Преобразователь действующего значения напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 н 974576 ополнительное к авт. сви 21) 3250830/18 2) Заявлено 20.05,(511 М. Кл присоединением 03 К 13/20 Государственный комите СССР по делам изобретений и открытий,Юрманов 1 А ТЕНТ ГХИ 1 ЧЕСН /БЛИНГЦ Пензенский политехнический инсти Заявител ИЧЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУНАПРЯЖЕНИЯ электро- едназнапостроении тметров соединен с ователя компе а входы перка, второй устройства уп мирователя ения, втоподключен ду устройства од последнего входами перепеременного тока.Известен преобразователь действующего значения напряжения в постоянное напряжение, в котором используются два преобразователя среднего значения напряжения и формирователь опорного напряжения 1.Недостатками данного преобразователя являются наличие сложного узла-формирователя опорного напряжения, а также низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий переключатель, устройство управления, квадратичный преобразователь напряжения в частоту, формирователь компенсирующего напряжения, переключатель, первый счетчик, схему совпадения кодов, счетчик, причем первый вход переключателя соединен с выходом формирователя компенсирующего напряжения, а выход - со входом квадратичного преобразователя напряжения в частоту выход последнего через переключатель подключен к входам счетчиков, выход ст уе аай стниОвх це 5 цего пер- препоставленной ель действующе я, содержащий квадратичный жения в частоту тель, соединенныеО Изобретение относится измерительной технике и чено для использования и аналоговых и цифровых во схемы совпадения кодоводним из входов формирсирующего напряжения,вый - с выходом счетчис выходами счетчика иравления, и входом форкомпенсирующего напряжрой вход переключателяк входной клемме и вхоуправления, второй выхсвязан с управляющимиключателей.Работа преобразователя осущеляется в два цикла и программирся устройством управления 23Недостатком данного преобразтеля является невысокое быстродвие, так как на одно преобраэое затрачивается время,по крайре, не меньшее, чем 4 и+1 периодного сигнала, где и - числосятичных разрядов кода.Цель изобретения - повышениестродействия.Для достиженияли в преобразоватзначения напряженивый переключатель,образователь напряи второй переключайоследонательно, устройство управления, первый вход которого подключен к входной клемме и первому входу первого переключателя,а выход к управляющим входам первого и второго переключателей, формирователь ком пенсирующего напряжения, выход которого связан со вторым входом первого переключателя, введены генератор стабильной частоты, первый и второй ключи, два двоичных умножителя и ана лизатор частот, причем выход генератора стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя непосредстненно, а с первым входом второго - через нторой ключ, вторые входы первого и второго двоичных умножителей подключены к выходам второго переключателя и первого ключа соответственно, управляющие входы ключей соединены с управляющим входом второго переключателя,информационный вход последнего соединен с информационным:входом первого ключа, первый и второй входы анализатора частот подключены к выхо 25 дам двоичных умножителей, а первый выход соединен с входом Формирователя компенсирующего напряжения,второг выход соединен с вторым входом устройства управления и с управляющими входами двоичных умножителей,На чертеже показана структурная схема преобразователя.Схема содержит первый переключатель 1, устройствоуправления, квадра тичный преобразователь 3 напряжения в частоту, формирователь 4 компенсирующего напряжения, второй переключатель 5, генератор б стабильной частоты, дна ключа 7 и 8, два дво О ичных умножителя 9 и 10, и анализатор 11 частот, причем первый переключатель 1, квадратичный преобразователь 3 напряжения в частоту и второй переключатель 5 соединены после довательно, первый вход устройства 2 управления подключен к входной клемме и к первому входу первого переключателя 1, а выход - к управляющим входам первого 1 и второго 5 переключателей, выход Формирователя 4 компенсирующего напряжения связан со вторым входом первого переключателя 1, выход генератора 6 стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя 9 непосредствен но, а с первым входом второго двоичного умножителя 10 - через второй ключ 8, вторые входы первого 9 и второго 10 двоичных умножителей подключены к выходам второго пере ключателя 5 и первого ключа 7 соответственно, управляющие входы ключей 7 и 8 соединены с управляющим входом второго переключателя 5,информационный вход последнего соединен 65 с информационным нходом первого ключа 7, первый и второй входы анализатора 11 частот подключены к выходам двоичных умножителей 9 и 10, а первый выход соединен со входом формирователя 4 компенсирующего напряжения, второй выход соединен со вторым входом устройства 2 управления и с управляющими входами двоичных умножителей 9 и 10.Работа преобразователя осущестнляется н дна цикла и программируется устройством 2 управления.В первом цикле Т , равном или кратному периоду Т преобразуемого напряжения 0 ф в управляющий счетчик первого двоичного умножителя 9 с выхода квадратичного преобразователя 3 напряжения н частоту пОступает число И импульсон, равноегде Г - выходная частота квадратичкного преобразователя 3 напряжения в частоту;К - коэффициент пропорциональности,юТ( = Тр 1и - 1,2,3 - целое число,постоянное напряжение,Ч - действующее значение преобразуемого напряжения.Одновременно в управляющий счетчик второго двоичного умножителя 10 через ключ 8 поступает число Ь импульсов- Гоп ГХгде Гр - выходная частота генератора б стабильной частоты.Двоичные умножители имеют следующую функцию преобразованияйЬЫ Йгде Г ,- выходная частота двоичногоумножителя,й - код управляющего счетчика,М - емкость всех счетчиков,Г - опорная частота.Следовательно, по истечении первого цикла Т с ныхода первого двоЪичного умножителя 9 на первый входанализатора 11 частот непрерывнопоступает частотаВо втором цикле Т на вход квадраМг.тичного преобразователя 3 напряжения в частоту подключается компенсирующее напряжение 0 с выхода Формирователя 4 компенсирующего чапряжеНГощт,и заданной погрешностью преобразования.,При погрешности, равной 0,1Если й = 10000 и минимальное знай -х чение Г = 10 Гц, то т = 10 с, Отсю да Т = 7 10 с. Для достижения анаця.логичной точности в устройстве-прототипе длительность второго цикла преобразования равна 16 аТ . Таким образом, видно, что предлагаемое устройство обладает большим быстродействием, особенно в области инфранизкого и низкого частотного диапазонов. Кроме того, у предлагаемого устройства имеется возможность увеличения быстродействия путем увеличения быстродействия квадратичного преобразователя напряжения частота, без потерь в точности всего преобразования. 30 ния. При этом выход квадратичного преобразователя 3 напряжения в частоту соединен через первый ключ 7 со вторым входом второго двоичного умно- жителя 10. Выходная частота Г этого умножителя равна2од з.ык Н, Къ"о-Чхд) где Г - частота с.выхода квадратичного преобразователя 3 напряжения в частоту во втором цикле,Анализатор 11 частот непрерывно сравнивает две частоты 1 и Г и дает соответствующий сигнал формирователю 4 компенсирующего напря 15 жения о необходимости изменения О . По достижении равенства частот Г =1 получаем ЧкЧи управляющий код в формирователе 4 компенсирующего напряжения пропорционален действующему значению преобразуемого напряжения. На этом кончается второй цикл и далее работа преобразователя осуществляется аналогичным образом, 25Длительность второго цикла преобразования определяется значением постоянной времени Формула изобретенияПреобразователь действующего значения напряжения, содержащий первый переключатель, квадратичный преобразователь напряжения в частоту и второй переключатель, соединенные последовательно, устройство управления, первый вход которого подключен к входной клемме и первому входу первого переключателя, а выход к управляющим входам первого и второго переключателей, формирователь компенсирующего напряжения, выход которого связан с вторым входом первого Ьереключателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор стабильной частоты, первый и второй ключи, два двоичных умножителя и анализатор ча"тот, причем выход генератора стабильной частоты соединен с первым входом первого двоичного умножителя непосредственно, а с первым входом второго - через второй ключ, вторые входы первого и второго двоичных умножителей подключены к выходам второго переключателя и первого ключа соответственно, управляющие входы ключей соединены с управляющим входом второго переключателя, информационный вход последнего соединен с информационным входом первого ключа, первый и второй входы анализатора частот подключены к выходам двоичных умножителей, а первый выход соединен с входом формирователя компенсирующего напряжения, второй выход соединен с вторым входом устройства управления и с управляющими входами двоичных умножителей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 201535, кл. Н 03 К 13/20, 1967.2. Мартяшин А.И. Шахов Э.К иШляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения М., "Энергия", 1976,с.180 (прототип).974576 Составитель Н.Козлов хред А,Бабинец Корректор Н.Коро Редакто олинич аз 873 е илиал ППП "Пате оектная, 4 г. Ужгоро/77 Тираж 959ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская Подписа СССР наб.,д. 4