Устройство для измерения эффективного значения напряжения переменного тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 938173(23) Приоритет но делам изобретений н открытий(51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано, в частности, в системах автоматического контроля радиоэлектронного оборудования,Известны устройства для измерения (преобразования) эффективногозначения переменного напряжения,содержащие последовательно соединенные ключ, входной усилитель,мостовой фото- или термопреобразователь (мост с термистором в одномиз плеч), усилитель разбаланса,атакже блок памяти, индикатор и блоксинхронизации, Работа устройстваоснована на использовании методазамещения измеряемого переменногонапряжения напряжением постоянноготока 11.Однако это устройство имеет невысокое быстродействие, ограниченное относительно медленным линей ным изменением замещающего напряжения, Увеличение скорости иэменения этого напряжения приводит кувеличению погрешности эа счетинерционности автобалансного мостаи управляющего устройства.Цель изобретения - повышение 5.быстродействия устройства.Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательносоединенные ключ, входной усилитель, мостовой термопреобраэователь,усилитель разбаланса, блок памяти,а также индикатор и блок синхронизации, введены дополнительный блокпамяти, два блока вычитания, блокумножения и корнеиэвлекающий блок,при этом выход усилителя разбаланса соединен с вторым входом входного усилителя и с первым входомпервого блока вычитания второй 1 о вход которого соединен с выходомблока памяти, а выход первого блока вычитания соединен с первымвходом второго блока вычитания ипервым входом блока умножения, вход93817дополнительного блока памяти соединен с выходом входного усилителя,выход дополнительного блока памятисоединен с вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, выход которого через корнеизвлекающий блок подключен к входуиндикатора, а управляющие входы ключа, блоков памяти и индикатора сое одинены с соответствующими выходамиблока синхронизации.На чертеже представлена блоксхема устройства.Устройство содержит ключ 1, входной усилитель 2, мостовой термопреобразователь 3, усилитель 4 разбаланса, блок 5 памяти, дополнительныйблок 6 памяти, первый блок 7 вычитания, второй блок 8 выцитания, блок9 умножения, корнеизвлекающий блок10, блок 1 1 синхронизации и индика -тор 12.Устройство работает следующим образом, 25Усилитель 2, выполненный по схемесуммирующего усилителя, мостовойтермопреобразователь 3, усилитель4 разбаланса образуют замкнутоекольцо автоматического поддержанияна входе преобразователя 3 постоянной величины (сопят.) эффективногозначения суммы сигналов: входного,поступающего через ключ 1 и усилитель2, и сигнала обратной связи в виде35постоянного напряжения, поступающегос выхода усилителя 4 разбаланса,Постоянство эффективного значения суммы напряжений обусловленотем, цто мост, составленный изпостоянных сопротивлений и фотосопротивления, будет сбалансированФтолько при одной величине термосопротивления и, следовательно, при определенной мощности сигнала Р 1, пос 45тупающего на лампочку накаливанияфотопреобразователя или нить подогрева термопреобразователя,При балансе моста Рд =сопз2ОлдФф =Овх К ф(ООр) К = сопзй (1)где О ф - эффективное напряжениена входе термопреобразователя 3;ОдР - приведенное значение начального смещения (дрейф) 55усилителя 2;К - коэффициент усиления усилителя 2,3 4Разомкнутому состоянию ключа 1 соответствует некоторое напряжение постоянного тока О в точке 13.При этом О,афф в (Оя 1 Одр) А (2)При замкнутом состоянии ключа 1 на вход усилителя 2 поступает измеряемое напряжение, при этом в силу постоянства эффективного значения напряжения в точке 14 напряжение в точке 13 изменяется и принимает значение Оц.При этомО вфф=О К + (О +О ) 1 С (3)Принимая (О В+ О др) К= Ос 1 - на и ряжение в точке 14 при разомкнутом ключе 1.Из выражений (2) и (3) получаем Таким образом, величина измеряемого напряжения связана определеннойзависимостью с начальным напряжениемпостоянного тока в точке 14 - О,при разомкнутом ключе и значенияминапряжения постоянного тока Ои8ОЦикл работы устройства состоитв общем случае из двух тактов.1-ый такт. Блок 11 синхронизацииподает команду на размыкание ключа1, на запоминание постоянных напряжений О и О. Эти напряжениязапоминаются блоками 5 и 6 памятисоответственно,2-ой такт. По команде блока 11синхронизации ключ 1 замыкается, навыходе усилителя 4 разбаланса устанавливается напряжение Оц , первыйблок 7 вычитания формирует сигнал,соответствующий разности напряженийО -О 1, второй блок 8 вычитанияЬх 81формирует сигнал, соответствующийОс-(О -О ), далее сигналы блоВ 1ков 7 и 8 вычитания перемножаютсяв блоке 9 умножения, Корнеизвлекающий блок 10 обеспечивает получениесигнала, пропорционального квадратному корню из выходного сигналаблока 9 умножения, Поступающий таким образом на индикатор 12 сигналсоответствует эффективному значениювходного переменного напряжения.Следует отметить, чтьо в силу определенной стабильности элементов схемы нет необходимости перед каждым измерением устанавливать ключ1 в исходное (разомкнутое) положение, значения Ос, и О, полученныеодин раз, могут быть использованымногократно в течение достаточнодлительного времени. Эти значениямогут периодически, через заданныеинтервалы времени обновляться,Обеспечение необходимого режима работы производится блоком 11 синхронизации,Таким образом, в предлагаемомустройстве время измерения в основном определяется временем одного переходного процесса в автобаланснойсхеме, что повышает его быстродействие.формула изобретенияУстройство для измерения эффективного значения напряжения переменного тока, содержащее последовательно соединенные ключ, входной усилитель, мостовой термопреобразователь, усилитель разбаланса, блок памяти, а также индикатор и блок синхронизации, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополйительный блок памяти, два блокавычитания, блок умножения и корне-,извлекающий блок, при этом выходусилителя раэбаланса соединен с 5 вторым входом входного усилителя ис первым входом первого блока вычитания, второй вход которого соединенс выходом блока памяти, а выход первого блока вычитания соединен с 1 О первым входом второго блока вычитания и первым входом блока умножения,вход дополнительного блока памятисоединей с выходом входного усилителя, выход. дополнительного блока па мяти соединен с вторым входом второго блока вычитания, выход которогосоединен с вторым входом блока умножения, выход которого через корнеизвлекающий блок подключен к входуиндикатора, а управляющие входы ключа, блоков памяти и индикатора соеди.нены с соответствующими выходамиблока синхронизации.Источники информации,25 принятые во внимание при экспертизе1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряже. Эо ния в постоянное. М "Советское радио", 1977, с. 152, рис. 335ставитель хред А, А Редакто озо Тираственногобретениж 35,ПодписноР 717комитета С и открытий ушская наб 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная аэ 52/ 7 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москв