RU205166U1 - Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное - Google Patents
Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное Download PDFInfo
- Publication number
- RU205166U1 RU205166U1 RU2021109970U RU2021109970U RU205166U1 RU 205166 U1 RU205166 U1 RU 205166U1 RU 2021109970 U RU2021109970 U RU 2021109970U RU 2021109970 U RU2021109970 U RU 2021109970U RU 205166 U1 RU205166 U1 RU 205166U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- differentiator
- converter
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 241000218657 Picea Species 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of AC into DC
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и может быть использована для измерения переменного напряжения путем преобразования его в постоянное в широком диапазоне частот. Преобразователь содержит дифференциатор, блок деления, два амплитудных детектора, аналоговый перемножитель, два квадратора, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход измерительного преобразователя соединен с входами первого квадратора и дифференциатора, выход которого соединен с первым входом блока деления, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом измерительного преобразователя, первый вход аналогового перемножителя подключен к выходу блока деления, причем вход преобразователя соединен с входом первого амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом аналогового перемножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выход дифференциатора через второй амплитудный детектор соединен со вторым входом блока деления.Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение быстродействия преобразователя. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и может быть использована для измерения переменного напряжения путем преобразования его в постоянное в широком диапазоне частот.
Известен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное [Патент на ПМ №163230 РФ, МПК G01R 19/22, опубл. 10.07.2016 г.], содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, суммирующее устройство и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего устройства, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя.
Недостатком данного преобразователя является то, что наряду с высоким быстродействием и точностью его область применения ограничивается только измерением напряжения промышленной частоты, так как фазосмешатель обеспечивает фазовый сдвиг в 90° только на этой частоте. На других частотах преобразователь не выполняет своей функции, так как его выходное напряжение будет иметь значительную переменную составляющую, соизмеримую с постоянной.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное [Патент на ПМ №168459 РФ, МПК G01R 19/22, опубл. 5.08.2016 г.], содержащий дифференциатор, блок деления, первый и второй квадраторы, сумматор, блок извлечения квадратного корня, компаратор и преобразователь частота-напряжение, причем вход измерительного преобразователя соединен с входами дифференциатора, первого квадратора и компаратора, выход которого соединен с входом преобразователя частота-напряжение, выход которого соединен со вторым входом блока деления, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора, выход блока деления соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом измерительного преобразователя.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного преобразователя является низкое его быстродействие особенно в области низких частот, обусловленное применением в устройстве преобразователя частота-напряжение, в схеме которого на выходе используется фильтр нижних частот. При этом постоянная времени фильтра нижних частот выбирается достаточно большой исходя из обеспечения заданных пульсаций выходного напряжения управления на самой нижней частоте рабочего диапазона, что предопределяет низкое быстродействие устройства во всем рабочем диапазоне частот.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение быстродействия преобразователя.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий дифференциатор, блок деления, первый и второй квадраторы, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход измерительного преобразователя соединен с входами первого квадратора и дифференциатора, выход которого соединен с первым входом блока деления, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом измерительного преобразователя, дополнительно введены первый и второй амплитудные детекторы и аналоговый перемножитель, первый вход которого подключен к выходу блока деления, причем вход преобразователя соединен с входом первого амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом аналогового перемножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выход дифференциатора через второй амплитудный детектор соединен со вторым входом блока деления.
Существенными отличиями предлагаемого преобразователя являются введение первого и второго амплитудных детектора и аналогового перемножителя, а также новая организация связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышение быстродействия преобразователя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений uвх, u1-u5 и uвых.
Преобразователь (фиг. 1) содержит дифференциатор 1, блок деления 2, два амплитудных детектора 3 и 4, аналоговый перемножитель 5, два квадратора 6 и 7, сумматор 8 и блок извлечения квадратного корня 9.
Преобразователь работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение переменного тока uвх=Um вхsinωt подается на входы дифференциатора 1 и амплитудного детектора 3.
На выходе дифференциатора 1 формируется напряжение u1, сдвинутое по фазе относительно uвх на угол 90° в сторону опережения, амплитуда которого пропорциональна частоте ω входного сигнала uвх (фиг. 2):
где Um вх - амплитуда входного напряжения;
U1m - амплитуда выходного напряжения дифференциатора;
ω - круговая частота входного напряжения;
R - сопротивление резистора дифференциатора;
С - емкость конденсатора дифференциатора.
После деления выходного напряжения дифференциатора на его амплитуду U1m, формируемую амплитудным детектором 4, в блоке деления 2, на его выходе формируется напряжение u2=cosωt с единичной амплитудой, которое поступает на первый вход аналогового перемножителя 5.
В аналоговом перемножителе 5 производится перемножение напряжения u2 с амплитудным значением входного напряжения Um вх, поступающим с амплитудного детектора 4, в результате на его выходе формируется напряжение uвых=Um вхcosωt, тем самым происходит восстановление амплитуды входного напряжения Um вх.
Напряжения uвх=Um вхsinωt и u3=Um вхcosωt подаются на входы соответственно квадраторов 6 и 7.
На выходах квадраторов 6 и 7 формируются противофазные напряжения u4 и u5, полученные после возведения в квадрат напряжений uвх и u3, которые пульсируют с двухкратной частотой входного сигнала 2ω и имеют постоянную составляющую:
После суммирования напряжений u4 и u5 в сумматоре 8 и преобразований, на его выходе имеем напряжение u6, не содержащее переменной составляющей:
После операции извлечения квадратного корня в блоке извлечения квадратного корня 9 на его выходе и на выходе устройства формируется напряжение uвых.
Выходное постоянное напряжение uвых устройства не содержит переменной составляющей, а его величина равна амплитуде измеряемого входного напряжения Um вх, то есть пропорционально действующему значению Uвх.
Таким образом, исключение из устройства преобразователя частота-напряжение позволило избавиться от фильтра нижних частот на его выходе, тем самым достигнут технический результат - повышение быстродействия преобразователя.
При практической реализации предлагаемого устройства дифференциатор 1 можно выполнить по известной схеме на операционном усилителе (ОУ) с времязадающей RC-цепью. Блок деления 2 можно выполнить на ОУ, включив перемножитель напряжений на микросхеме КР525ПС3 в цепь его отрицательной обратной связи. При этом вход x перемножителя необходимо подключить к выходу ОУ, выход через резистор - к инвертирующему входу, а на вход y подать напряжение U1m с выхода амплитудного детектора 4. Амплитудные детекторы 3 и 4 можно выполнить по одной из известных схем (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 292, рис. 11.17; стр. 304, рис. 11.29). Аналоговый перемножитель 5 можно выполнить на микросхеме КР525ПС3. При построении квадраторов 6 и 7 можно использовать перемножители напряжений на микросхеме КР525ПС3, объединив входы x и y. Сумматор 8 представляет собой обычный сумматор на ОУ. В качестве блока извлечения квадратного корня 9 можно использовать схему на ОУ, включив квадратор в цепь его отрицательной обратной связи.
Claims (1)
- Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий дифференциатор, блок деления, первый и второй квадраторы, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход измерительного преобразователя соединен с входами первого квадратора и дифференциатора, выход которого соединен с первым входом блока деления, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом измерительного преобразователя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первый и второй амплитудные детекторы и аналоговый перемножитель, первый вход которого подключен к выходу блока деления, причем вход преобразователя соединен с входом первого амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом аналогового перемножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выход дифференциатора через второй амплитудный детектор соединен со вторым входом блока деления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109970U RU205166U1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109970U RU205166U1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU205166U1 true RU205166U1 (ru) | 2021-06-29 |
Family
ID=76756198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021109970U RU205166U1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU205166U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211214U1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-05-25 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1307359A1 (ru) * | 1985-07-12 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я Г-4149 | Измеритель отношени переменных напр жений |
RU2231797C1 (ru) * | 2002-11-25 | 2004-06-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
US7015597B2 (en) * | 2003-09-11 | 2006-03-21 | Square D Company | Power regulator for power inverter |
RU162209U1 (ru) * | 2016-02-02 | 2016-05-27 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное |
RU167006U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2016-12-20 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU168459U1 (ru) * | 2016-08-05 | 2017-02-03 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
-
2021
- 2021-04-09 RU RU2021109970U patent/RU205166U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1307359A1 (ru) * | 1985-07-12 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я Г-4149 | Измеритель отношени переменных напр жений |
RU2231797C1 (ru) * | 2002-11-25 | 2004-06-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
US7015597B2 (en) * | 2003-09-11 | 2006-03-21 | Square D Company | Power regulator for power inverter |
RU162209U1 (ru) * | 2016-02-02 | 2016-05-27 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное |
RU167006U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2016-12-20 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU168459U1 (ru) * | 2016-08-05 | 2017-02-03 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211214U1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-05-25 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU104402U1 (ru) | Функциональный генератор | |
RU205166U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU168459U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU206669U1 (ru) | Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения | |
RU189666U1 (ru) | Устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения | |
RU167006U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU187664U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU168431U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU2644612C1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU215007U1 (ru) | Преобразователь активной мощности в напряжение постоянного тока | |
RU204713U1 (ru) | Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы | |
RU222700U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU223943U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU226073U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU214610U1 (ru) | Преобразователь активной мощности в напряжение постоянного тока | |
RU196044U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU163230U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU206322U1 (ru) | Делитель частоты гармонического сигнала | |
RU205068U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU206074U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU168701U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU163765U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU196115U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU226232U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU211821U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |