Измеритель эффективных значений напряжения

сОПИСАНИЕщ 748259 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 29.107 б (21) 2423321/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки Йо С 01 й 19/02(23) Приоритет е Опубликовано 150780. Бюллетень Йо 26 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 180730(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙНАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электро- измерительной технике, в частности К измерению значений напряжений произвольной формы и может быть использовано в различных вольтметрах переменного напряжения с линейной шкалой,Известен измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, формирователь квадратич ной зависимости и фильтр. Двухполупериодный выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формирователь квадратичной зависимости имеет реэисторные делители напряжения, 15 диоды и резистор. Реэисторные делители напряжения включены параллельно друг другу и подключены к выходу выпрямителя, а их средние выводы соеди.нены через диоды с фильтром, к кото рому через упомянутый резистор подключен выход выпрямителя 13.Однако это устройство работает в режиме заданного напряжения и имеет ограниченный динамический диапазон 25. измеряемых сигналов, не более 20 дб. Кроме того, погрешность измерения значительна иэ-эа изменения внутреннего сопротивления диодов при различных уровнях сигнала.- 30 2Известен также измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, формирователь квадратичной зависимости и Фильтр. Выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формирователь квадратичной зависимости имеет два многоступенчатых резисторных делителя напряжения и диоды. Первый многоступенчатый резисторный делитель напряжения подключен к .выходу выпрямителя и через первый диод ко второму многоступенчатому реэисторному делителю напряжения, который с другой стороны через второй диод соединен с последним средним выводом первого многоступенчатого делителя и с фильтром. Остальные средние выэоды обоих многоступенчатых делителей соединены между собой через диоды 21.Однако измеритель эффективного напряжения работает в режиме заданного тока и имеет такие женедостатки, что и первое иэ известных устройств.Наиболее близким к изобретению является измеритель эффективного напряжения, содержащий последовательно соединенные выпрямитель,. Формирователь квадратичной зависимости, вспомогательный резистор и Фильтр, выход которого соединен с дополнительным входом Формирователя квадратичной зависимости, подключенного вторым входом ко входу выпрямителя. Выпрямитель и формирователь квадратичной зависимости состоят иэ каскада, выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых соединен со входом каскада и усилителя, в цепи обратной связи которого параллельно и встречно друг другу включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной иэ цепочек является выходом каскада, Вход усилителя подключен к третьему 15 резистору, который в каскаде выпрямителя соединен с его входом, а в каскаде формирователя квадратичной зависимости - с его дополнительным входом. Второй резистор в каскаде ны- Я прямителя с другой стороны соединен с его выходом, а общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен ко входу Фильтра. Такой же второй резистор и каскаде формирователя квадратичной зависимости соединен со вторым его входом, а общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен ко входу усилителя, выход каскада формиро вателя квадратичной зависимости че- ЗО реэ, инвертор соединен с вспомогательным резистором 33.Устройство измеряет эффективные напряжения н широком динамическом диапазоне порядка 40-50 дб. 35Однако оно имеет большую погрешность измерения напряжений сложной Формы, так как формирование квадратичной зависимости осуществляются аппроксимацией параболы двумя прямы ми, Увеличение числа аппроксимирующих каскадов для уменьшения погрешности измерения иэ-эа наличия дрейфа нулевого уровня усилителей этих каскадов не обеспечивает необходимого результата.Целью изобретения является повышение точности измерения напряжений произвольной формы.Поставленная цель достигается тем, 5 О что н измеритель эффективных значений напряжения, содержащий последовательно соединенные выпрямительный блок, блок формирования квадратичной зависимости, вспомогательный резистор и фильтр, первые два блока состоят иэ.каскада,. выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый .из которых соединен со входом каскада и усилителя, в цепи обратной связи которого параллель но и встречно друг другу включены две цепочки из последовательйо соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной из цепочек является выходом каскада, а вход усили.теля подключен к третьему резистору, введены дополнительные каскады и дополнительные вспомогательные резисторы, причем первый дополнительный каскад введен в ныпрямительный блок параллельно его упомянутому каскаду, а остальные дополнительные каскады - н блок формирования квадратичной зависимости и их входы соединены между собой и подключены ко входу его упомянутого каскада, а выходы через дополнительные вспомогательные резисторы подключены к Фильтру, во всех каскадах вторые и третьи резисторы соединены с корпусом, а в,дополнительных каскадах и в упомянутом каскаде блока формиронания квадратичной зависимости общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен к другому входу усилителя.