Устройство для сравнения напряжений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 894664(5)М. Кл. С 05 В 1/01 Гооударотееней комитет СССР во делам изобретений . и открытий. 33 ( 088. 8) Дата опубликования описания 30. 12,81(72) Авторы изобретения Э,И. Цимбалист и С.А. Пожидаев Томский ордена Октябрьской Революции н ордена 4 Красного Знамени политехнический институт им. С,Г 1. Кирова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к электро- измерительной технике, в частности к классу прецизионных сравнивающих устройств, применяемых для измерения разности действующих значений двух переменных напряжений по методу периодического сравнения, и может быть использовано при построении прецизионных индикаторов отклонения напряжения от установленного уровня.По основному авт. св, Р 63658410 известно устройство для сравнения напряжений, содержащее автоматический переключатель, первый усилитель, измерительный преобразователь, фильтр15 нижних частот, схему управления, соединенную с одним из входов переключателя, два других входа которого соединены с выходами источников сравниваемых сигна 20 лов, а выход переключателя через первый увилитель соединен со входом измерительного преобразователя, выход которого соединен со входом первого блока выборки и хранения информациии с первым входом второго блока выборки и хранения информации, выходыкоторых соединены со входами вычитающего блока, выход которого соединенс выходом устройства и со входом вто-рого усилителя, при этом выход второго усилителя подключен через третий блок выборки и хранения информации ко второму входу второго блокавыборки и хранения информации, а второй выход второго блока выборки ихранения информации соединен черезтретий усилитель и Фильтр нижнихчастот с управляющим входом первогоусилителя, а с управляющими входамипервого, второго и третьего блоковвыборки и хранения информации.соединены второй, третий, четвертый выходы блока управления 11. Недостатком известного устройства является низкая точность сравнения напряжений вследствие влиянияаддитивной погрешности измерительного преобразователя.Пель изобретения - повышение точности сравнения напряжений,Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство введеныблоки выделения максимального и минимального значений напряжения, дополнительный блок вычитания и делительнапряжения, выход которого являетсявыходом устройства, а вход через дополнительный блок вычитания подключенк выходам блоков выделения максимального и минимального значений напряжения, информационные входы которыхсоединены с выходом основного блокавычитания, а управляющие входы соответственно со вторым и третьим выходами блока управления,На Фиг. 1 представлена схема устройства для сравнения напряжений, ана фиг. 2 и 3 - эпюры, иллюстрирующиепринцип сравнения двух переменных напряжений при наличии аддитивной погрешности - медленного относительно периода коммутации дрейфа,Устройство (фиг. 1) содержит автоматический переключатель 1, усилитель2, который через Фильтр 3 нижних частот соединен с управляющим входом уси -лителя 4, выход которого соединен совходом измерительного преобразователя5, второй Фильтр 6 нижних частот,блоки 7 и 8 выборки и хранения инФормации, выходы которых подсоединены ко входам блока 9 вычитания, усилитель 10, блок 1 выборки и хранения информации, блок 12 управления,блоки 13 и 14 выделения максимального и минимального значений напряжения, дополнительньй блок 15 вычитания и делитель 16 напряжения.Устройство работает следующим образом,1(оммутирующее прямоугольное напряжение (Фиг. 2 с) поступает из блока 12 управления на управляющий входавтоматического переключения 1, который поочередно подключает сравниваемые напряжения Ои О, на вход усилителя 4. На выходе усилителя 4 образуется амплитудно-модулированное напряжение, амплитуда огибающей которого несет информацию о разности значений сравниваемых сигналов О и О 0(Ф на Фиг, 2). Измерительный пре -образователь 5 выделяет огибающуюамплитудно-модулированного напряжения, и после Фильтрации второй гармо 94664 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 4ники в Фильтре 6 нижних частот сигнал псступает на входы блоков 7 и 8 выборки и хранения информации. Для записи в блоки 7 и 8 измерительной информации (Фиг. 2 д) после окончания переходных процессов на Фильтре 6 нижних частот блок 12 управления формирует две последовательности строб-импульсов (фиг. 25, Ь), при этом каждый импульс в последовательности Формируется. в конце соответствующего полупериода коммутирующего напряжения (Фиг. 2 б). При воздействии строб-импульсов на блоки 7 и 8 обновление информации в этих блоках производится, таким образом, через интервалы времени, равные Т . При условии отсутствия линейного дрейфа измерительного преобразователя 5 выходные напряжения блоков 7 и 8 представляли бы собой постоянные напряжения, отличающиеся друг от друга на величину полезной информации о (Фиг. 2 ъ,В), Но поскольку выходное напряжение реального электротеплового преобразователя представляет собой сумму полезной информации с периодом повторения Т, и медленного (относительно Тк) линейного дрейфа (Фиг. 23), то выходные сигналы блоков 7 и 8 представляют собой ступенчатые напряжения (Фиг. 2 е,ж), Эпюра (фиг, 2 а), показывающая выходное напряжение блока 9 вычитания, показывает, что при наличии аддитивной погрешности выходное напряжение содержит наряду с постоянной по величине полезной информацией о переменную составляющую частоты коммутации Т, являющуюся паразитным сигналом, приводящим к снижению точности измерения. Естественно, что величина амплитуды помехи прямо пропорциоиальна периоду коммутирующего напряжения Ти пропорциональна Сс, где с 1, -угол наклона прямой линейно нарастающего напряжения измерительного преобразователя.Для исключения мешающей переменной составляющей выходное напряжение блока 9 (Фиг, 2 Ъ и Зд) подается на входы блоков 13 и 14 выделения максимального и минимального значений напряжения стробирование работы блоков 13 и 14 осуществляется синхронно со стробированием блоков 7 и 8 при помощи последовательностей импульсов-стробов (фиг. 26, Ьи ЗБ,Ь). Как следует из эпюр (Фиг. Зъ,д), блок 14 запоминает и хранит напряжение,соответствующее минимальному. уровню выходного напряжения блока 9 1 фиг. Зь)) а блок 13 запоминает и хранит напрякение, соответствующее максимальному напряжению блока 9 (фиг. 33). После вычитания в дополнительном блоке 15 вычитания и деления пополам в делителе 16 на выходе устройства остается лишь полезная информация офи(фиг. Зе),Таким образом, в предлагаемом устройстве путем вычисления среднего арифметического при помощи системы стробирования с запоминанием удается значительно ослабить аддитивную погрешность измерительного преобразователя, сохранив при этом требуемое быстродействие системы. Применение подобного устройства для построения дифференциальных указателей напряжений позволяет создать точные высоко- чувствительные устройства периодического сравнения действующих значений переменных напряжений с высоким быстродействием. Формула изобретения Устройство для сравнения напряжений по авт. св. У 636584, о т л и -3 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поповышения точности сравнения напряжений, в него введены блоки выделениямаксимального и минимального значенийнапряжения, дополнительный блок вычиОтания и делитель напряжения, выход. которого является выходом устройства,а вход через дополнительный блок вычитания подключен к выходам блоковвыделения максимального и минимальИ ного значеный напряжения, информационные входы которых соединены свыходом основного блока вычитания,а управляющие входы соответственнос вторым и третьим выходами блокаЪО управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свидетельство СССРР 636584, кл. 6 05 В 1/01, 197623 (прототип).894664 е Составитель С. Беландактор Е, Папп Техред М, 1(о1 ректор У. Пономаренко Надь пис 1487/76 Тир ИПИ Государстве по делам изобре аж 943 П нного комитета СССР тений и открытий 35, Раушская наб. каз В