Измерительный преобразователь

(5)М, Кл. й 01 К 19102 авеуяэРфтмнньв 1 иемитет СССР ао Яелан изебретеввй и открытий(72) Автор изобретения В, В. Кандыбнн 1) Заявител ин отехнический инс(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования и измерения переменного напряжения в различных радиотехнических устройствах, например в многофункциональных вольтметрах.Известно устройство для измерения переменного напряжения произвольной фо мы, содержащее трансформатор, вторич ная обмотка которого через выпрямители соединена со входами сумматора, при этом индикатор подключен к выходу сумматора, а средняя точка вторичной обмотки трансформатора соединена с выходом генератора треугольного напряжения,Для осуществления операции квадрнрования применяются время-импульсные квадриру юшие устройства с использованием линейно измеряющегося напряжения 1 ,К недостаткам данного устройства относится необходимость обеспечения высокой стабильности амплитуды треугольного напрйкения, поскольку ее нестабильность в основном определяет погрешность иэмерения и квадратичный характер функциипреобразования,Известно также устройство для измерения действующей величины электрического сигнала, содержащее выпрямитель,ф к выходу которого подключены последовательно соединенные первый пороговыйблок, блок управления, ключ, интегрирукиций усищтель и второй пороговый блоктфпричем выход последнего соединен со вторым входом блока управления, а к выходу интегрирующего усилителя подключенгенератор треугольного напряжения, выход которого соединен со вторыми входами ключа и обоих пороговых блоков 1.2т 5Недостатки данного устройства состоятв необходимости наличия выпрямителя,что уменьшает частотный диапазонв областтт высоких частот, а также значительном влиянии дрейфа нуля интегрирующегоусилителя, выпрямителя и пороговых блоков.Наи более близким к предлагаемому явизмерительный преобразователь894583 переменного напряжения в постоянное поуровню среднеквадратического значения,содержащий последовательно соединенныеблок управления, ключ и интегрирующийусилитель, подключенный к выходу уст 5ройства, а также генератор треугольногонапряжения, выход которого соединен совходами первого и второго пороговых блоков и через инвертор - со входом третьего порогового блока. Вторые входы перво- ,ого и третьего пороговых блоков объеди 1иены и подключены ко входу устройстваи через пиковый детектор - ко входу генератора треугольного напряжения З ).Основным недостатком устройства яв 15ляется иаличие погрешности преобразования, за счет влияния дрейфа нуля дифференциальных усилителей, на,основе которых выполнены пороговые блоки. Приэтом влияние дрейфа нарастает пропорционально уменьшению напряжения на входе преобразователяЦель изобретения - повышение точности преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквад25ратического значения,Поставленная цель достигается тем,что в измерительный преобразователь, содержащий последовательно соединенныеблок управления, ключ и интегрирующиййзоства, а также генератор треугольногонапряжения, выход которого соединен совходами первого и второго пороговых блоков к через кквертрр - со входом третьего порогового бщаа, при этом вторые 35входы НЩЙОГО к третьЮГО пороговых блоков объединены и подключены ко входупреобразоватепя о через пиковый детектор - ко входу генератора треугольногонапряжениявведены четыре упрюляемых 4 окнвертора, генератор, модулятор и четвертый пороговый блок, первый вход которого подключен к выходу инвертора, а второй вход - к выходу модулятора и второму входу второго порогового блока, при 45этом управляемые инверторы включенымежду выходами пороговых блоков и соответствующими входами блока управления,вторые входи управляемых инверторовКОДЮПОЧЕНЫ К ВЫХОДУ ГЕНЕРатОРа И ВТОРО Ому входу генератора треугольного напряженки, второй выход которого соединенсо вторым входом ключа, а третий выходсо входом модулятора, второй вход которого подключен к выходу интегрирующего усилителя,На чертеже представлена блок схемаизмерительного преобразователя. 4Устройство содержит последовательносоединенные блок 1 управления, ключ 2и интегрирующий усижтель 3, а такжегенератор 4 треугольного напряжения,первый пороговый блок 5, второй пороговый блок 6, инвертор 7, третий пороговый блок 8, пиковый детектор 9, четыре управляемых инвертора 10-13, генератор 14, модулятор 15 и четвертый пороговый блок 16,Одни входы первого порогового блока5 и третьего порогового блока 6 черезпиковый детектор 9 соединены со входомгенератора 4 треугольного напряжения,выход которого соединен со вторыми входами первого 5 и второго 6 пороговыхблоков и через инвертор 7 - со входамитретьего 8 и четвертого 16 пороговыхблоков, вторые входы которых подключены к выходу модулятора 15. Выходы пороговых блоков 5, 6, 8 и 16 через управляемые инверторы 10, 11, 12 и 13подключены к соответствующим входамблока 1 управления, выход которого черезпоследовательно соединенные ключ 2 иинтегрирующий усилитель 3 подключен квходу модулятора 15, второй вход которого соединен с третьим выходом. генератора 4 треугольного напряжения, второйвхса которого подключен ко второму входу ключа 2. Вход пикового детектора 9является входом устройства, а выход интегрирующего усилителя 3 - выходом,.