Электронный интегратор

Союз Советскнк Социалистических РеспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 723597(23) Приоритет 6 06 С 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЭЛЕКТРОННЫИ ИНТЕГРАТОР Изобретение относится к электронной измерительной технике и может быть использовано при определении интегральных значений напряжения,Известны преобразователи, использующие решающий усилитель в режиме двухтактного интегрирования входного напряжения 1). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интегратор, который позволяет точно интегрировать длительные сигналы 2.Однако такой интегратор не позволяет точно интегрировать входное напряжение в течение длительногб промежутка времени, задаваемого реле времени. Это объясняется. тем, что задаваемый реле времени промежуток времени интегрирования может закан- . чиваться в течение первого или второго такта интегрирования, а для точного интегрирования необходимо, чтобы он совпадал с окончанием втоРого тактаинтегрирования.Цель изобретения - повышение точности интегрирования в течение заданного промежутка времени. Поставленная цель достигается тем, что в интегратор введено реле времени, вход которрго является входом запуска устройства, а выход подключен ко входам второго реле и дифференцирунхцего элемента, выход которого связан с иервым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом управляющего элемента, а второй вход - с выходом интегрирующего решающего усилителя, положительный полюс источника входного напряжения подключен к нормально разомкнутому, а отрицательный - к нормально замкнутому контактам второго реле, переключающий контакт которого связан с положительным полюсом источника эталонного напряжения. На фиг. 1 изображена функциональная схема интегратора; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы интегратора; а) входное напряжение, подаваемое на вход интегратора в течение времени То, б) напряжение на выходе интегрирующего решающего усилителя, в) напряжение иа выходе интегрирующего решающего усилителя, г) напряжение на входе хронометт.з 30(на фиг. 1 показан случай выдачи сигнала отрицательной полярности) обокончании. интервала времени То , Приэтом срабатывает реле 18, контакты19 и 20 размыкаются, а контакты 20и 21 замыкаются, вызывая тем саьымотключение источника б входного напряженияот входа усилителя 1 и подключение положительной клеммы источника 7 эталонного напряжения к об щей шине. Кроме того, сигнал с выхода реле 5 времени через конденсатор10 и диод 11 поступает на вход управляющего элемента 4, Конденсатор 10и входное сопротивление 12 управляю щего элемента 4 образуют дифференцирующую цепочку для выходного сигнала реле 5 времени. Поэтому на входе управляющего элемента 4 действуетотрицательный импульс, обеспечивающий срабатывание последнего в моментсрабатывания реле 5 времени. Так какпри этом срабатывает реле 14, то источник 7 эталонного напряжения оказывается подключенным в отрицательной полярности ко входу решающего уси лителя 1. Напряжение на выходе усилителя 1 увеличивается и определяетмомент отпускания управляющего .элемента 4 и реле 14, а хронометр 2,как и ранее, измеряет интервал вре мени Т - Т (фиг. 2 г). Величинаинтеграла от входного напряженияза время Т определяется по произведению О тэ, где Оз - значение напряжения источника эталонного на пРЯжениЯ, Тэ - сУммаРное вРемЯ вылючения хронометра.Все процессы в интеграторе протекают так же, как описано выше, стой разницей, что в момент срабатывания реле 5 времени происходит сра батывание управляющего элемента 4,чем подтвержцается включенное состояние реле 14 (фиг. 3) .Введение новых элементов - дифференцирующего устройства и схемы ИЛИ 65 выгодно отличает предлагаемый инИнтегратор содержит интегрирующий решающий усилитель 1, электронный хронометр 2, коммутатор 3, управляющий элемент 4, реле 5 времени, источник б входного напряжения, источник 7 эталонного напряжения, дифФеренцирующее устройство 8 и элемент ИЛИ 9. Величина напряжения источника 7 эталонного напряжения превышает величину напряжения источника б входного напряжения. Электронный хронометр 2 обладает свойством суммировать показания. управляющий элемент 4 срабатывает при напряжении и отпускает при напряжении, равном нулю. Постоянная времени дифференцирующего устройства 8 больше длительности второго такта интегрирования при интегрировании от значения О на выходе интегрирующего решающего усилителя до нуля при подключении к его входу только источника эталонного напряжения.