Преобразователь среднеквадратического значения напряжения

(21 ) 409839 (22) 29,07 (46) 07.07 71 Киев с хническии инстиикой Октябрьскоолюции,Терех, В.И.Гу.А.Назарчук 8)тельство19/02, Н,М Во ровые из переменно 9, с. 69 5.06.73.лодарс- мерительго тока. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРЧЕСКОГО ЗНАЧЕНЯ НАПРЯИЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность преобразования, Преобразователь содержит усилители 1 и10, термопреобразователи 2, 4 и 11,вычитатели 3 и 8, источник 5 опорногонапряжения, усилитель 6 некомпенсации, регулятор 7, масштабный преобразователь 14, Введение регулятора 9,масштабного преобразователя 5, вычитателя 2 и термопреобразователя 13обеспечивает взаимную компенсацию погрешностей регуляторов 9 и 7 и термопреобразователей 2, 4, 11 и 13, 1 ил.Изобретение относится к электроизМерительной технике и может быть использовано для измерения средцекнад-атического значения напряжения.Цель изобретения - повышение точости преобразования за счет взаимнойкомпенсации погрешностей регуляторовй термопреобразонателей.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит соединен(е последовательно усилитель 1 иермопреобразонатель 2, вычитатель 3,нходам которого подключены выходермопреобразователя 2 и выход термореобразователя 4, источник 5 опорноо напряжения, подключенный к выходуермопреобразователя 4,.усилитель 6екомпенсации, к выходу которого упавляющим входом подключен регулятор7, вход которого соединен с входомпреобразователя, а выход подключен кходу усилителя 1.Преобразователь содержит также вы,итатель 8, к выходу которого подключен вход усилителя 6 некомпенсации,регулятор 9, вход которого .подключенвыходу усилителя 1, усилитель О,вход которого соединен с выходом регулятора 9, и термопреобразователь11, соединенные последовательно нычитатель 12 термопреобразонатель 13,Масштабный преобразователь 14, к вы,ходу которого подключен вход термо,преобразователя 13, и масштабный пре,образонатель 15, выход которого сое-динен с управляющим входом регулятора 9. Тестовый выход регулятора 7 подключен к выходу преобразователя, аего тестовый вход и входы масштабныхпреобразователей 14 и 15 присоединены к источнику 5 опорного напряжения,выход вычитателя 3 подключен к первому входу нычитателя 8, а второй входнычитателя 8 присоединен к выходу нычитателя 12, к входам которого под. - ,ключены выходы термопреобразователей11 и 13, В качестве масштабных преобразователей 14 и 5 целесообразно использовать пассивные делители напряжения ца прецизионных резисторах,Преобразователь работает следующимобразом,Входное переменное напряжение Бпоступает ца нход регулятора 7, затемусиливается по мощности усилителем 1,и преобразуется в постоянное напряжение термопреобразователем 2, которое поступает на один из входов нычитателя 3, ца другой вход которогопоступает преобразованное термопреобразователем 4 постоянное напряжениеисточника 5 опорного напряжения. Од -новременно напряжение с ныхода усилителя 1 поступает на вход регулятора9, коэффициент передачи которого задается масштабным преобразователем15. Далее выходное напряжение регулятора 9 усиливается по мощности уси -лителем 10 и преобразуется в постоянное напряжение термопреобразователем11, которое поступает на один из входон нычитателя 12. Одновременно надругой вход вычитателя 2 поступаетпреобразованное термопреобразователем13 постоянное напряжение, которое по дается на вход последнего через масштабный преобразователь 14 от источника 5 опорного напряжения, Далее разность выходных напряжений термопреобразователей 2 и 4 и 11 и 13 с выходов вычитателей 3 и 12 поступает навходы вычитателя 8, с выхода которого разность выходных напряжений вычитателей 3 и 12 поступает ца вход усилителя 6 некомпенсации, усиливаетсяим и с его выхода подается на управляющий вход регулятора 7. При этомкоэффициент передачи регулятора 7 изменяется до достижения равенства выходных напряжений термопреобразователей 2 и 4 и 11 и 13. Одновременно на 35тестовый вход регулятора 7 подаетсяпостоянное напряжение источника 5опорного напряжения, а с его тестового выхода выходное напряжение регулятора 7 поступает на выход преобразователя.1Аналитическое выражение, описывающее работу преобразователя, при коэф -Фициенте передачи усилителя 6 неком пенсации К 6 - ж можно представить ввиде- г11 ь 0 г Р 7где К 7, К, - коэффициенты передачирегуляторов 7 и 9 соответственно;К 1, .Кдо - коэффициенты передачиусилителейи 10 соответственно;5 5 коэффициенты передачи термопреобразанателей 2, 11, 4 и 13 соответственно;коэффициент передачи масштабного преобразователя 14;напряжение источника 5 опорного напряжения; погрешности коэффициентов передачи регуляторов 7 и 9 соответственно;погрешности коэффициентон передачи усилителей 1 и 10 соответЫ 7 2 О я ф О 4О 1 Э 1- 14 73 о. С учетом (3) и (4) выражение (2)имеет нид0 К К,(1+2,+2 У,+2 -- п - 2 1 р, - 2) = цО( + 2421 ) (5)Обозначив2(т - к 1) = Ь 1 Р(6)2( , - ур) Ь, (7)2( -) = ЬО(8)б О м Ь 11 тг (9) ственно;1,,- погрешности коэффициентов передачи термопреабразователей 2, 11,4 и 13 соответственно.Принимая коэффициенты передачи термапреабразователей 2, 4, 11 и 13 равными, т.е. Ог = 0(4 = О = О, = Об, из (1) получимБК К 1+ 2, +21,К21,1 = Ю+ 1 -12, 13 + 1, 1,121При настройке преобразователя изменяют коэффициент передачи масштабного преобразователя 15, что приводит к изменению напряжения на управляющем входе регулятора 9, а следовательно, и его коэффициента К р передачи, и добиваются выполнения условияК К121 О 2(4) 76865 6где 1 - разностная погрешностьвторого порядка малости,обусловленная неидентичнастью коэффициентов пере 1дачи регуляторов 7 и 9 инеидентичнастью влияниячастоты входного сигнала итемпературь 1 на их номиналь ное значение;Ь - разиостная погрешностьвторого порядка малости,обусловленная неидентичностью коэФфициентов переда чи усилителей 1 и 10 и неидентичностью влияния частоты входного сигнала итемпературы на их номинальное значение;20 Ь 1., Ь 17 - разностные погрешности вто 12 Т 2рого порядка малости, обуслонленные неидентичностью коэффициентов передачитермапреобразанателей 2 и25 4 и термопреобразователей1 и 13 соответственно,после преобразованиИ (5) с учетом(10)Анализ последнего выражения показывает, что результирующая погрешность преобразования представляет со бай сумму погрешностей второго порядка малости, которая при полной идентичности выполнения регуляторов 7 и9, усилителей 1 и 10, а также термопреобразователей 2, 4 и 11 и 13 соот 4 ц ветственно может быть исключена.Учитывая, что выходное напряжениепреобразователя определяется какПБо8121 1(11)р 745 из (10) и (11) получим, чтаГ-гВы "ох кфт.е. выходное напряжение предлагаемого преобразователя, как и известнбга, 5 О прямо пропорционально среднеквадратическаму значению входного переменного напряжения, При этом предлагаемый преобразователь за счет обеспечения возможности взаимной компенсации 55погрешностей регуляторов 7 и 9, термопреобразавателей 2, 4 и 11, 13 приидентичном их выполнении обладает, посравнению с известным, более высокойточностью преобразования.576865 Формула изобретения Составитель С.ВейскийРедактор И.Горная Техред М.Дидык Корректор Э.Пончакова Заказ 1845 Тираж 563 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Произволственноиздательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 11 реобразователь среднеквадратичес- кого значения напряжения, содержащийч5 пер 1 зыи регулятор, вход которого подключен к входу, а его тестовый выход - к входу преобразователя, усилитель некЬмпенсации и источник опорного напря)кения, выходы которых подключены соответственно к управляющему и тестов 1 зму входам первого регулятора, первый и второй усилители, к выходам которых подключены соответственно пер ый и второй термопреобразователи, 3а в од первого усилителя соединен с выходом первого регулятора, третий терюпреобразователь, вход которого. подключен к выходу источника опорного напряжения, первый вычитатель первый вход которого подключен к выхо у первого термопреобразователя, а вь од подсоединен к первому входу второго вычитателя, выход которого соединен с входом усилителя некомпенсации, и первый масштабный преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностипреобразования, в него дополнительновведены второй регулятор, второймасштабный преобразователь, третийвычитатель и четвертый термопреобразователь, причем вход .второго регулятора подключен к выходу первого усилителя, его выход соединен с входомвторого усилителя, выходы второго ичетвертого термопреобразователей подключены к входам третьего вычитателя,выход которого соединен с вторым входом второго вычитателя, вход первогои вход второго масштабных преобразователей подключены к источнику опорного напряжения, а их выходы соответственно подключены к входу четвертого термопреобразователя и управляющему входу второго регулятора.