Устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения

,1) 660463 Солта СоветскихСоциалистических Республик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное (22) Заявлено 21.06.7 ву Кл.2 б 01 Р 19,/1 73007 18-21 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР 23) Прио 1.3 1 7.788.8) 3) Ъ 43) Опубликовано 30,03.78. Бюллетень1 по делам изобретен и открытий писания 11.04.78(71) Заявитель А. Н. Гуржий и Ю. В. Жадовский Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДО АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке амплитудных анализаторов.Известно устройство для измерения пикового значения амплитуды переменного напря жения, содержащее пиковый детектор, соединенный с первым ключом, второй ключ, дифференциальный усилитель, охваченный обратной связью, и резисторы 11.Недостатками такого устройства являются 10 низкая точность измерения, обусловленная влиянием нелинейности вольтамперной характеристики диода пикового детектора, и невозможность применения этого устройства для измерения перепадов амплитуды переменного 15 напряжения между соседними экстремальными значениями.Наиболее близким к изобретеншо является устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее 20 параллельно включенные и связанные между собой первый и второй пиковые детекторы, выходы которых через соответствующие повторители напряжения подсоединены к резистивному делителю напряжения из двух по следовательно включенных резисторов, охваченный обратной связью дифферепциальцьш усилитель, нуль-оргац, первыц и второй ключи, управляющие входы которых сосдш;сцы с выходом цуль-органа, выходы ключей связ цы с соответствующими пиковыми детекторами, а объединенный вход ключей соединен с выходом усилптсля и с одим из ходо нульсргаца, другой гход которого подключен к входам пиковых детекторов непосредственно и через резистор - к выходу усцлцтсля, вход которого через резистор соединен с входной клеммой устройства 21.Недостатком этого устройства является отпосптельцо низкая точность измерения псрспадов амплитуды переменного напряжения, обусловленная существенным влпяцпсм па рсзультат измерения составляющсй цогрс и ости, вызванной дрейфом нуля дифференциального усилителя.Цель изобретения - повыгпецис топости измерения перепадов амплитуды переменного напряжения.Для достижения этой цели в устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее параллельно включенные и связанные между собой первый п второй пиковые детекторы, выходы которых герез соответствующие повторители напряжения подсоединены к резпстцвцому делителю напряжения пз двух последовательно включенных резисторов, охвачеццьш обратной связью дифференциальный усилитель, нульоргап, первый и второц ключи, управляющие входы которых соединены с выходом цуль 600463органа, выходы Ключей связаны с соответствующими пиковыми детекторами, а объединенный вход ключей соединен с выходом усилителя и одним из входов нуль-органа, другой вход которого подключен к входам пиковых детекторов непосредственно и через резистор - к выходу усилителя, вход которого через резистор соединен с входной клеммой устройства, введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй переключатели, дополнительный дифференциальный усилитель с резистором в цепи обратной связи, делитель импульсов и конденсатор, причем первый переключатель подсоединен между средней точкой соединения двух резисторов, составляющих реэистивный делитель напряжения, и одним из входов дифференциального усилителя, другой вход которого через резистор связан с конденсатором и входом второго переключателя, выходом соединенного с выходом дополнительного дифференциального усилителя, вход которого подключен через резистор к выходу дифференциального усилителя и непосредственно - к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом нуль- органа и через делитель импульсов с управляющими входами переключателей. На чертеже изображена электрическая схема устройства.Устройство состоит из усилителя 1, подключенного через резистор 2 ко входам двух пиковых детекторов 3 и 4, на выходах которых включены два повторителя 5 и б, и двух ключей 7 и 8, которые управляются нуль-органом 9, Выходы повторителей 5 и б через резисторы 10 и 11 подключены ко второму входу первого управляемого переключателя 12, на выходе которого включен дифференциальный усилитель 13, охваченный обратной связью с помощью резистора 14, Выход дифференциального усилителя 13 подключен через резистор 15 ко входу аналого-цифрового преобразователя 16 и к первому входу дополнительного дифференциального усилителя 17, охваченного обратной связью с помощью резистора 18, Второй вход усилителя 17 подключен на землю, а выход подключен через второй управляемый переключатель 19 к первым клеммам резистора 20 и конденсатора 21, причем вторая клемма резистора 20 подключена ко второму входу дифференциального усилителя 13, а вторая клемма конденсатора 21 подключена на землю, Первый вход дифференциального усилителя 13 подключен через второй вход первого управляемого переключателя 12 к резисторам 10 и 11 повторителей 5 и б, а первый вход первого управляемого переключателя 12 соединен с землей. Управляемые входы управляемых переключателей 12 и 19 подключены к выходу делителя 22 импульсов, вход которого подключен к выходу нуль-органа 9 и к управляемым входам ключей 7 и 8 и аналого-цифрового прсобразователя 16. Входная клемма устройства соединена через резистор 23 с входом усилителя 1,Устройство работает следующим образом, Входное напряжение Учерез резистор 23,усилитель 1 и резистор 2 поступает на входы пиковых детекторов 3 и 4. Если напряжение С, увеличивается, открывается диод 24 и заряжается конденсатор 25. При этом на выходе повторителя 5 появляется напряжение Уь Если же напряжение У начнет уменьшаться, диод 24 закрывается, а диод 26 открывается.Напряжение на конденсаторе 27 и соответственно напряжение У па выходе повторителя 6 будут уменьшаться. С выходов повторителей 5 и б напряжения У и У. через резисторы 10, 11 и второй вход первого управляемого переключателя 12 поступают на первый вход дифференциального усилителя 13, на выходе которого будет разностпый сигнал (перепад) ЛУ=У - Уг, который по команде с нуль-органа 9 измеряется аналого-цифровым преобразователем 16 в моменты достижения напряжением минимума.25В момент времени, когда входное напряжение Удостигает значения максимума или минимума вследствие изменения направления тока через резистор 2, срабатывает нуль-ор ган 9. Если, например, значение напряженияУдостигнет своего минимума, то на выходе нуль-органа 9 появится импульс отрицательной полярности, Этот импульс запускает преобразователь 16 и через делитель 22 импульсов управляет работой управляемых переключателей 12 и 19. Выбором коэффициента пересчета делителя 22 импульсов определяется периодичность коррекции аддитивной погрешности, обусловленной дрейфом нуля дифференциального усилителя 13.Коррекция происходит следующим образом.При достижении напряжением С, очередного минимального значения срабатывает 45нуль-орган 9, и на выходе делителя 22 импульсов (в соответствии с выбранным коэффициентом пересчета) появляется импульс, который устанавливает управляемые переключатели 12 и 19 на первые входы. В результате этого, второй вход дифференциального усилителя 13 оказывается подключенным па землю и напряжение Ур дрейфа первого дифференциального усилителя 13 запоминается на конденсаторе 21. В дальнейшем, в процессе работы устройства (управляемые переключатели 12 и 19 установлены на вторые входы) запомненное на конденсаторе 21 напряжение Ср дрейфа нуля подается через резистор 20 на первый вход дифференциального усилителя 13, где происходит его вычитание из разностного сигнала ЛКОдновременно с этим, при достияении напряжением Ь, минимального значения отрицательный импульс с выхода нуль-органа 9 открывает ключ 8, и конденсатор 25 разря 05 кается через выходное сопротивление усилпСССР теля 1 до значения напряжения О,. После окончания действия отрицательного импульса ключ 7 закрывается.При достижении напряжением С, максимального значения на выходе нуль-органа 9 появится импульс положительной полярности. Этот импульс открывает ключ 8, и конденсатор 27 заряжается до значения напряжения У. После окончания действия положительного импульса ключ 8 закрывается, и работа устройства повторяется,Использование новых элементов в устройстве позволяет устранить составляющую погрешности измерения, обусловленную дрейфом нуля дифференциального усулителя, в результате значительно повышается точность измерения, что позволяет существенно расширить область применения устройства,Формула изобретенияУстройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее параллельно включенные и связанные между собой первый и второй пиковые детекторы, выходы которых через соответствующие повторители напряжения подсоединены к резистивному делителю напряжения из двух последовательно включенных резисторов, охваченный обратной связью дифференциальный усилитель, нуль-орган, первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с выходом нуль-органа, выходы ключей связаны с соответствующими пиковыми детектора 5 1 О 15 20 25 ми, а объединенный вход ключей соединен с выходом усилителя и с одним из входов нуль- органа, другой вход которого подключен к входам пиковых детекторов непосредственно и через резистор - к выходу усилителя, вход которого через резистор соединен с входной клеммой устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй переключатели, дополнительный дпфференциальньш усилитель с резистором в цепи обратной связи, делитель импульсов, и конденсатор, причем первый переключатель подсоединен между средней точкой соединения двух резисторов, составляющих резистивный делитель напряжения, и одним из входов дифференциального усилителя, другой вход которого через резистор связан с конденсатором и входом переключателя, выходом соединенного с выходом дополнительного дифференциального усилителя, вход которого подключен через резистор к выходу дифференциального усилителя и непосредственно к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом нуль-органа и через делитель импульсов - с управляющими входами переключателей.Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе1. Патент США3532980, кл. 324 - 103, 1970.2. Лвторское свидетельство427288, кл. 6 01 К 19/04, 1974.600463Составитель В. Ваганов Редактор Н, Ваничева Тсхрсд Л. Гладкова Корректоры: Н. Федорова н О. Тюрина ПодписноеЗаказ 267/13 Изд Мо 334 Тиран. 1122 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раугпская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2