Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

. 7 088.81 ае делам кзееретеккй и еткрытвй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУ 1 ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯБЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано прн построении точных аналоговых и циФровых вольтметров для измерения напряжения переменно. го тока,Известен преобразователь средне- квадратического значения переменного напряжения в постоянное, содержащий два встречно включенных по выходу термопреобразователя, разностный выход которых соединен с входом усилителя постоянного тока выход которого соединен с входом одного из нагревателей, а вход второго нагревателя соединен с входом преобразователя 111 . Недостатком этого преобразователя является наличие дрейфа нуля усилителя постоянного тока, температурной зависимости характеристик, что ведет к снижению точности .преобразования. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь переменного напряженияв постоянное, содержащий линейныйпреобразователь. переменного напряжения в постоянное, квадратор, выходкоторого подключен к первому входупервого сумматора, соединенный через последовательно включенные первый ключ и запоминающее устройство 1 Ос вторым входом первого сумматора,выход которого через последовательно соединенные усилитель постоянного тока, второй ключ и интеграторсвязан с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом линейного преобразова-теля, а выход сумматора соединен свыходом преобразователя и с входоммодулятора, выход которого через 20последовательно соединенные третийи четвертый ключи связан с входомпреобразователя и с двумя параллельными каналами, каждый из которых со,О 3 держит входной блок и квадратор 21.Однако преобразователь не обеспечивает достаточно высокой точностии быстродействия из-за наличия дрейФа нуля усилителя постоянного тока,температурной зависим сти характерис.тик, а также работы в широком динамическом диапазоне входного сигналатермопреобразователей.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия преобразования фПоставленная цель достигается тем,что в преобразователь действующего 1 фзначения переменного напряжения впостоянное, содержащий линейный пре-образователь переменного напряженияв постоянное, квадратор, первый сумматор, первый вход которого через 20первый ключ и блок памяти соединенс вторым входом первого сумматора,выходкоторого соединен через последовательно включенные усилитель пос" тоянного тока, второй ключ, интегра- И тор с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к выход" ной клемме преобразователя и через последовательно соединенные модулятор, третий и четвертый ключи - к 30 входной клемме преобразователя, введены аналого;цифровой преобразователь, регистр памяти, цифроаналого-вый преобразователь, дополнительный усилитель постоянного тока, широкополосный усилитель с управляемым коэффициентом передачи, причем второй вход второго сумматора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с 40 управляющим входом широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи и через последовательно включенные регистр памяти, аналого-цифровой преобразователь и линей 45 ный преобразователь среднеквадратического значения напряжения с входной клеммой преобразователя, между третьим и четвертым ключами включен другой вход широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен через последовательно включенные квадратор и дополнительный усилитель постоянного тока с первым входом первого сумматора. На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя, на фиг.2 - временные диаграммы,4ПРеобразователь содержит входную клемму 1, линейный преобразователь 2 переменного напряжения в постоянное напряжение, аналого-циФровой преоб" разователь (АЦЛ) 3, регистр памяти .4, цифроаналоговый преобразователь 5Э широкополосный усилитель 6 с управляемым коэффициентом передачи, квадратор 7, усилители 8 и 9 постоянного тока, сумматоры 1 О и 11, блок 2 памяти, ключи 13-6, интегратор 17, модулятор 18, выход 19.Работа преобразователя осуществляется в два такта, при этом входное напряжение 1 х С) преобразуется с помощью преобразователя 2 в величину, пропорциональную входному напряжению, которая постоянно измеряется с помощью аналого-циФрового преобразователя 3.В первом такте замыкаются ключи 3 и 15, а 14 и 16 размыкаются. Одновременно с замыканием ключей осуществляется подключение на время пер. вого такта выходных шин АЦП 3 к ре-гистру памяти 4, при этом устанав . ливается коэФФициент передачи широкополосного .усилителя 6 равнымО;,1+Я=очаг где А - коэффициент пропорциональности, Вя - суммарная погрешность аналого-цифрового преобразователя 3, преобразователя 2 и широкополосного усилителя б. Входное напряжение 0 Й) поступает на сигнальный вход широкополосного усилителя 6 с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным измеряемому сигналу. Выходной сигнал широкополосного усилителя 6, представляющий собой почти постоянное по среднеквадратичному значению напряжение, совпадающее по Форме и частоте с входным сигналом, поступает на вход инерционного квадратора 7. При этом выходное напряжение квадратора 7 усиливается усилителем постоянного тока 8 и через ключ 15 запоминается в блоке 12. Выражение для напряжения в запоминающем блоке имеет вид1Ъц= т,Кчагх) ц 4 фгде К - коэИициент передачи инерционного квадратора 7;Ку - коэффициент усиления усилителя постоянного тока 8.Во втором тактеключи 14 и 16 замыкаются, а ключи 13 и 15 размы5каются, при этом выходное напряжение сумматора 11, являющееся выходным напряжением преобразователя, равное алгебраической сумме выходного напряжения цифроаналогового преоб. разователя 5 и напряжения коррекции с выхода интегратора 17 поступает через модулятор 18 на вход широкополосного усилителя 6, с выхода котого через квадратор 7 и усилитель 8 0 постоянного тока поступает на второй вход сумматора 1 О, на первый вход которого поступает напряжение 11 ц, полученное в первом такте. Разностное выходное напряжение сумматора 10 усиливается усилителем 9 постоянного тока и поступает на вход интегратора 17.При этом уравнение второго такта принимает вид 20 9113 Формула изобретения Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий линейный преобразователь переменного напряжения впос 1 оянное, квадратор, первый сумматор, первый вход которого через первый ключ и блок памяти соединен свторым входом первого сумматора, выход которого соединен через последовательно включенные усилитель постоянного тока, второй ключ, интегратор. с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к выходной клеммепреобразователя и через последовательно соединенные модулятор, третий и четвертый ключи - квходной клемме преобразователя, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразования, в него введены аналого-циФровой преобразователь, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь, дополнительный усилитель постоянного тока, широкопо,лосный усилитель с управляемым коэффициентом передачи, причем второй вход второго сумматора соединен с выходом цифроаналогового преобразова. теля, вход которого соединен с управляющим входом широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи и через последовательно включенные регистр памяти, аналого-цифровой преобразователь и линейный преобразователь среднеквадратического значения напряжения с входной клеммой преобразователя, между третьим и четвертым ключами включен другой вход широкополосного усилителя с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен через последовательно включенные квадратор и дополнительный усилитель постоянного тока с первым входом первого сумматора. где Цп Э 5 40(,К 7 ГФйф 12.) Км Кчу 1- ОрКг Кц + Ор - Оьых или подставляя значение для 11 Ч впоследнее уравнение получим. Кт НОп "Ог 1 Км Кчаг 3 Ку -1М Кю 1.1) КуК 2 Ки + Оц Обью. выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 5, равное И 11-8 п);суммарная погрешностьпреобразования;выходное напряжение интегратора 17;коэффициент передачи модулятора 18;коэффициент передачи усилителя 9 постоянного тока;К - коэффициент передачи ин 45тегратора 17;13 ь - выходное напряжение преобразователя, равное1-1 п+ЖПри достаточно большомКРКу Кцт,К и . 1 получим50 (11 п+И 2) Км=,.1 или 11 ьых К= 11при Км=Ибц, =Иоткуда видно, чтовп 1.1 ЦаУвеличение точности в данной схеме достигается ва счет увеличения коэффициента усиления широкополосного усилителя 6 с изменяющимся коэфФициентом передачи при уменьшении 55 6 входного сигнала, что равноценно по- вышению чувствительности. Повышение быстродействия в предлагаемом устройстве достигается за счет работы квадратора почти в иэотермическом режиме в отличиеот известного, в котором квадратор работает в широком динамическом диапазоне при изменении входного сигнала.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения 9355 8в постоянное. М., "Советское радио",977, с. 3.2. Авторское свидетельство СССРУ 549748, кл. С О Й 9/22, 09.06.75.Ф911355 Составитель Н.ЧистяковаН.Данкулич Техред Т,Иаточка Корректор С.Шекм илиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, у тная,1114/32 . Тираж 719 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений. 113035, Москва, Ж, Ра