Вольтметр действующего значения

и 834528 Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУс присоединением заявки рв Госудерстеенный комитет(21)Приоритет ио делом изобретений и открытий с Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М 20Дата опубликования описания 30.05.81 П, П, Першенков, Б. В. Султанов, Э, К, Шаховои В, М. Шляндин(72) Авторы изобретения Пензенский политехнический институт(54) ВОЛЬТМЕТР ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации цифрового, контроля переменного напряжения.Известно устройство, обеспечивающее измерение действующего значения напря 5 жения и содержатпее, в частности, после довательно соединенные функциональные блоки квадратирования, усреднения и извлечения квадратного корня 1.1 ОНедостатки известного устройства заключаются в значительной инерционности и больших погрешностях измерения при контроле действующих значений напряжения в широком динамическом диапазоне.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является вольметр действующего значении, принцип действия которого основан на разновременном сравнении действующего значения измеряемого напряжения и постоянного компенсирующего напряжения, при котором процесс подбора компенсирукице го напряжения, равного действующему 2значению измеряемого напряжена, осуществлаетса. во втором цикле функционирования устройства путем дискретного уравновешивания. Вольтметр содержит квад- . ратичный преобразователь напряжения в частоту, выход которого через соответствующие ключи соединен со счетными входами двух счетчиков импульсов, блок сравнения кодов, информационные входы которого подключены к выходам счетчт ков импульсов, формирователь компенсирующего напряжения, переключатель, блок управлениа, один иэ входов которого соединен с общим входом устройства и первым входом переключателя, другой вход- с выходом блока сравнения кодов, а вьтходы - с управляющими входами ключей, счетчиков импульсов, формирователя компенсирующего напряжения и переключателя Г 21Недостатки известного устройства также связаны с существенной инерционюстью и ощутимыми погрешностями большой длительностью каждого такта функ3 83452щюнирования устройства, а погрешности- наличием дрейфа усилителя в преобразователе напряжения в частоту и имеющейся несимметрией опорных напряжений5Цель. изобретения - повышениебыстродействия и точности,Поставленная цель достигается тем,что в вольтметр действующего значения,содержащий квадратичный преобразова Отель напряжения в частоту, выход которого через соответствующие ключи соединен со счетными входами двух счетчи-фков импульсов, блок сравнения кодов, информационные входы которого подключенык выходам счетчиков, импульсов, формиро,ватель компенсирующего напряжения, переключатель, блок управления, один извходов которого соединен с общим входом устройства и первым входом пе- гореключателя, другой вход - с выходомблока сравнения кодов, а выходы - суправляющими входами ключей, счетчиков импульсов, формирователя компенсируклпего напряжения и переключателя., вве - 25дены блок предварительной оценки напряжения, лок изменения полярности,аналоговый сумматор и источник добавочного напряжения, причем вход блокапредварительной оценки напряжения полк золючен к выходу одного из счетчиковимпульсов, а выход - к управляющемувходу источника добавочного напряжения, сигнальный вход блокаизмененияполярности соединен с соответствующим 35выходом формирователя компенсирующего напряжения, управляклций вход - ссоответствукипим выходом блока управленин, а выход- со вторым входомпереключателя, входы аналогового сумматора подключены к выходам .переключателя и источника добавочногонапряжения, а выход - ко входу квадратичного преобразователя напряжения вчастоту. На чертеже представлена функциональная схема вольтметра действующего зиачения.В состав устройстВа Входят переключа 5 О тель 1, аналоговый сумматор 2, блок 3 управления, квадратичный преобразователь 4 напряжения в частоту, ключи 5 и 6, счетчики 7 и 8 импульсов, блок 9 сравнения кодов, блок 10 предварительной 55 оценки напряжения, источник 11 добавочного напряжения, блок 12 изменении полярности и формирователь 13 компенсирующего напряжения. 8 4Алгоритм функционирования предлагаемого вольтметра действующего значения основан на резковременном сравнении действующего значения измеряемого напряжения и постоянного компенсирующего напряжения, причем процессу измерения предшествует предварительный такт, в течение которого осуществляется предвари тельны оценка напряжения. Если действующее значение напряжения принадлежит нижней части шкалы прибора, то в следующем такте квадратируется, усредняется, и запоминается сумма измеряемого и некоторого постоянного добавочного напряжений, а дискретное уравновешивание,.в последующих тактах производится суммой компенсирующего и добавочного напряжений с изменением полярности компенсирующего напряжения в середине каждого такта. Если же действующее значение измеряемого нап. ряжения принадлежит верхней части шкалы прибора , то процесс преобразования производится аналогично, однако добавочное напряжение во всех тактах полагается равным нулю.Работа устройства происходит в три цикла, В первом цикле переключатель 1 находится в верхнем положении, ключ 5 открыт, а ключ 6 закрыт, На вход преобразователя 4 напряжения в частоту. поступает измеряемое напряжение Ох, Ъ время первого цикла Т. в счетчике 7 импульсов накапливается число импульсов М, соответствующее где О - действующее значение измеряемого напряжения,Миф- опорное напряжение ичастота .преобразователя 4 напряжения в частоту,- коэффициент, определяемый такжепараметрами преобразователя 4 .Задача првдварительной оценки в блоке10 предварительной оценки напряжения состоит в выявлении факта, превышает илинет М половину динамического диапазонаприбора МПо формуле (1 ) можно зараннее наэтапе проектирования вычислить числоЯ соответствующее значению Ц,При этом блок 10 будет определять соотношение чисел Ми Мщ . ЕслиММ, значит Ч (и надо вво1 Н фдйть добавочное напряжейие до, еслиже М( Мизначит Ч ) Чц и вводить ЧдЯ,нет необходимости.7 83452Увеличение быстродействия и точностиприбора расширяет динамический диапазонизмеряемых напряжений,5Формула изобретения Вольтметр действующего значения, содержащий квадратичный преобразователь напряжения в частоту, выход кото О рого через соответствующие ключи соединен со счетными входами двух счетчиков импульсов,. блок сравнения кодов, информашвнные входы которого подключены к выходам счетчиков импульсов, 15 формирователь компенсируклпего нап - ряжения, переключатель, блок управления, один из входов которого соединен с общим входом устройства ипервым входом переключателя., другой вход - с выходом 20 блока сравнения кодов, а выходы - с управляющими входами ключей, счетчиков импульсов, формирователя компенсирующего напряжения и переключателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью повьпдения быстродействия и точ 8 8ности, в него введены блок предварительной оценки напряжения, блок измененияполярности, аналоговый сумматор и источник добавочного напряжения, причем входблока предварительной оценки напряженияподключен к выходу одного из счетчиковимпульсов, а выход - к управляющемувходу источника добавочного напряжения,сигнальный вход блока изменения полярности соединен с соответствующим выходом формирователя компенсирующегонапряжения, управляющий вход - с соот,ветствуюшим выходом блока управления,а выход - со вторым входом переключателя, входы аналогового сумматора подключены .,к выходам переключателя, и источника добавочного напряжения, а выходко входу квадратичного преобразователя напряжения в частоту. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР222735, кл. Н 03 К 13/20, 1967.2. Авторскоесвидетельство СССР367389, кл.601 Я 19/26, 1971..Филиел ППП фпетентн, г. уигороа, ул. ПРоект э 4094/67 ВНИИПИ по де 113035, Москва, Ж