Преобразователь среднеквадратического значения напряжения

ОП ИСАНИИИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 924590 Союз СоветснниСоциалистическихРеспублик(Ы)М. Кл. С 01,й 19/02 ЪеудэретееииыИ кенитет СССР ио делан иэебретеиий и аткрытий(71) Заявитель Новосибирский электротехнический инстит и аГЛ 4 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ3Изобретение относится к электро.измерительной технике и предназначенно для использования при созданииамперметров и вольтметров среднекаадратического значения.Известен преобразователь средне- .квадратического значения напряжения:,содержащий электротепловой компаратор, один из входов которого соединен с выходом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, .а друОгой вход - с выходом источника образцового напряжения, усилитель некомпенсации, вход которого подклю"чен к выходу электроток плового компаратора, а выход через блок управ 15. ления - к управляющему входу усили"теля с регулируемым коэффициентомпередачи 11,Недостаток устройства " узкая час20тотная полоса преобразуемого напряжения.Наиболее близким технйческим ре-,шением кпредлагаемому является преобразователь среднеквадратическогозначения напряжения, содержащийэлектротепловой компаратор, первыйиз входов которого подключен к выходу источника образцового напряжения, второй вход - к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи и к первому входу блока дискретного масштабного преобразователя,включающего в свой состав генераторимпульсов, а выход через усилительнекомпенсации - к первому входу переключателя, второй вход которогосвязан с общим входом устройства,а первый выход - с одним из входовусилителя с регулируемым козффициен"том передачи, блок памяти, входкоторого подключен ко второму выходупереключателя, а выход - к другомувходу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения,первый вход которого соединен с выходом блока дискретного масштабногопреобразователя, а второй вход - с924590 4теля некомпенсации, синхраниэирующийвход - к третьему выходу блока управления, а выход - к одному из входовблока совпадения, другой вход которого соединен с четвертым выходом бло"ка управления.На чертеже представлена функциональная схема преобразователя среднеквадратического значения напряжения.1Устройство содержит переключатель 1, ключ 2, электротепловой компаратор 3, источник 4 образцовогонапряжения, усилитель 5 некомпенсации, широтно-импульсный модулятор б,блок 7 совпадения (логический элемент И), ключ 8, генератор 9 импуль.сов, счетчик 10 импульсов, блок 11сравнения, счетчик 12 импульсов,триггер 13 и блок 14 управления.Устройство работает следующим образом.Работа происходит в два такта.Напервом такте переключатель 1 замыкается в положение, в котором электротепловой компаратор 3 подключаетсячерез ключ 2 и переключатель 1 ковходу устройства, Измеряемое напряжение подается ко входу электротеплового компаратора 3 в течение интервалов времени, определяемых длительностью импульса Я с выхода триг-.гера 13 и формируемых с постояннымпериодом Т, задаваемым блоком 14 управления. Триггер 13 устанавливается в единичное состояние в моментпереполнения счетчика 12 импульсови в нулевое - при равенстве кодовв счетчиках 10 и 12 импульсов, Установка же в нулевое состояние счетчика 10 производится блоком 14 управле. -ния в конце каждого периода Т.(3) одним из выходов источника вспомогательного напряжения, другой выход ко торого подключен к третьему входу переключателя, блок управления, первый выход которого соединен со вторым входом блока дискретного масштабного преобразования, второй выход - с четвертым входом переключателя, третий выход - со входом индикатора, а вход - с выходом блока 10 сравнения 21,Недостаток устройства связан с незначительной частотной полосой при большой регулируемой глубине обратной связи усилителя иэ-за трудности 15 обеспечения устойчивой работы усилителя во всем диапазоне регулирования. Цель изобретения - расширениечастотного диапазона преобразуемого20напряжения.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь среднеквадрати-,ческого значения напряжения, содержащий электротепловой компаратор, первый из входов которого подключен квыходу источника образцового напряжения, а выход - к входу усилителя некомпенсации, переключатель, один изсигнальных входов которого соединен30с общим входом устройства, другойсигнальный вход - с выходом усилителя некомпенсации, а управляющий вход .с первым выходом блока управления,генератор импульсов, блок сравнения,введены два счетчика импульсов,триггер, широтно-импульсный модулятор, два ключа и блок совпадения,причем счетный вход первого счетчикаимпульсов подключен.к выходу генератора .импульсов непосредственно, асчетный вход второго счетчика импульсов " через первый из ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока совпадения, разрядные выхоДы обоих счетчиков импульсов подключейы к входам блока сравнениявыход которого соединен с одним извходов, триггера, другой вход триггера подключен к выходу старшего разряда первого счетчика импульсов, а вы- фход - к управляющему входу второгоключа, установленного между выходомпереключателя и вторым входом электротеплового компаратора, вход сбросавторого счетчика импульсов соединен 55с вторым выходом блока управления,сигнальный вход широтнр-импульсногомодулятора подключен к выходу усилиСреднеквадратическое значение по. следовательности импульсов, пропорциональных напряжению компенсации компаратора 3, соответствуетцссс - Ои (1)Образованная замкнутая статическая система первого порядка стремится к установлению равенства924590 6формула изобретения 10 откуда 55 5После окончания всех переходных процессов блок 14 управления запрещает прохождение импульсов с выхода - широтно"импульсного модулятора 6 че" рез блок 7 совпадения на управляющий 5 вход ключа 8, При этом в счетчике 10 импульса остается записанным код, пропорциональный найряжению 00 в момент установления равенства Оо, = Оф:,8 о втором такте блок 14 управления переключает переключатель 1 вположение, в котором на электротепловой компаратор 3 подается последовательность импульсов с амплитудой,равной ампли 1 уде выходного напряжения Овь с тем же постоянным перио. дом Т, задаваемым блоком 14 управления и длительностью импульсов Т, 20зафиксированной в счетчике 10 импульсов в конце первого такта,Образованная замкнутая статическая система стремится к состояниюравновесия, при котором среднеквадратическое значение последовательности импульсов становится эквива"лентным постояннЬму напряжению ис,точника образцового напряжения 4Овых Т = Оо: ., (4)Так как во втором такте Т, Т,Оастались такими же как и в концепервого такта, то из (3) и (4) следует, что 35Овых = Ох (6)Из выражения (6) видно, что преобразователь осуществляет линейное преобразование среднеквадратического значения входного сигнала в постоянное напряжение.Преобразователь работает в одной точке характеристики электротеплового компаратора. 3. Преобразование напряжения некомпенсации в интервал времени, запоминание того интервала времени и замена усилителя с регулируемым коэффициентом передачи на ключ, открываемый на зафиксированный интервал времени, позволяет существенно расширить частотный диапазон преобразователя. Преобразователь среднеквадратического Значения напряжения, содержащий электротепловой компаратор,первый из входов которого подключен к выходу истоцника образцового напряжения, а выход - к входу усилителя некомпенсации, переключатель, один иэ сигнальных входов которого соединен с общим входом устройства, дру" гой сигнальный вход - с выходом уси" лителя некомпенсации, а управляющий вход - с первым выходом блока управления генеоатор импульсов, блок сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона преобразуемого напряжения, в него введены два счетчика импульсов, триггер, широтно-импульсный модулятор, два ключа и блок совпадения, причем счетный. вход пер" вого счетчика импульсов подключен к выходу генератора импульсов непосред" ственно, а счетный вход второго счетчика импульсов - через первый из ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока совпадения,разрядные выходы обоих счетчиков импульсов подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с одним из входов триггера другой вход триггера подключен к выходу стар. шего разряда первого счетчика импульсов, а выход - к управляемому входу второго ключа, установленного между выходом переключателя и вторым вхо" дом электротеплового компаратора, вход сброса второго счетчика импуль" сов соединен с вторым выходом блока управления, сигнальный вход широтно" импульсного модулятора подключен к выходу усилителя некомпенсации, синхронизирующий вход - к. третьему выходу блока управления, а выходк одному,из входов блока совпадения, другой вход которого соединен с .четвертым выходом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Орнатский П.П, Автоматические измерения и приборы. К., "Вища школа", 1971, с. 509-510.2. Авторское свидетельство СССР й 221163, кл. С 01 В 19/26,1966.