Преобразователь работает следующимобразом,На третьем выходе генератора 4 треугольного напряжения формируется двухполярное напряжение треугольной формыс амплитудой, равной напряжению на выходе пикового детектора 9, который определяет максимальное значение входного переменного сигнала вне зависимостиот знака последнего. Напряжение на первом выходе генератора 4 треугольногонапряжения такое же по форме и амплитуде, как и напряжение на третьем выходе,но фаза его изменяется скачкообразно отонуля до 180 относительно последнегов зависимости от сигнала управления свыхода генератора 14, Модулятор 15 фор-мирует двухполярный сигнал типа меандрс амплитудой, равной напряжению на вььходе интегрирующего усилителя 3. Управление модулятором осуществляется со второго выхода генератора 4 треугольногонапряжения с частотой, в два раза меньшей частоты напряжения треугольной формы, Пороговые блоки 5, 6, 8 и 16 по10 В 36 30 ЭЗ 4 Ф 43 5 89 средством блока 1 управления управляют работой ключа 2, который формирует на входе интегрирующего усилителя 3 положительные треугольные импульсы с амплитудой, равной мгновенному значению входного сигнала вне зависимости от знака последнего, и отрицательныес амплитудой, равной мгновенному значению напряжения с выхода модулятора 15. Уп рввляемые инверторы 10-13 представляют собой логические устройства, которые передают сигнал с инверсией ипи беэ ,нее в зависимости от управляющего напряжения нв выходе генератора 14. Генератор 14 формирует сигнал типа мевндр с частотой, значительно меньшей частоты треугоиьного напряжения. Первую половину периода нвпрюкения с выхода генератора 14 кввдрирование входного переменного напряжения, имею щего положительный знак, осуществляется посредством первого порогового блока 5, а имеющего отрицательный знак - посредством третьего порогового блока 8. Во вторую поповину периода напряжения с выхода генератора 14 кввдрирование положительного входного напряжения осу ществлйется посредством третьего порогового блока 8, а отрицательного - посредством первого порогового блока 5. Аналогично происходит квадрирование напряжения с выхода модулятора 15, среднекввдрвтическое значение которого рав но напряжению на выходе интегрирующего усилителя 3, при этом используются вто рой пороговый блок 6 и четвертый пороговый блок 16, В установившемся реме ме следящая обратная связь, осуществляемая посредством интегрирующего усилителя 3, обеспечивает равенство квадра та среднекввдратического значения входного переменного напряжения квадрату среднеквадрвтического значения напряжения с выхода модулятора 15, т,е. равенство напряжения на выходе преобраэоввтепя среднекввдратическому значению входного напряжения,Сравнительные испытания предлвгвемо . го преобразователя с известным показы 4583 Ьвают, что прн сигнале типа меандр нвпределе измерения 1 В, изменяющемсяот 0,1 до 1 В, выигрыш в точности преобразования составляет от 20 до 200у раз. Формула изобретения Измерительный нреобраэоватепь, содержащий последовательно соединенные бак управления, ключ и интегрирующий усиди- тель, подключенный к выходу устройства, а также генератор треугольного нвпря жения, выход которого соединен со входа ми первого и второго пороговых бажов и через инвертор - со входом третьего порогового блока, при этом вторые вхо. ды первого и третьего пороговых блоков объединены и подключены ко входу преоб разоватепя и через пиковый детекторко входу генератора треугопьного напря,жения о т и и ч а ю ш и й с я тем, что,с цепью повышения точности преобразования, в него введены четыре управляемых инверторв, генератор, модулятор ичетвертый пороговый блок, первый входкоторого подключен к выходу инвертораи второй вход - к выходу модулятора ивторому входу второго порогового блока,при этом управляемые инверторы включэны между выиаами пороговых бажов исоответствующими входами блока управления, вторые входы управляемых инверВторов подключены к выходу генератора ивторому входу генератора треугольного ивпряжения, второй выход которого соединен со вторым входом ключа, в третий виход - со входом модулятора, второй вход которого подключен к выходу интегрирующего уснлитейя,Источники информации,принятые во внимание при эксперчззе1. Патент США 3 Ь 3064192,кл. 324 118, опублик. 1962.2. Заявка Франвии М 2298111,кл. Ь 01 Н 19/02, 1976,3. Авторское свидетельство СССР позаявке Ж 2663931/21,кл. 6 01 В 19/02, 1979 (прототип).,Заказ 11478/72 Тираж 735 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра