Калибратор переменных напряжений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ"Ф (23) Приоритетов Государственный комитет ао девам изобретений и открытий(53) УДК 621, 3 17,7089. ,6(088,8) Дата опубликования описания 06,06,80(72) Авторы изобретения Томский ордена Октябрьской Революции и ордеКрасного Знамени политехнический институт именй(54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Данное изобретение относится к электрора диоизмерительной технике, направлено на создание высокостабильного генератора-калибратора переменных напряженийй,Известны калибраторы напряжений, вкоторых для постижения высокой точности установки действующего значения переменного напряжения (калибровки) применяются микропотенпиометры, содержашие последовательно соединенные термопреобразомтель (ТП) и образцовый ре.зистор, источник опорных напряженийпостоянного тока, блок сравнения и источник переменного напряжения 1),Недостатки этих схем - низкие точность и быстродействие,Наиболее близок к предлагаемомукалибратор переменных напряжений, содержащий источник опорного переменного напряжения, один выход каждого соединен со входом первого аттенюатора, адругой - со входом прецизионного дифференциального указателя, выход которого подключенк управляющему входу первого а 1тенюатора, второй аттенюатор, и пифференвталь ный терм оэлек трически й преобразовательпеременного напряжения в постоянное, состоящий из двух термопреобразователей, дифференциального усилителя постоянного тока и образцовых резисторов, включенныхпоследовательно во входные цепи термопреобразователей, а точка соединения входного термопреобразователя и первого образцового резистора соединена со вторым входом дифференциального указателя и выходной клеммой (2),Недостатки такого калибратора:1, Калибровка переменного напряжения в нем,осуществляется непосредственным сравнением сигнала меры переменного тока с мерой постоянного тока,что приводит к большой погрешности перехода, Такая методика связана со значительными технологическими трудностями,2, Точность калибровки зависит отстабильности харак терис жк термопреоб30 3 73944разователя точности измерения термоЭДС, а также от стабильности образцового резистора и соотношенич сопротивлений нагрузки и образцового резистора,3, Для повышения точности калибровкинеобходимо периодически подставлятьпостоянное напряжение в измерительнуюцепь калибратора. Данная операция производится вручную, что сказывается напроизводительности поверочных работ,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия калибратора,Поставленная цель достигается тем,что в калибратор переменных напряжений,содержащий источник опорного переменного напряжения, один выход которогосоединен со входом первого аттенюатора,а другой - со входом прецизионного дифференциального указателя, выход которого подключен к управляющему входу20первого аттенюатора, последовательносоединенные источник калибруемого напряжения и второй аттенюатор и дифференциальный термоэлектрически й преобразователь переменного напряжения впостоянное, состоящий из двух термопре-образователей, дифференциального усилителя" постоянного тока и образцовыхрезисторов, включенных последовательно во входные цепи термопреобразователей, а точка соединения входного тер -мопреобразователя и первого образцового резистора соединена со вторым входом дифференциального указателя и выходной клеммой устройства, введены два запоминающих устройства, дополнительныйдифференциальный усилитель, ключ назамыкание и два ключа с перекидывающимися контактами, подключенных к блоку управления, причем нормально замкнутый контакт первого ключа соединен свыходом первого аттенюатора и со входом дифференциального термоэлектрического преобразователя, а его нормальноразомкнутый контакт - с выходом второго аттенюатора и с упомянутым входомдифференциального термоэлектрическогопреобразователя, выход которого соединен через нормально замкнутый контактвторого ключа и первое запоминающееустройство с одним из входов дополнительного дифференциального усилителя,второй вход которого соединен со выходом дифференциального термоэлектрического преобразователя через нормально 55разомкнутый контакт второго ключа, авыход через ключ на замыкание и.второе .запоминающее устройство соединен с уп- .равляющим входом второго аттенюатора,. 6 4Иа чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема калибратора переменных напряжений,Устройство содержит источник 1 опорного переменного напряженияс индуктивным делителем, прецизионный дифференциальный указатель 2, аттенюаторы 3и 4, дифференциальный термоэлектрический преобразователь 5 переменного напряжения в постоянное, состоящий из двухтермопреобразователей 6 и 7 дифференциального усилителя 8 постоянного токаи образцовых резисторов 9 и 10, ключи 11 и 12 с замыкающими и размыкающими контактами и ключ 13 с размыкающимконтактом, блок 14 управления,дифференциальный усилитель 15, запоминающие устройства 1617,Калибратор переменных напряжений работает следующим образом,Через определенное время непрерыв ной работы или при переходе с одногокалиброванного уровня выходного напря-жения на другое ключ 13 размыкается,ключи 11 и 12 устанавливаются в положение 1 по командам с блока управления 14, При этом на вход преобразователя 5 поступает напряжение с аттенюатора 3, и на выходе преобразователя 5устанавливается постоянное напряжение,равное входному по действующему значению с погреШностью, обусловленнойвременным дрейфом элементов, а такжес учетом влиянйя сопротивления нагруз-ки, Выходное напряжение преобразователя поступает на запоминающее устройство17, которое запоминает его амплитудноезначение, Входные надзяжения, поступающие на входы прецизионного дифференциального указателя 2, сравниваются подействующему значению с высокой точностью, и разностный сигнал воздействует на управляемый аттенюатор 3 таким образом, чтобы выходное напряжение(на образцовом резисторе 9) стало равным эталонному ( с выхода индуктивного делителя источника 1), Замкнутаясистема авторегулирования обеспечиваетэто равенство с погрешностью статизмаьйдст=где дН - ошибка за счетдрейфа термообразователей 6 и 7, Кпетлевой коэффициент усиления замкнутойсистемы.Таким образом,. в положении 1 ключа 11 через микропотенциометр, образованный термопреобразователем 6 и образцовым резисором 9, ус таналивается5 7.394466 откалиброванное зна:,ение эталонного тока от источника 1, при котором обеспечивается равенство действующих значений напряжений с источника 1 и микропотенциометра, Этап коррекции, описанныйвыше, делится 2-3 сек, По истечениивремени коррекции по сигналу с блока14 управления сначала ключ 12 устанавливается в положение И, Этим устраняется прохождение на вход запоми В предлагаемом устройстве не предьявляется жестких требований к точности установки номинальйого значения сопро- тивления образцового резистора, еак как за счет имеющейся возможности вариации тока термопреобразователя 6 и проведения коррекции влияние этого факто-, ра на точность калибровки исключается, Форм ула изобре те ния наюшего устройства 17 переходного процесса, возникающего вследствие конеч - ного времени перевода контакта ключа 11 из одного положения в другое,Затем ключ 11 устанавливается в 15 Калибратор переменных напряжений, содержащий источник опорного переменного напряжения, один выход которого соединен со входом первого аттенюатора,положение И,и после окончания переход- а другой - со входом прецизионного дифного процесса на выходе преобразовате- ференциального указателя, выход котороля 5 замыкается ключ 13, При этом диф- го подключен к управляющему входу прференциальный усилитель 15 сравнива- вого аттенюатора, последовательно соеет постоянные напряжения с запоминаю диненные источник калибруемого напряжещего устройства 17 и преобразователя ния и второй аттенюатор и дифференциаль 5, Замкнутая система авторегулирования ный термоэлектрический преобразовательобеспечивает равенство токов от источ- переменного напряжения в постоянное,ника 18 через микропотенциометр, об- состоящий из двух термопреобразоватеразованный термопреобразователем 6 и25 лей, дифференциального усилителя постоянобразповым резистором 9, и источника ного тока и образцовых резистсров, вклю 1, установленного в период коррекции", ченных последовательно во входные цепи Эторавенство токов гарантирует в свою термопреобразователей, а точка соединеочередь равенство действующих значений ния входного термопреобразователя и пер- напряжений с индуктивного делителя опор ЗО вого образцового резистора соединена со ного источника 1 и выходного (на образ- вторым входом дифференциального указацовом резисторе 9) При этом погреш- - теля и выходной клеммой устройства, о тность калибровки, обусловленная дрейфом л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью элементов преобразователя, и влияние повышения точности и быстродействия, в переходных процессов, возникающих в З него введены два запоминающих устройсттермопреобразователе при его переклю- ва, дополнительный дифференциальный усичении, исключается, Исключается и влия- литель, ключ на замыкание и два ключа ние сопротивления нагрузки на точность с перекидывающимися контактами, подклюкалибровки выходного напряжения, так ченных к блоку управления, причем норкак коррекция происходит при подключен мально замкнутый контакт первого клюном сопротивлении нагрузки, ча соединен с выходом первого аттенюатора и со входом дифференшальногоАвтоматическая коррекция происходиттермоэлектрического преобразователя, а периодически один раз в 5-10 мин иего нормально разомкнутый контакт-с выможет быть запрограммирована с любы 5 ходом второго аттенюатора и с упомями переключениями в схеме калибратонутым входом дифференциальнос о термора, На период коррекции напряжение упэлектрического преобразователя, выход равления, воздействующее на второй аткоторого соединен через нормально замтенюатор, поддерживается постояннымкнутый контакт второго ключа и первое за счет второго запоминающего устройтЗО запоминающее устройство с одним из вхоства 16, Полный динамический диапазондов упомянутого дополнительного дифвыходных напряжений, соответствующий. ференциального усилителя, второй вход значениям напряжения с индуктивного декоторого соединен с выходом дифференцилителя эталонного источника обеспечи ального термоэлектрического преобразовается при постоянном значении сопротивателя через нормально разомкнутый конления образцового резистоРа вариациями такт второго ключа а выход е ез клютока микропотенциометра, либо, при пос- на замыкание и второе запоминающее тоянном токе, изменением значения со- устройство соединен с управляющим вхо,противления образцового резистора, дом второго аттенюатора.