Устройство для преобразования эффективных значений напряжения

(7 1986 АНИЯ редст- значе вес помОщью изобреамичеспо вы зк ри перег отключаю енные элемент КЛЮ лителя од ве амым динамиче ивая те ежност адежность уствыход из строя2 ил. ышают н он, и п а, пред реоб раз иство 16,лементраща теля роист термо 5 1 ЯУДДР(ТНЕННЯЯ Н(:ИТЯО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЛЬРИ ПЩТ Сезар(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРИ% (57) Изобретение относится к вам преобразования зффективн ний напряженчя в постоянное термопреобразователей, Целью тения является расширение ди кого диапазона и повышение н устройства. Для зтого в устр введены два дифференциатора три компаратора 6, 15 и 17,1"Т 1 19 блок 18 индикации перегрузки,формирователь 20 временного интервала, управляющий ключом 1, три источника опорных напряжений (зажимы 21,22, 23), Входной сигнал на зажиме 24через резистор 2 нагревает поцогреватель термопреобразователя 3, выходнойсигнал которого через усилитель 5,сумматор 8, усилитель 9, резисторь, 1 Ои 11, термопреобразователь 4, включенный в пепь обратной связи, и звено из усилителя 14, резистора 12 иконденсатора 13, преобразуется в выходной сигнал .на зажиме 25 по методувзаимообратных преобразований. В1562861 50 Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано при высокоточном преобразовании эффективных значений напряже 5ния в эквивалентное ему постоянное спомощью термопреобразователей и,является усовершенствованием устройствапо авт, св, Ф 1379746,Белью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение надежности устройства,На фиг, 1 приведена структурнаясхема устройства: на фиг2 - временные диаграммы его работы. 15Устройство для преобразования эффективных значений напряжения содержит ключ 1, выход которого через резистор 2 цепи прямого преобразованиясигнала и цепь подогревателя термо - 20преобразователя 3 заземлен, положительный вывод выходной цепи термопреобразователя 3 соединен с аналогичным выводом термопреобразователя 4,отрицательный вывод выходной цели которого заземлен, отрицательный выводвыходной цепи термопреобразователя 3соединен с неинвертирующим входомусилителя 5, инвертирующий вход которого заземлен, а выход соединен спервым входам компаратора 6, входомдифференциатора 7 и первым входомсумматора 8 (резистивный сумматор),выход которого соединен с инвертирующим входом усилителя 9, неинвертирующий вход которого заземлен, а выходсоединен с вторым входом сумматора 8,а также через ограничительный резистор 10 и цепь подогревателя термопреобразователя 4 заземлен, выход усилителя 9 через резистор 11 соединен с первыми выводами резистора 12, конденсатора 13 и инвертирующим входом усилителя 14, неинвертирующий вход которого заземлен, а выхоц соединен с вторыми выводами резистора 12, конденсатора 1 и третьим входом сумматора 8,выход дифференциатора 7 соединен спервым входом компаратора 15 и черездифференциатор .16 с первым входомкомпаратора 17, выходы компараторов6, 15 и 17 соединены с соответствующюи входами блока 18 индикации перегрузки и элемента ИЛИ 1 9, выход которого через формирователь 20 временного интервала соединен с управляющимивходами блока 18 индикации перегрузкии ключа 1, Вторые входы компараторов6 15 и 17 соединены через зажимы 21 -23 с соответствующими выхопами источников опорного напряжения (не показаны) . Вход ключа 1 соединен с входным зажимом 24, выход усилителя 9 соединен с выходным зажимом 25,Устройство работает следующим образом,При отсутствии перегрузки по входунапряжение на выходе усилителя 5 отсутствует, оно появляется только вовремя переходного процесса при ловступлении или любом изменении входного напряжения. На фиг. 2 а показанпроцесс установления выходного напряжения устройства и сигнала на выходеусилителя 5 при подаче на вход еди -ничного скачка напряжения. Амплитудаи скорость нарастания отклика на выходе усилителя 5 возрастают с увеличением напряжения единичного скачка,При напряжении единичного скачка,близком к предельному измеряемомузначению, напряжение на зажиме 25 вовремя переходного процесса достигает напряжения насьпцения усилителя 9,что обусловлено колебательным характером процесса установления, при этомсигнал усилителя 5 не достигает уоов -ня опорного напряжения 1;(зажим 21)(фиг. 28), При напряжении единичногоскачка чемного большем предельногоизмеряемого значения, усилитель 5 насыщается со значительной задержкойво времени относительно момента насыщения усилителя 9 фиг, 2 в, г), Припересечении изменяющимся выходным напряжением усилителя 5 уровня опорногонапряжения Бцпа выходе компаратора6 возникает перепад напряжения, который поступает на соответствующий входблока 18 индикации перегрузки и черезэлемент ИЛИ 1 9 на запуск формирователя 20 временного интервала, которыйвырабатывает сигнал значительной длительности (несколько секунд), поступающий на управляющие входы ключа 1и блок 18 индикации перегрузки, Этоприводит к размыканию цепи подогревателя термопреобразователя 3 на времядействия этого сигнала, при этом блок18 индикации перегрузки отражает наличие на входном зажиме 24 устройстванапряжения, превышающего предельноеизмеряемое напряжение, По окончаниисигнала формирователя 20 временногоинтервала цепь подогревателя термопреобразователя 3 вновь замыкаетсяа блок 18 индикации перегрузки привоУстройство для преобразования эффективных значений нагряжения по авт. св, й. 1379746, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения надежности устройства, в него введены три источника опорных напряжений, два дифференциатора, три компаратора, элемент ИЛИ, формирователь временного интервала, ключ и блок индикации перегрузки, при этом выход усилителя соединен с первым входом первого компаратора и входом первого дифференциатора, выход которого соединен с первым входом второго компаратора и входом второго дифференциатора, выход которого соединен с первым входом третьего компаратора, вторые входы всех компараторов соединены с выходами трех источников опорного напряжения соответственно, выходы 5 15628дится в исхонное состояние. Есливходное напряжение превышает допустимое, процесс повторяется, С ростомвходного напряжения скорость нараста 5ния напряжения на выходе усилителя 5при замыкании ключа 1 (или при увеличении напряжения единичного скачка изамкнутом ключе 1) увеличивается,приэтом уменьшается задержка размыканияцепи подогревателя в .ермопреобразоватепя 3, а энергия одиночного импульса напряжения, попадающая на подогреватель термопреобразователя 3, сначала уменьшается, затем, достигнув минимума, возрастает, При некоторомзначении входного напряжения Б энергия одиночного импульса достигаетвыбранного предельного значения. Помере увеличения входного напряжения 20возрастает и змплитуда импульса навыходе цифференциатора 7, которая припредельном входном напряжении достигает уровня опорного напряжения о(зажим 22), Нормализованные по уровням опорных напряжений выходные сигналы усилителя 5 и дифференциатора 7для достиг утого входного напряженияпоказаны на фиг, 2 д, Нри дальнейшем росте входного напряжения или 30напряжения единичного скачка) задержка размыкания цепи подогревателя тер-.мопреобразователя 3 определяется моментом пересечения выходным сигналомдифференциатора 7 уровня опорного напряжения 0 , при этом Формирователь20 .временного интервала запускаетсячерез элемент ИЛИ 19 перепадом напряжения возникающим на выходе компаратора .15, Нормализованные по уровням 40опорных напряжений выходные сигналыдифференциаторов 7 и 16 для достигнутого входного напряжения Б показаны .на Фиг, 2 е,Работа устройства при достижениивходным напряжением максимальной величины Б происходит аналогично, приэтом запуск Формирователя 20 временного интервала происходит от компаратора 17 через элемент ИЛИ 1 9 припересечении выходным сигналом дифференциатора 1 6 уровня опорного напряже -ния Ьрп (зажим 23). Вид характеристики зависимости энергии одиночногоимпульса на подогреватель термопреобразователя 3 от напряжения единичногоскачка на входе устройства определяется выбором опорных напряжений Урп ,Нрд и Бр , значением задержки вклю 61 6чения ключа 1, значением коэффициента усиления усилителя 5 и распределением усиления между усилителями 5 и 9 (без учета положительной обратной связи),Формирователь 20 временного интервала до пжен обладать малым временем восстановления, поэтому его следует выполнить с использованием электронного счетчика или двух заторможенных мультивибраторов, работающих поочередно,Работа остальной части устройства производится в точном соответствии с основным устройством по принципу взаимообратных преобразований, В соответствии с этим на входе усилителя 9 Формируются сумматором 8 на основании сигналов с выхода усилителя 9 сигнал с выхода инерционного звена на усилителе 14, резисторах 11 и 12 и конденсаторе 13 и сигнал с выхода усилителя 5, Пепь резистора 1 О и термопреобразователя 4 компенсирует сигнал в выходной цепи термопрео разователя 3,11 а фиг. 2 обозначены сигнал 26 на выходе усилителя 9, сигнал 27 на выходе усилителя 5, сигнал 28 на выходе дифференциатора 7 при напряжении входного единичного импульса Г и сигнал 29 дифференниатора 1 6 при входном единичном импульсе амплитудой . С - задержка отклонения пепи подогре- Ъвателя термопреобразователя 3. Формула изобретения1 562861 Гд Ю Составитель В,СмирновТехред М.оданич Корректор М,Самборская ратилл Заказ 1063 ИНИИПИ Гос ное Э.р изобретениям Раушская ноткрытиям при д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго гарина всех компараторов соединены с соответствующими входами блока индикацииперегрузки и входами элемента ИЛИ,выход которого соединен с входом формирователя временного интервала, выТираж 552 енного комитета и 13035, Москва, Жход которого соединен с управляющими входами ключа и блока индикации перегрузки, первый входной зажим соединен 5с первым входным выводом первого термопреобразователя через ключ,