Преобразователь среднеквадратичногозначения напряжения произвольнойформы b постоянное

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 180178 (21) 2569166/18-21с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 01 й 19/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 15.0381) ПРЕОВРАЗНАЧЕНИЯ АТЕЛЬ СРЕДНЕ РЯЖЕНИЯ ПРОИ В ПОСТОЯННОЕ АДРАТИЧНОГО ЛЬНОЙ ФОРМЫ с н 0- погрешти характеПед ость исти ойств тично к устр неиден сторов. также уст неквадрат ия произв содержа включены подогревоостатиэ-затерместноя средпряжеоянносрогоенным 25 ойство преобрческого значельной формыее мост, в плва термистораи резистор зован ния н в пос чи ко с кос е 3 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратичного значения напряжения и тока произвольной форьы, а также для измерения среднеквадратичной ошибки периодическиМ, сигналов.Известно устройство преобразования реднеквадратичного значения напряжеия произвольной формы, содержащее два термистора с косвенным подогревом, включенные совместно с резисторами по мостовой схеме, источником пи- тания которой служит источник переменного напряжения, выход мостовой схемы соединен со входом усилителя переменного тока, подключенного через детектор, собранный на двух диодах, к подогревателю одного из термисторов (11., 2и усилитель, подключенный к одной из вершин моста 2.Это устройство обладает невысокой точностью преобразования, обусловленной неидентичностью характеристик термнсторов с косвенным подогревом, которая обуславливает неидентичное изменение сопротивлений термнсторов, включенных в смежные плечи моста,.при изменении температуры, окружающей среды и во времени, что приводит к нарушению равновесия моста. Кроме того, термисторы с косвенным подогревом имеют низкую чувствительность при малых входных сигналах,что объясняется работой на начальных участках вольтомной характеристики с малой крутизной и обуславливает низкую точность преобразования.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь среднеквадратичного значения напряжения произвольной формы в постоянное, содержащий мост, в плечи которого включены два термистора с косвенным подогревом .и резистор, и усилитель, подключенный к одной из вершин моста, введены третий термистоп с косвенным подогревом, вто 813281рой усилитель, трансформатор, двазапоминающих устройства, преобразова"тель переменного напряжения в постоян"ное и два переклщчателя, при этом вторичная обмотка трансформатора, средний вывод которой соединен с общейшиной устройства, включен в диагональпитания моста, а входом устройстваявляется один иэ входов первого пе-.реключателя, выход которого черезвведенный входной резистор соединенсо входом первого термистора, являющегося входом источника постоянногонапряжения смещения, к которому че"реэ введенный входной резистор подключен выход второго усилителя, входкоторого соединен с другой вершной 15моста, выход второго усилителя черезвведенный резистор обратной связисоединен со входом второго термистора, являющегося входом источника переменного напряжения смещения,к это- Щму входу через ннеденый балластныйрезистор подключен ныход первогозапоминающего устройства, являющийся выходом устройства, а вход запоминающего устройства соединенсо вто- д 5рым выходом второго переключателя,первый выход которого соединен совходом второго запоминающего устройстна, а его выход подключен черездругой введенный балластный резистор ко вхоцу третьего термистора скосвенным подогревом, являющегосявходом источника постоянного напряжения смещения и включенного последовательно со вторым термистором, входвторого переключателя соединен с выходом преобразователя переменногонапряжения в постоянное, вход которого подключен к выходу первого усилителя, первичная обмотка трансформатора является входом источника переменного напряжения питания моста. На чертеже представлена функцио" нальная схема преобразователя среднеквадратичного значения, напряжения , 45 произвольной формы в постоянное.Преобразователь содержит три термистора с косвенным подогревом 1-3, включенных совместно с резистором 4. По схеме моста трансформатор 5, вто- у) ричная обмотка которого включена н диагональ питания мостовой схемы и соединена средним выводом с общим выводом устройства, два усилителя б и 7, преобразователь 8 переменного напряжения в постоянное,.два запоминающих устройства 9, 10 гереключатель 11, один иэ входон которого соединен со входом устройства, а выход - через входной резистор 12 со входом первого термистора 1, 40 переключатель 13, вход которого сое-. динен с выходом преобразователя 8 переменного напряжения в постоянное, а выходы - со входами запоминающих устройств 9,10 другой входной резис тор 14, .резистор обратной связи 15, и два балластных резистора 16, 17.Вторичная обмотка трансформатора 5 делит, мост на два самостоятельных моста, причем первый мост образован вторичной обмоткой трансформатора 5, резистором 4 и термистором 1, а второй - этой же обмоткой трансформатора 5 и термисторами 2 и 3.Вместо термисторов 1-3 можно применить любые другие электротепловые преобразонатели среднеквадратичного значения напряжения в сопротивление.Устройство работает в два такта.На первом такте переключатель 11 замыкается в положение Т, в котором вход первого термистора 1 соединен через резистор 12 со нободным входом переключателя 11, а переключатель 13 замыкается в положение 1, в котором выход преобразователя 8 переменного напряжения в постоянное подключен ко входу запоминающего устройстна 10. Первый мост при этом автоматически уравновешивается напряжением обратной связи Ооо, подаваемым с выхода второго усилйтеля б на вход термистора 1, рабочая точка которого задана постоянным напряжением смещения ОВторой мост уравновешивается совместным действием напряжения обратной связи первого моста О подаваемого с выхода усилителя б через резистор 15, на вход термистора, рабочая точка которого определяется величиной переменного напряжения смещенияО, и напряжения обратной связи О второгомоста, подаваемого с выхода запоминающего устройства 10 через шестой резистор 16 на вход третьего термистора 3, рабочая точка которого определяется величиной постоянного напряжения смещения О. В момент равновесия на входах термисторов 1 и 2 устананливаются напряжения Оо и Оо соответственно 2О 10 К ОСО ) " )020 =(К 2 ООО ) (2)г 2где О,о и 0 - среднекнадратическиезначения напряженийна входах термисторой 1 и 2 з моментравновесия;Осо- среднеквадратическое значение напряжения на входе усилителя б н момент равновесия",К 1 и К 2 - коэффициенты пропорциональности.Во втором такте переключатели 11и 13 замыкаются в положение 11, приэтом вход термистора 1 через резистор 12 соединен со входом устройства,а выход преобразователя 8 переменногонапряжения в постоянное соединен совходом запоминающего устройства 9.Приэтом на вход термистора 1 подаетсядва напряжения преобразуемое входноенапряжение Ох и переменное напряжение Оосс выхода усилителя б, а навход второго термистора 2 - напряжение О,к с выхода усилителя б и постоянное напряжение О с выхода запоминающего устройства 9. Оба моста вновьокажутся в состоянии .равновесия. Причем мосты будут уравновешены тогда,когда сопротивления плеч мостов будуттакими же, как и при установке нуля,т.е. когда напряжение Оо уменьшитсянастолько, что среднекнадратическоезначение напряжения на входе термистора 1 будет равно Ор, а напряжениеОьхувеличится настолько, что среднеквадратическое значение напряженияна входе термистора 2 будет равно ОНапряжение на входе третьего термистора 3 поддерживается с помощью запоминающего устройство 10 постоянным и 2 Оравным напряжению Оо на термисторе 3в момент равновесия моста. В этомслучае для среднеквадратических значений напряжений справедливо следующие соотношения 25о=(КЬх Ох) +КО Осэ) Р)2 2020=(кй Оосо)+(кых Оэых) (4)где КЬ 1 и Кых - коэффициенты пропорциональности соответ ственно по входу ивыходу преобразователя.Извыражений ( 1-4 ) следует,что 35ц 6 ых-"ЮхЬх ,.К К"1 къыхи зависит только от коэффициентовпередачи пассивных цепей.Из выражения (5) видно, что преобразователь осуществляет линейноепреобразование среднеквацратическогозначения вхоДйого напряжения произвольной Формы Ок в постоянное напряжение Оы.Таким образом, точность работыпреобразователя повышается, во-первых, за счет работы термисторов нодной и той же рабочей точке, задаваемой напряжением смещения, с постоянной, заранее выбранной чувствительностью, во-вторых, за счет того,что функция преобразования не зависитот их характеристик, а определяется 55только стабильностью коэффициентов,передачи К, К р КЬ и КМщзависящих от стабильности пассивных .элементов преобразователя, а временная и температурная нестабильностьтермисторов сказывается лишь в промежутках между двумя установкаминуля. Формула изобретенияПреобразователь среднеквадратично го значения напряжения произвольной формы в постоянное, содержащий мост, в плечи которого включены два термистора с косвенным подогревом и резистор, и усилитель, подключенный к одной из вершин моста, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в неговведены третий термистор с косвенным подогревом, второй усилитель, трансФорматор, два запоминающих устройства, преобразователь переменного напряжения в постоянное и два переключателя, при этом вторичная обмотка трансформатора, средний ныход которой соединен с общей шиной устройства, включен в диагональ питания. моста, авходом устройства является один из вхо"дон первого переключателя, выход которого через введенный входной резисторсоединен со входом перного термистора, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения, к которому через другой введенный входной резистор подключен выход второго усилителя, вход которого соединен с дру"гой вершиной моста, выход второго усилителя через введенный резистор обратной связи соединен со входом второго термистора, являющегося входом источника переменного напряжения смещения, к этому входу через нведенный балластный резистор подключен выход первого запоминающего устройства, являющийся выходом устройства, а вход запоминающего устройства соединен со вторым выходом второго переключателя, первый выход которого соединен со входом второго запоминающего устройства, а его выход подключен через другой введенный балластный резистор ко входу третьего термистора с косвенным подогревом, являющегося входом источника постоянного напряжения смещения и включенного последовательно со вторым термистором, вход второго переключателя соединен с выходом преобразователя переменного напряжения н постоянное, вход которого подключен к выходу первого усилителя, первичная обмотка трансформатора является входом источника переменного напряжения питания моста. Источники информациипринятые но внимание при экспертизе1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. "Советскоерадио", 1970, с. 189-190,2. Попов В.С. Металлические подогревные сопротивления в электроиэмерительной технике и автоматике,813281 Составитель Ф.Цареградскийедактор О. Колесникова Техред М. Федорнак Корректор В. Бутяг Эаказ 765/ лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж,.