Устройство для измерения среднего значения тока

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН д)4 001 Н 19 РЕТЕНИЯ ТЕПЬСТВУ МЕРЕНИЯ СР относится к обласий. Может быть исмерений средних иг. судАРственный номитет сссРО делАм изОБРетений и ОтнРыти(71) Ленинградский ордена Трудово- го Красного Знамени институт точной механики и оптики(56) Авторское свидетельство СССР В 473958, кл, С 01 К ф 9/22, 1972.Авторское свидетельство СССР У 665273, кл. С 01 К 19/22, 1976.(54) УСТРОЙСТВОНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА(57) Изобретениети электроизмеренпользовано для из значений импульсов произвольной формы и длительности, Цель изобретения - повышение точности измерений.,Для этого в устройство, содержащееключи 1, 2, 3, интеграторы 13,14, 16компаратор 15, шину 11 опорноготока, блок управления 8, выходнуюшину 17, введены ключи 4,5,6,7,преобразователь 12 напряжения в ток.Блок8 управления содержит два ЗК-триггера, три логических элемента НЕ,логический элемент И. В материалахизобретения приведена электрическаяпринципиальная схема блока управления. Устройство позволяет изменятьвремя усреднения в соответствии сдлительностью усредняемого импульса тока, а следовательно, повыситьточность измерения. 1 з.п, ф-лы,4 ил.Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерений средний значенийимпульсов произвольной формы и длительности.Цель изобретейия - повышение точности измерений путем изменения времени усреднения в соответствии сдлительностью усредняемого импульсатока,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы его работы, нафиг.3 таблица состояния ключей, нафиг.4 электрическая принципиальная схемаблока управления.Устройство для измерения среднего значения тока содержит первый1, второй 2, третий 3, четвертый 4,пятый 5, шестой 6, седьмой 7 ключи,блок 8 управления, входную сигнальную шину 9, шину 10 управления, шину 11 опорного тока, преобразователь 12, напряжения в ток, первый13, второй 14 интеграторы, компаратор 15 напряжения, третий интегратор 16, выходную шину 17.Входная сигнальная шина 9 соеди-. нена через седьмой ключ 7 с общей шиной, а через первый ключ 1 - с входом второго интегратора 14,выход которого подключен к входу компаратора 15 напряжения, Шина 11 опорного тока подключена через второй ключ 2 к входу первого интегратора 13, через пятый ключ 5 - к входу третьего интегратора 16, выход которого соединен с выходной шиной 1 и через шестой ключ 6 - с общей шиной. Выход первого интегратора 13 соединен с входом преобразователя 12 напряжения в ток,. выход которого через третий ключ 3 соединен с.входом второго интегратора 14, а через четвертый ключ 4 - с общей шиной. Первый вход блока 8 управления соединен с шиной 10 управления, а его второй вход - с выходом компаратора 15 напряжения и управляющим входом пятого ключа 5, Первый выход блока 8 управления соединен с управляющим входом седьмого ключа 7, второй выход - с управляющими входами первого 1 и второго 2 ключей, третий, чет" вертый и пятый выходы - соответственно с управляющими входами третье" го 3, четвертого 4 и шестого 6 ключей.Блок 8 управления (фиг.3) содержит первый 18 и второй 19 Ж-триг"5 геры, первый 20, второй 21 и третий22 логические элементы НЕ и логический элемент И 23. Первый входблока 8 управления соединен с С-вхо-.дом первого триггера 18, управляе мым передним фронтом импульса, и сС-входом второго триггера 19, управляемым задним входом импульса. Второй вход блока 8 управления соединен с 8-входом второго триггера 19и через третий элемент НЕ 22 - сК-входом второго триггера 19. цвыход второго триггера 19 соединенс третьим выходом блока 8 управления и через второй элемент НЕ 21 20 с К-входом первого триггера 18,который через первый элемент НЕ 20 под"ключен к 8-входу первого триггера 18.0-выход и Я-выход первого триггера18 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 8 управления, Я-выход второго триггера19 соединен с четвертым выходом блока 8 управления. Я-выходы первого18 и второго 19 триггеров подключе" 30 ны к первому и второму входам эле,мента И 23, выход которого соединенс пятым выходом блока 8 управления.Устройство для измерения среднего значения тока работает следуюЗ 5 щим образом.В исходном состоянии Тключи1,2,3,5 разомкнуты, а ключй 6,7,4замкнуты. Измеряемый ток дИ) иопорный токчерез входную сигналь ную шину 9 и шину 11 опорного токасоответственно и замкнутые ключи6,7 протекают на общую шину (см. таб"лицу на фиг, 2 б, где "0" - разомкнутое состояние ключей, "1" - эамк нутое состояние).Рабочий цикл устройства начинается, когда через шину управления 10.на первый вход блока 8 управленияпоступает импульс запуска с длитель костью Т , равной времени усреднения. Поганый цикл работы устройства можно разделить на два интервала: интервал Т, , в течение которого выполняется йнтегрирование измеряемого и опорного токов, и интервал Т, в течение которого выделя,.ется среднее значение 1, измеряемого тока, 1273823На первом интервале Т при посЦср туплении импульса запуска с шины 10 управления ключи 1,2 и 4 замыкаются, а ключи 6,7 и 3 размыкаются. Измеряемый ток 1(С) через замкнутый ключ 1 протекает на вход первого интегратора 13, состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью, Опорный ток 1 через замкнутый ключ 2 протекает на вход второго интегратора 14, также состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью. Напряжение на выходе первого интегратора 13 к концу первого интервала имеет значениеСр 11, = -- ха, (1)о оде С - емкость интегратора.