второму входу смесителя 13, а также к градуируемому вольтметру, выход смесителя 13 через усилитель 15 соединен с индикатором 16 минимума.Устройство работает следующим обра. зом.Выходные сигналы эталонного генератора 1 и перестряцваемого генератора 9 подаются на входы смесителя 11, ца выходе которого образуется промежуточная частота, близкая частоте опорного генератора 2. Обе частоты поступают ца входы фазового детектора 5, при этом выход опорного генератор 2 подключен к входу фазового детектор 5 через фазовращатель 3. Выходной сигнал фазового детектора 5 через фильтр 7 нижних частот воздействует на цепь управления перестраиваемого генератора 9.В режиме синхронизма промежуточная частота смесителя 11 равна частоте опорного 5 генератора 2, и фазовый сдвиг, задаваемыйс помощью фазоврашателя 3 на опорной частоте, переносится на частоту перестраиваемого генератора 9.Аналогичные процессы происходят во 1 О второй цепи, состоягцей из фазовращателя 4,фазового детектора 6, фильтра 8 нижних частот, перестраиваемого генератора 10 и смесителя 12. В режиме синхронизма частота перестраиваемого генератора 10 устанавливается равной частоте перестраивае мого генератора 9. Поступая далее на сумматор 14, обе частоты образуют суммарный сигнал этой же частоты с напряжениемс = Ц + Я + 2 ЦЦсозУ20где 11 -- амплитуда выходного сигнала перестраиваемого генератора 9;Г,амплитуда выходного сигнала перестраиваемого генератора 10;- фазовый сдвиг между сигналамиперестраиваемых генераторов 9 и 1 О.Если, =1 =1, то1 = 21 сов,/2,т. е. при изменении фазового сдвига между напряжениями перестраиваемых генераторов от 0 до 180 напряжение суммарного сигнала изменяется от 2до О.Для начальной калибровки устройствасуммарный сигнал подается на смеситель 13 вместе с сигналом эталонного генератора 1, а выходной сигнал смесителя 13, частота З 5 которого равна частоте опорного генератора 2, усиливается затем с помощью усилителя 15 и поступает на индикатор 16 минимума. Установив фазоврашатель 3 на нулевую риску, вращением второго фазоврашателя 4 по индикатору 16 минимума устанавливают минимальный уровень выходного сигнала смесителя 13, что соответствует нулевому уровню суммарного сигнала на выходе сумматора 14. Для обеспечения условия равсцства амплитуд составляющих сум марного вектора один из перестраиваемыхгенераторов должен иметь регулировку выходного напряжения в небольших пределах,Таким образом, в результате начальнойкалибровки устройства выполняется условие . =1 =и между сигналами пере страиваемых генераторов 9 и 10 с большойточностью устанавливается фазовый сдвиг равныи 180. Затем с,помощью фазоврашателя 4 этот сдвиг компенсируется и по образцовому вольтметру измеряется максимальное значение суммарного сигнала при нулевом сдви ге.Задавая фазовращателем 3 калиброванные фазовые сдвиги, можно получить навыходе сумматора калиброванные значения выходного напряжения, Эти фазовые сдвиги постоянно изменяются так как из-за температурного и временного дрейфа параметров элементов схемы изменяются стационарные фазы перестраиваемых и опорного генераторов по случайному закону. Пропорционально фазовым сдвигам изменяются и значения выходного управляющего напряжения фазовых детекторов 5 и 6, при этом взаимная разность этих значений выделяется интегратором-вычитателем 18 и вводится в цепь управления перестраиваемого генератора 1 О через дополнительный резистор Кдоп, который несложно ввести в схему прототипа без нарушения его функций, как показано на фиг. 2 для практической схемы перестраиваемого генератора. Диаграммы дрейфа разности фаз на входах фазовых детекторови Ло и их выходных напряжений в прототипе 13 и Бс приведены на фиг. 3, где АА и ь, - накапливающиеся с течением времени погрешности фазового сдвига, которые возникают из-за неодинакового изменения параметров одной цепи относительно другой под действием температуры, старения и т. д. Этот относительный дрейф устраняется интегратором-вычитателем 18, Схема интегратора-вычитателя с входными КС-фильтрами приведена на фиг. 2. Постоянная времени фильтров = КС должна быть много большей времени переходных процессов в одинаковых цепях, чтобы корректирующее устройство не влияло на их работу. При введении коррекции дрейф фазы сигналов перестраиваемых генераторов продолжается уже не по случайному закону: уход стационарной фазы фазового детектора 6 автоматически корректируется стационарной фазой детектора 5 - при этом взаимный дрейф исключен.10При использовании интегратора-вычитателя для коррекции дрейфа выгодно исключена составляюгцая погрешности, обусловленная влиянием температуры н старе.ния на параметры элементов устройства, а 15 также повышается разрешающая способность, ограниченная в прототипе величиной дрейфа нуля. При этом исклк)чается необ.ходимость прогрева прибора и периодической калибровки, что сугцсст вен но повышает и роизводительность устройства и качество градуировки вольтметров с его помощью.Формула пзооретсппяУстройство для градупровкп вольтмет ров по авт. св. М 529423, отличающееся тем,что, с целью повышения точности, в него введен интегратор-вычптатель, входы которого подключены к выходам фазовых детекторов, а выход - к второму входу одного из перестраиваем ых генераторов.Составитель А. ЗаборняРедактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И ЗрдейиЗаказ 5272/46 Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4