На чертеже представлена блок-схема измерителя эффективных значений напряжения.Устройство содержит последовательно соединенные выпрямительный блок 1 и блок 2 формирования квадратичной зависимости, выход которого через вспомогательные резисторы 3-6 подключены к фильтру 7, Выпрямительный блок состоит из двух каскадов 8 и 9, включенных параллельно друг другу и образующих его нход и выход, Блок 2 Формирования квадратичной зависимости состоит из четырех каскадов 10-13, входы которых соединены между собой и образуют вход формирователя, а выходы подключены к вспомогательным резисторам 3-6, Все каскады 8-13 выполнены на усилителе 14, н цепи обратнбй связи которого параллельно и встречно друг другу включены дне цепочки из последовательно .соединенных резистора 15 и диода 16, вывод соединения которых является выходом каскада 8. Кроме того, все каскады 8-13 имеют два последовательно соединенных резистора 17 и 18 н третий резистор 19. Два последовательно соединенных резистора 17 и 18 включены между входом каскада и корпусом а их средний вывод в каскадах 8-13 подключен к неиннертирующему входу усилителя 14. В каскаде 9 средний вывод разисторов 17 и 18 подключен к инвертирующему входу усилителя 14. Третий резистор 19 в каскадах 8-13 включен между инвертирующим входом усилителя 14 и корпусом, а в каскаде 9 - между неинвертирующим входом усилителя 14 и корпусом.Измеряемое напряжение произвольной формы подают на вход выпрямитель- ного блока 1, которое детектируется его каскадами 8 и 9. Далее сигнал поступает на блок 2 формирования квадратичной зависимости н с выходов его каскадов 10-13, через вспомогательные резисторы 3-6 на Фильтр 7. Блок 2 формирования квадратичной зависимостиосуществляет аппроксимацию параболы четырьмя отрезками прямых, по числу каскадов 10-13 с различными наклонами. Поскольку квадратичную зависимость Формируют каскады 10-13 с помощью полупроводниковых диодов, имеющих разброс характеристик, то регулировку величины выходного сигнала каждого каскада осуществляют путем изме" нения его коэффициента передачи, т.е. изменением коэффициента передачи двух последовательно соединенных резисторов 17 и 18 (делитель напряжения). При этом величины вспомогатель" ных резисторов 3-6 уменьшены в число раз, обратно пропорциональное коэффициенту передачи каскада, с соответст вующим выходом которого они соединены, Это позволяет подзаряжать фильтр 7 сигналом, ослабленным в такое же число раз, т,е. не происходит подэаряда фильтра 7 пока один из выходных 20 сигналов каскадов 10-13 не превышает напряжения на нем.Величина вспомогательных резисторов 3-6 выбрана согласно выражениюВек 25бсср и. где К- величина вспомогательныхрезисторов 3-6;К , - расчетная величина вспомогательных резисторов 3-6; 30п=1/К - коэффициент передачи каскада 10-13.Разделение цепей заряда фильтра 7 и исключение влияния каскадов 10-13 один на другой позволяет повысить З 5 их число в блоке 2 формирования квадратичной зависимости, т.е, увеличить число аппроксимирующих отрезков параболы. Последнее обеспечивает повышение точности измерения эФфективно го напряжения произвольной формы по сравнению с известными аналогичными устройствами.Формула изобретенияИзмеритель эффективных значений напряжения, содержащий последователь но соединенные;выпрямительный блок, блок формирования квадратичной зависимости, вспомогательный резистор и Фильтр, первые два блока состоят из каскада, выполненного на двух последовательно соединенных резисторах, первый из которых соединен со входом каскада и усилителя 6 цепи обратной связи которого параллельна и встречно друг другу включены две цепочки из последовательно соединенных резистора и диода, вывод соединения которых в одной иэ цепочек является выходом каскада, а вход усилителя подключен к третьему резистору, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения напряже. - ний произвольной формы, в него введены дополнительные каскады и дополнительные вспомогательные резисторы, причем первый дополнительный каскад введен в выпрямительный блок параллельно его упомянутому каскаду, аостальные дополнительныекаскады в блок Формирования квадратичной зависимости и их входы соединены между собой и подключены ко входу его упомянутого каскада, а выходы через до" полнительные вспомогательные резисторы подключен к Фильтру, во всех каскадах вторые и третьи резисторы соединены с корпусом, в дополнительных каскацах и в упомянутом каскаде блока Формирования квадратичной зависимости общий вывод двух последовательно соединенных резисторов подключен к другому входу усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., "Советское радио", 1971, с. 166.2. Патент ГДР Р 29990,кл. 21 е 31, 1961,3. Окс, Ричмен. Быстродействующийизмеритель эффективного напряжения."Электроника", 1969, Т, 42, Р 20,сентябрь, с. 9-13.748259 оставитель А. волковехред А. Куликовская Корректор Г. Базаров Редактор Пе 019 Подписное арствеиного комитета СССР зобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4 Тираж ЦНИИПИ Госуд по делам 13035, Москвакаэ 43 ФФФэб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная