Измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения

/О С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) И ТЕЛЬ СРЕДН ПЕРЕМЕННОГ два интегр дого из ко но включен(72) Ю.А, Громов и А,В. Тырышкин (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте ,им. С.М. Кирова(56) 1. Патент ФРГ В 2054120, кл. 21 Э 12/02, 1972.2. Авторское свидетельство СССР В 732756, кл. С 01 К 19/02, 975. ЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАЕВЫПРЯМЛЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ0 НАПРЯЖЕНИЯ, содержащийирующих КС-звена, вход кажторых через последовательные индивидуальный входной ключ, однополупериодный выпрямительи выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммамидля подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтированиндивидуальным разрядным ключом иподключен к входу того же согласующего блока и к одной из входных цепей селектора напряжения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, н неговведены полосовой фильтр, блок деления и блок умножения, причем входполосового фильтра и один иэ входовблока деления соединены с клеммамидля подключения источника измеряемого напряжения, другой вход блокаделения подключен к выходу полосового фильтра, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом селекторанапряжения.Изобретение относится к злектроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации вольтметров, а также в компенсационньгх стабилизаторах напряжения в ка" честве датчика сигнала обратной связи,Известен измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения, содержащий два интегрирующих КС-звена, вход каждого иэ которых через однополупериодный выпрямитель соединен с клеммами для подключения источника изме- . ряемого напряжения, а выход эашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к одной из входных цепей селектора напряжения 1 .Недостаток устройства заключаетсЯ 20 в низкой точности преобразования, поскольку при принятой схеме величина итогового напряжения на конденсато" рах КС-звеньев отображает искомое средневыпрямленное значение измеря емого напряжения лишь весьма приближенно.Наиболее близким к предлагаемому является измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения, содержащий два интегрирующих КС-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной ключ, однополупериодный выпрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтирован разрядным ключом и подключен к входу 40 того же согласующего блока и к одной из входных цепей селектора напряжения 23.Недостаток известного устройства проявляется в низком быстродействии, 45 ограниченном прежде всего частотой измеряемого напряжения. При практическом применении известного преоб- . разователя не обеспечивается возможность получения информации о средне- выпрямленном значении напряжения в каждый момент времени.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения, содержащий два интегрирующих КС-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной ключ, однополупериодный выпрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к входу того же блока согласования и к одной из входных цепей селектора напряжения, введены полосовой Фильтр, блок деления и блок умножения, причем вход полосового фильтра и один иэ входов блока деления соединены с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, другой вход блока деления подключен к выходу полосового фильтра, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом селектора напряженияНа фиг, 1 представлена функциональная схема измерительного преобразователя средневыпрямленного значения переменного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его принцип действия, причем индексы при напряжениях соответствуют цифровым позициям блоков на фиг. 1. Устройство содержит два интегрирующих КС-звена, выполненных на резисторах 1 и 2 (фиг. 1) и конденсаторах 3 и 4, входные ключи 5 и 6, однополупериодные выпрямители 7 и 8, согласующие блоки 9 и 10, разрядные ключи 11 и 12, селектор 13 напряжения, полосовой Фильтр 14, блок 15 деления и блок 16 умножения, Позициями 17, 18 на схеме обозначены клеммы для получения источника измеряемого напряжения. Вход интегрирующего КС-звена 1, 3 соединен с клеммами 17, 1.8 через последовательно включенные входной ключ 5, однополупериодный выпрямитель 7 и выходную цепь согласующего блока 9, а вход интегри- рующего КС-звена 2,4 - через последовательно включенные входной ключ 6, одиополупериодный выпрямитель 8 и выходную цепь согласующего блока. 10. Выход интегрирующего КС-звена 1, 3 зашунтирован разрядным ключом 11 и подключен к входу согласующего блока 9 и к первой входной цепи селектора 13 напряжения. Выход интегрирующего КС-звена 2, 4 зашунтирован разрядным ключом 12 и подключен к входу45 где Т - период измеряемого напряженияПИмп - номер произвольного периода;ль - постоянная .времени КС-звена 1 через селектор 13 напряжения проходит на блок 16 умножения, В конце периода напряжение на конденсаторе 3 обнуляется разрядным ключом 11 и процесс повторяется. Второе КС-звено работает 55 аналогично. На конденсаторе 4 формируется напряжение (фиг. 2 6 ) со сдвигом во времени на полупериоде измеря 3 1112согласующего блока 10 и к второй входной цепи селектора 13 напряжения, Входполосового фильтра 14 и один из входов блока 15 деления соединены с клеммами 17 и 18, другой вход блока 15деления подключен к выходу полосового фильтра 14, а выход - к первомувходу блока 16 умножения, второй входкоторого соединен с выходом селектора 13 напряжения, 1 ОУстройство работает следующим образом,Измеряемое напряжение Пм(фиг,24),определяемое выражением0=ФО 51 Ы,где 2(1) - произвольно изменяющаясяво времени возмущающая функция, черезвыпрямители 7 и 8, исключающие инверсную проводимость входных ключей 5 и6, и через согласующие блоки 9 и 10поступает на КС-звенья 1, 3 и 2, 4.Ключи 5 и 6 замыкаются на время одного полупериода,.причем один из ключей, например 5, замыкается в четныеполупериоды измеряемого напряжения01, а другой ключ, например 6,в нечетные, При замыкании ключа 5конденсатор 3 первого из КС-звеньевначинает заряжаться. Ввиду того, чтосогласующий блок 9 имеет большое входное и малое выходное сопротивления,напряжение на его выходе повторяет.напряжение на конденсаторе 3 и суммируется с измеряемьм напряжениемП. По окончании полупериода ключ355 размыкается, а конденсатор 3 оста-ется заряженным в течение следующегополупериода. При этом величина напряжения П 3 (фиг. 2 Е ) на конденсаторе403, определяемая выражением 297 4емого напряжения 0 им . Таким образом, на выходе селектора 13 формируется идеально сглаженное напряжение0 (фиг. 2 ), величина которогопропорциональна среднему .значениюнапряжения 0 ,Полосовой фильтр 14, выполненный,например, в виде резонансного контура,включенного последовательно с резистором, выделяет из измеряемого напряжения П м первую гармонику кП ядие (фиг. 2), где К - коэффициент передачи Фильтра 14 на частотепервой гармоники. Блок 15 деленияосуществляет операцию деления напряжения П рм на выделенную первую гармонику. Йа выходе блока 15 делениявырабатывается сигнал П 1(фиг. 2 В ),пропорциональный возмущающей Функции1 И 1 0 г 5 и сей Г К. (Я15б 0 ;о с 1,Блок 16 умножения производит операцию перемножения напряжений П 1 иП 1, поступающих с выходов селектора13 и блока 15 деления, в результатеего образуется напряжение П 6(фиг,24,рпределяемоЕ какО 4 0)ТЕЮЪ= . (1,3 С1 лТ2Такимобразом, на выходе блока 16перемножения и всего устройства вцелом формируется напряжение, пропорциональное средневыпрямленному значению напряжения в каждый момент времени. Иными словами учет возмущающейфункции 1(Г) позволяет фактически поЛучать информацию не о среднем заполупериода напряжении, а о том, какую величину имело бы средневыпрямленное значение, если бы измеряемый сигнал был синусиодапьным и его текущеезначение быпо бы равно в данный момент мгновенному значению.Предлагаемый измерительный преобразователь имеет быстродействие надва порядка выше, чем известные устройства аналогичного назначения,С его использованием обеспечиваетсявозможность создания стабилизаторовсредневыпрямленного значения напряжения с синусоидальной формой выходного сигнала, т,е. стабилизаторовмгновенного значения переменного напряжения.. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 6452/30 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж10нного комиений и отРаушска Пета СССРытийнаб д.