Напряжение на выходе второго интегратора 14 к концу первого интервала имеет значение1 ср ), -1 Йе (1), оВыходное напряжение второго интегратора 14 с помощью преобразователя 12 преобразуется в ток(3)Нг 1 - проводимость преобразо- "Рвателя. ок 1 Р через замкнутый ключ 4 екает на общую шину, иНа втором интервале Т) производится разряд первого интегратора 13 и заряд третьего интегратора 16, также состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью. По окончании импульса за 1 пуска, подаваемого на шину 10,ключи 1,2 и 4 размыкаются, а ключи 2,3 и 5 замыкаются. При этом измеряемый ток (й) протекает через шину 9 и замкнутый ключ 7 на общую шину устройства, а опорный ток 1 через шину 11 и замкнутый ключ 5 протекает на вход третьего интегратора 16. Одновременно выходной ток 1 преобР разователя 12 через замкнутый ключ 3 протекает на вход первого интегратора 13, и к концу второго интервала напряжение на его выходе равно нулю(4) оМомент равенства нулю выходного напряжения первого интегратора 13 фиксируется компаратором напряжения 15, который управляет ключом 5.В соответствии с выражением (4)длительность второго интервала 1 1 ТС 1хо лр ср(5) т.е. пропорциональна среднему значению 1 измеряемого тока за выбхс20Ранное вРеРмЯ УсРеднениЯ Т,гР .Напряжение на выходе третьего интегратора 16 к концу второго интервала имеет значение Т,р25 1 1Ц = ( 1, (е) Йс)1 р ср Ус(6)р Ги следовательно, также пропорционально среднему значению измеряемого тока за время усреднения Т)1,рБлок 8 управления ключами работает следующим образом.З 5 При поступлении на его первыйвход управляющего импульса, длнтель.ность которого равна времени усреднения Т , первый триггер 18 попереднему фронту импульса на С-вхо 4 О де устанавливается в состояние,прикотором на втором выходе формируется высокий логический уровень, ана нервом выходе - низкий,Управляющий импульс поступает,также на С-вход второго триггера 19,который по К-входу управляется сигналом, поступающим на.второй входблока управления от компаратора 15.При поступлении управляющего им 5 О пульса второй триггер 19 по 3-входуустанавливается в состояние, прикотором на третьем выходе образуется низкий логический уровень, а начетвертом выходе - высокий. Послеокончания управляющего импульса второй триггер по С-входу задним фронтом импульса устанавливается в состояние, при котором на третьем вы1273823 1 О 15 Н-входом первого триггера, который40 через первый элемент НЕ подключен к ходе устанавливается высокий логический уровень, а на четвертом выходе - низкий.Импульс, поступающий на второй вход блока 8 управления, по К-входу устанавливает второй триггер 19 в противоположное состояние, при котором на третьем выходе устанавливается низкий логический уровень, а на четвертом выходе - высокий,Импульс на пятом выходе длительностью Тх имеет низкий уровень при наличии на первом и четвертом выходах блока 8 управления низких логических уровней. Логические уровни с выходов блока 8 управления поступают на управляющие входы ключей, причем низкий логический уровень обеспечивает закрытое, а высокий - открытое состояния , ключей.Использование изобретения позволяет изменять время усреднения, а следовательно, повысить точность измерения при изменении длительности усредняемого импульса тока. Формула изобретения 1. Устройство для измерения среднего значения тока, содержащее первый, второй и третий ключи, выходы которых подключены к входам соответственно первого, второго и третьего интеграторов, компаратор, вход которого соединен с выходом первого интегратора, выход - с управляющим входом третьего ключа,а второй вход - с общей шиной, входы второго и третьего ключей подключены к шине опорного тоКа, блока управления, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей,выход третьего интегратора соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены четвертый, пятый, шестой и седьмой ключи и преобразователь на 25 30 35 пряжения в ток, причем вход первого ключа соединен с входной шиной ичерез четвертый ключ - с общей шиной,шина опорного напряжения соединеначерез пятый ключ с общей шиной, выход второго интегратора подключен к входу преобразователя напряженияв ток, выход которого соединен через шестой ключ с входом первого интегратора и через седьмой ключ - собщей шиной, второй выход блока управления соединен с управляющим входом четвертого ключа, третий, четвертый и пятый выходы блока управления - соответственно с управляющими входами пятого, шестого и седьмого ключей, первый вход блока управления подключен к шине управления, а его второй вход - к выходу компаратора.2, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ ления выполнен из двух Л 1-триггеров,первого, второго и третьего логических элементов НЕ и логического элемепта И, при этом первый вход блокауправления соединен с С-входом первого триггера, управляемым переднимФронтом импульса и с С-входом второго триггера, управляемым заднимФронтом импульса, второй вход блокауправления соединен с Б-входом второго триггера и через третий элемент НЕ - с-Н-входом второго тригге"ра, Я - выход второго триггера соединен с третьим выходом блока управления и через второй элемент НЕ - с 8-входу первого триггера, Ц - выходи Я - выход первого триггера соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока управления, а ( -выход второго триггера - с четвертым выходом блока управления, Я выходы первого и второго триггеровподключены к первому и второму входам элемента И, выход которого соединен с пятым выходом блока управления.1273823 Составитель А. ПучковскийТехред Л.Сердюкова 1(орректо Редактор Н. Швыдкав а уска аказ 6470/4 28 Подписно твенного комитета СССР бретений и открытий -35, Раушская наб д. ТиражИ Государпо делам из13035, Москва,ВНИИП изводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна