Цифровой вольтметр для измерения

ОПИСАНИЕИ 306 РЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспуОлик,71.1968 ( 1248704/18-10) Заявл МП 1 г 19 04 Приоритет Опубликов Комитет ло деламобретений н открытийри Совете МинистровСССР ДК 621.317,328. М. Тищенк мко аявит ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГОАПРЯЖ с присоединением заявкиата опубликования описан Известные цифровые вольтметры для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащие нуль-орган, сравнивающий измеряемое и компенсирующее напряжения, блок формирования ступенчатого компенсирующего напряжения, блок измерения периода измеряемого напряжения, генератор счетных импульсов, блок управления и два моста, плечи которых образованы управляемыми проводимостями, имеют сложную конструкцию.В предлагаемом вольтметре нуль-орган соединен через счетчик с одним из плеч первого моста, со ьторым плечом которого соединен блок измерения периода, к третьему плечу того же моста посредством счетчика и ключа, управляемого нуль-органом, подключен генератор счетных импульсов, соединенный также с четвертым плечом упомянутого моста и первым,плечом второго моста через два счетчика и,ключ, сзязанный с блоком управления и нуль-органом, включенным в измерительную диагональ первого моста, генератор счетных импульсов также подключен ко второму и четвертому плечам второго моста с помощью счетчика и ключа, связанного с блоком управления и нуль-органом, включенным в измерительную диагональ второго моста,На фиг. 1 дана схема устройства предлагаемого вольтметра; на фиг. 2 - график его работы. Вольтметр содержит блок 1 формирования ступенчатого компенсирующего напряжения с 1; нуль-орган 2, сравнивающий измеряемое напряжение Ус С; счетчик 3 числа импульсов, образемых на выходе нуль-органа 2 прц= У,.; блок измерения 4 периода напряжения С, ключ 5, управляемый импульсами нуль-органа 2; счетчик б; мост 7, плечи которого образованы управляемыми проводимостями; нуль-орган 8, включенный в измерительную дцагональ моста 7; генератор 9 счетных импульсов стабильной частоты; ключ 10; счетчик 11, управляющий проводимостью четвертого плеча моста 7; олок управления 12, согласующий работу всех узлов прибора; сч.тчик 13; мост 14; нуль-орган 15, включенный в измерительную диагональ моста 14, на выходе которого образуется импульс в момент равновесия моста; ключ 1 б, управляемый блоком 12; счетчик 17, управляющий проводимостью второго и четвертого плеч моста 14,Принцип работы прибора заключается в следующем,Кривая ( (фиг. 2), характеризующая изменение изм ряемого напряжения с 1 за полу- период (180), заменяется ступенчатой кривой П. Усравнивается с Ь, - ,выходным компенсирующим напряжением блока 1 с помощью нуль-органа 2, который выдает кратковременные импульсы в моменты равенства С и У, Блок 1 содержит счетчик числа пе 263737риодов измеряемого напряжения,и преобразователь показания счетчика в постоянное напряжение. С каждым периодом измеряемого напряжения У, увеличивается на одну ступень, При этом для уменьшения погрешности от замены У ступенчатой кривой в напряжение У, вводится постоянное смещение, уменьшающее паровую ступень Уна величину, равную половине значения одной ступени.Так как Увозрастает равными ступенями, площадь кривой 1 пропорциональна сумме временных интервалов ть т ограниченных моментами,равенства напряжения У и У, На фиг. 2 последовательные значения Уизображены пунктирными линиями, где горизонтальные отрезки соответствуют интервалам ть ти,Далее находится действующее значение ступенчатой кривой П.По определению, действующее значение А периодической функции а (1) равно:т Ц 1 (ЦзР)1 Т,о где д (1) - мгновенное значение функции; Т - период изменения функции; 1 - время, Следовательно, для нахождения действующего значения ступенчатой кривой П необходимо прежде всего найти площадь (интеграл) такой новой кривой, каждая ордината которой равна квадрату соответствующей ординаты исходной кривой П, На фиг. 2 показана эта новая ступенчатая кривая П 1. Для сравнения построена непрерывная кривая 17 У= (а.Площадь ступенчатой кривой П находят по сумме площадей прямоугольников, ее составляющих, основания которых равны соответ. ственно временным интервалам тот и т. д а высоты составляют нечетный ряд (1, 3, 5, ступеней ступенчатого напряжения). В итоге получают, что действующее значение У ступенчатой кривой П: где 5 - площадь кривой П 1;Т - период изменения кривой П,к - коэффициент пропорциональности.Нечетные импульсы нуль-органа 2 открывают ключ б, четные - его закрывают. Ключ б пропускает на счетчик б импульсы от генератора 9 счетных импульсов. Счетчик б управляет проводимостью третьего плеча моста 7. Блок управления 12 в конце каждого периода измеряемого напряжения У сбрасывает на нуль показание счетчика б. Таким образом, проводимость третьего плеча моста 7 в первом периоде измеряемого напряжения пропорциональна ть во втором ть в третьем т. и т, д.Проводимость,второго плеча моста 7 пропорциональна периоду измеряемого напряжения У, Счетчик 8 считает все импульсы нуль- органа 2, кроме первого, погашаемого с по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 мощью блока управления 12, Так как нуль- орган 2 за один период измеряемого напряжения выдает два импульса, показание счетчика в первом периоде измеряемого напряжения пропорционально 1, во втором 3, в третьем 5 и т. д. Такие же значения принимает проводимость перзого плеча моста 7, которой управляет этот счетчик.Блок управления 12 кратковременными импульсами в моменты перехода У от положительного значения к отрицательному открывает ключ 10, пропускающий импульсы от генератора 9 на счетчики 11 и 13, При этом показание счетчика 11 в конце каждого периодасбрасывается (также с помощью блока 12). Счетчик 11 управляет проводимостью четвертого плеча моста 7 и подсчитывает импульсы генератора 9 до наступления равновесия моста 7, при достижении которого .срабатывает нуль-орган 8, закрывающий ключ 10.Показания счетчика 11,пропорциональны проводимости четвертого плеча моста 7.Показания счетчика 18, управляющего проводимостью первого плеча моста 14 не сбрасываются на нуль в конце каждого периода. В конце цикла измерения блок 12 открьгвает ключ 1 б, пропускающий импульсы генератора 9 на счетчик 17, управляющий проводимостями второго и четвертого плеч моста 14.Показание счетчика 17 пропорционально действующему значению напряжения У.В момент равновесия моста 14,нуль-орган 15 кратковременным импульсом закрывает ключ 1 б. Этот же импульс подается в блок управления 12, который при этом возвращает все узлы прибора в исходное состояниеподготавливая новый цикл измерения. Пр едм ет изо бр етенияЦифровой вольтметр для измерения действующего значения переменного напряжения, ссдержащий,нуль-орган, блок формирования ступенчатого компенсирующего напряжения, блок измерения периода измеряемого наиряжения, генератор счетных импульсов, блок управления и два моста, плечи которых образованы управляемыми проводимостями, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем выход нуль-органа соединен через счетчик с одним из плеч первого моста, со вторым плечом которого соединен блок измерения периода, к третьему плечу того же моста посредством счетчика и ключа, управляемого нуль-органом, подключен генератор счетных импульсов, соединенный также с четвертым плечом упомянутого моста и первым плечом второго моста через два счетчика и ключ, связанный с блоком управления и нуль- органом, включенным в измерительную диагональ первого моста, генератор счетных импульсов также подключен ко второму и чегвертому,плечам второго моста с помощью счетчика и ключа, связанного с блоком управ. ления и нуль-органом, включенным в измерительную диагональ, второго моста,263737иг. 2Составитель В. Скоморохов Редактор М. В. Афанасьева Техред А, А. Камышникова Корректор Л. В. Юшина каз 1397/14 Тираж 500 Подписное НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Раушская набд. 4/5Типография, пр. Сапунова,