При интегрировании входного напряжения в течение заданного промежутка времени Т могут быть две ситуации, состоящйе в том, что момент окончания промежутка времени Т попадает на участок работы интегратора, когда ко входу интегрирующего решающего усилителя 1 подключен только источник б входного напряжения (фиг. 2), или когда подключены как источник б входного, так и источник 7 эталонного напряжения, включенные встречно. По сигналу Пуск в момент времени Т запускается реле 5 времени, которое включает реле 18, и напряжение источнйка:б входного напряжения (на фиг. 1 показан источник положительной полярности) поступает на вход интегрирующего решающего усилителя 1 через контакты 19 и 20, а также через нормально замкнутые контакты 15 и 16 реле 14. Напряжение на выходе усилителя 1 начинает уменьшаться пропорционально интегралу от входного напряжения (Фиг. 2 а, б) и по достижении значения О , соответстВующего напряжению срабатывания управляющего элемента 4, вызывает срабатывание реле 14, При этом контакты 15 и 16 размыкаются, а контакты 16 и 17, замыкаются В результате ко входу усилителя 1 подключаются источники входного б и эталонного 7 напряжений, включенные встречно. Так как значение эталонного напряжения превышает значение входного напряжения, то напряжение на входе интегрирующего решающего усилителя 1 меняет знак (фиг. 2 в), вследствие этогб напряжение, равное разности величин входного и эталонного напряжений, через диод 22 поступает на вход электронного хронометра 2 (фиг. 2 г), вызывая его включение, а напряжение на выходе решающего усилителя 1 начинает увеличиваться (фиг. 2 б). Когда напряжение на выходе усилителя 1 увеличится до такой величины, что управляющийэлемент 4 возвратится в исходное состояние, то отпускает реле 14, Контакты 16 и 17 размыкаются, а контакты 1.5 и 16 замыкаются. На входрешающего усилителя 1 вновь поступаеттолько напряжение источника 6 входного напряжения, поэтому напряжениена входе электронного хронометра 2становится равным нулю, вследствиечего последний прекращает измерение времени (Фиг. 2 г). Напряжениена выходе решающего усилителя 1уменьшается пропорционально интегралу от входного напряжения и вызывает срабатывание управляющего элемента 4и реле 14, после чего все процессы повторяются и так происходит до момента времени Т.723597 иг,1 тегратор от известного, так как исключается составляющая погрешностиинтегрирования, обусловленная несовпадением окончания второго такта интегрирования сокончанием промежутка времени интегрирования,выдаваемого реле времени. В результате снижается погрешность при интегрировании входного напряжения втечение длительного заданного временного интервала,Преимуществом предлагаемого интегратора является и его упрощение,так как отдельные его устройства(управляющий элемент и реле), крометого выполнение своего основногоназначения, дополнительно используются также для окончания процесса интегрирования после срабатыванияреле времени. формула изобретения Электронный интегратор, содержащий интегрирующий решающий усилитель, вход которого, соединенный: совходом хронометра, подключен к переключающему контакту первого реле, вход которого связан с выходом управляющего элемента (например, нуль-органа), источник эталонного на пряжения, отрицательный полюс кодорого подключен к нормально разомкнутому, а положительный - к нормально замкнутому контактам первого реле, и источник входного напряженияо т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности интегрирования в течение заданного временного интервала, в него введено релевремени, вход которого является входом запуска устройства, а выход подключен ко входам второго реле,и диференцирующего элемента, выход которого связан с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен совходом управляющего элемента, а ковторому входу элемента ИЛИ подсое 15 динен выход интегрирующего решающего усилителя, положительный полюсисточника входного напряжения подключен к нормально разомкнутому, аотрицательный - к нормально замкну 2 О тому контактам второго реле, переключакщий контакт которого связанс положительным полюсом источникаэталонного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при,экспертизе1. Орнатский П. Автоматическиеизмерительные приборы. Киев, Техника, 1965, с. 372-373.2Авторское свидетельство СССР30 9 374618, кл. 0 Об 6 7/18, 1971исное илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аэ 929/15 ТиражЦНИИПИ Государстпо делам иэобр 113035, Москва, Ж,751 Поенного комитета СССРтений и открытийаушская наб., д. 4/5