Устройство для измерения средних значений напряжения любой формы

Клаеа 23 е, 36 М. 1 О 3552 С (. , ) ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИД ЬСТВУ Уряшзон Е. И. РозенФельд, А. В. Наумов, Л. В. Рахманинов ЕДНИХ ЗНАЧЕНИИФОРМЫ,СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЛЮБЗаявсено 10 сентября 1955 г. за М 20593,452593 в Министерство свяан СССР 11 редметом изобретения является устройство для измерения средних значений напряжения любой формы, основанное на заряде конденсатора.В предлагаемом устройстве для осуществления указанного измерения по шкале прибора, имеющего градуировку, не зависящую от времени интегрирования в интервале времени измерения, не превышающего 500 сек., а также расширения диапазона измеряемых уровней до бО дб без переключения шкал и автоматизации процесса измерения с автоматичсским поддержанием постоянства начального показания прибора, применена схема, содержащая две интегрирующие цепочки, логярифмометр, компенсационнус схему и управляющую схему.Одна из интегрирующих цепочек предназначена для интегрирования измеряемого, а другая - опорного напряжения.Логарифмометр служит для получения логарифма отношения измеряемого и опорного напряжений.1(омпенсационная схема дает возможность расширить пределы логарифмирования. Управляющая схема автоматически осуществляет математические действия интегрирования, логарифмировацця и деления. Ня фцг. 1, 2, 3, 4 показаны схемы прсдлагяемого устройства в разлцчцыс моменты цзмеренцй.Измеряемое напряженцс подается ца вход устройства и интегрируется в цепочке ЛС, состоящей цз сопротивления Я, и конденсаторов Сь С-., Сз, С., На вход второй интегрирующей цепочки на схеме клеммы . Е), состоящеи из сопротиьлецця Я и конденсаторов С;С;,. С;, Са, подключается постоянное эталонное напряженис Е, равное мяк цмальному напряжению, которос может измеряться прибором.Во время интегрирования конденсаторы в каждой интегрирующей цепочке соединяются параллельно, Последуощая схема прибора от интегрирующих цепочек отключается для того, чтобы избежать влияния на рсзультаты ццтегрировацця ионных токов ламп. По окончании интегрирования конденсаторы С, С, С., С. и С;Се, Сг, Са отключаются от сопротивлений Р, ц Я. ц персгругпшровывяются в каждой интегрирующей цсцочкс в последовятельцос сссдцненцс. При этом процсходги умножение цроинтегрирозянного напряжения ня число конденсаторов т, е. ца 4). Введение такой коммутации ко.,дсцсаторов вызвано следуошей причиной.Для нормальной работы логярифмометра навход его необходимо подавать напряжение порядка 800- - 1000 в, При двадцатипроцентном заряде конденсаторов интегрирующей цепочки для выполнения этого условия ня вход приборасобходимо было бы подавать напряжение порядка 4000 - -5000 в. Использование умножения проиптегрировагцсогоапряжения позволяет уменьшить подаваемое на вход приоораяпряжеис до 800 - 1000 в.Проинтегрировяццысяряжея поступасот на логарифмомстр, состоящий из диода 7 с включенным последовательно большим сопротивлением Яз. Использование логарифмирования в тракте устройства позволяет получить 5 лирокий дияязон измерений, я также даст возможность осуществить весь диапязо;сзмереций в одной шкале.При использовании В качестве;огарифмомстря диода 7 с последовательно включенным сопротивлением порядка 100 иф:) диапазон измерений получается равным 60 дб.Группа конденсаторов С, С 2, Сз, С подключается к логарифмомстру, я конденсатор выходной цепи С, олключается параллельно анодой цепи усилителя,1. (фиг. 2).Ламга .Т представляет собой двойной триод. Одна половина его - . катодцый повторитель с больпгим входным сопротивлением, оно служит 1,язвязывасощей ступеньо, другая половия - усилитель, сооря- ный по мостовой схеме, в диагсиг, которой и включаются конденсаторы выходной цепи Сп и С. Таким обр- зом, прологарифмировацосапряжение усиливается и нарушает сс- ланс моста. От рязсялянсровсцогс напряжения заряжается сосдссс тор выходной цепи С,.Затем вход логарцфмомстрясрс - ключается к конденсаторам второй группы С,;С, С-С 8, а в диагональ л 5 оста включается конденсатор выходной цепи Со (фиг. 3). По окогчации заряда конденсатора Сс коцлс саторы выходной цепи Сп и С,о соединяются последовательно тясю Образом, чтобы напряжения ца цих вьщитались, и подключаются к прибору с большим входным сопротивление"., Л фиг. 4), Таким прибором может быть ламповый вольтметр постоянного напряжения.Конденсаторы выходной цепи С и С,0 производят вычитание прологарифмированцых напряжений, а также автоматически поддерживают начальный баланс выходной цепи устройства.Поддержание начального баланса устройства производится следуктщим образом.Как уже было сказано, усилитель собран по мостовой схеме. При отсутствии напряжения на входе логарпфмометра мост сбалансирован. Однако от таких причин, как изменение питающих усилитель напряжений, температуры и т. д., баланс моста может нарушиться. Но от напряжения разбалансировки будут заряжаться оба выходных конденсатора Си Сс, и при вычитании это напряжение компенсируется.Все указягшые выше переключения в устройстве в процессе измерения производятся автоматически при О- мощи последовательно срабатывающих ламп, в анодные цепи которых включены коммутируощнс реле, Згсектронная автоматика в устройстве может быть заменена мехяцсческой.Автоматика строится таким сорязом, чтосы в положении, соспыетстыующем изображенному ня фиг. 1, схема находилась в течение заданного времени интегрирования. В поло- ЖЕНИЯХ, СООТВЕТС;ТВУ 50 нсИХ ИЗООРЯ- женцым на фиг, 2 и 3, схема должна находиться по 0,5 сек., после чего переходит в положение, показанное ня фиг. 4. На этом заканчивается цикл измерения. Включение устройствая следующее измерение осуцествлястся вручную.Автоматическое устройство ззволяст также вестисрсрыыцыс измерения, Прц этом в положении, оказаном на фиг, 4, схемаиходцтся 2 - 3 сек., необходимыс;сля с цятя оказаний, затем автоматческисреходит в положеие, данное а фиг. 1, и т. д. Автоматизация работы устройства сильно снижает погрсшюсть измерений, а также значительо облегчает работу с устройством.1 аССИХЯ:свгс 5 По РСиОСТЬ. ООРС.ловленная отклонениями от нормального закона интегрирования, будет составлять не более 107,. Предмет изобретенияУстройство для измерения средних значений напряжения любой формы, основанное на заряде конденсатора; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления указанного измерения по шкале прибопа, имеющего градуировку, не зависящую от времени интегрирования в интервале времени измерения, не превышающего 500 сек., а также расширения диапазона нзмеряемых уровней до 60 дб без псреключеия шкал и автоматизации процесса измерения с автоматическим поддержанием постоянства начального показания прибора; применена схема, содержащая две интегрирующие цепочки, одна из которых предназначена для интегрирования измеряемого, а другая - опорного напряжений, логарифмометр для получения логарифма отношения измеряемого и опорного напряжений, компенсационную схему для расширения пределов логарифмирования и управляющую схему для автоматичсского осуществления математических действий интегрирования, логарифмирования и деления.