SU732756A1

SU732756A1 - Measuring transducer

Info

Publication number: SU732756A1
Application number: SU752145068A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Васильевич Кобзев; Юрий Михайлович Лебедев
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1975-06-13
Publication date: 1980-05-05

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(54) MEASURING CONVERTER

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при-создании электроизмерительных приборов, а также в компенс ционных стабилизаторах напр жени , Известен измерительный преобразователь , содержащий две преобразующие RC-цепи, вход каждой из которых через выпр митель соединен с источникем измер емого напр жени , а выход, зашунтированный разр днъи клю чсм, управл емым .от систел управлени , - с входом согласуивдего устро ства, выходом подсоединенного к сел тору напр жений 1}. Недостатком известного измерительного преобразовател вл етс е весьма низка точность измерени среднего значени напр жени , поскольку дл каждого интервала преобразовани процесс) в RC-цеп х описываютс линейным дифференциальным уравнением: d ) (t) и (t), (1 где и (t) - напр жение на конденсаторе RC-цепи, нзмен ющеес во времени; (t) - измер емое напр жение; f - посто нна времени RC-цетш, Решение уравнени (1) существенно зависит от вида функции и. (t), расположенной в правой части уравнени (1). В частности, при измерении синусоидального напр жени решение уравнени (I)имеет вид: с -iTctTir ife 5inut-co U3t.fc) ,(2) где w - кругова частота измер емого напр жени . Величина, напр жени на конденсаторе O(v (t) по истечении полупериода измер емого синусоидального напр жени определитс по формуле Л/ -1тй%.«т.. Среднее значение синусоидального напр жени за его полупериод равно: Т/2 и.„ -|-j U Slncotdt. (4) Из сравнени выражений (3) и (4) видно, что известный измерительныйThe invention relates to a measuring technique and can be used in the creation of electrical measuring devices, as well as in compensating voltage stabilizers. A measuring converter is known that contains two RC transformers, the input of each of which is connected via a rectifier to a source of measured voltage, and the output, the shunted discharge of the day, controlled by the control system, with the input of the device, the output connected to the voltage regulator 1}. A disadvantage of the known measuring transducer is that the accuracy of measuring the average voltage value is very low, since for each conversion interval the process in RC circuits is described by a linear differential equation: d) (t) and (t), (1 where and (t) - voltage on a capacitor of an RC circuit, time-varying; (t) - measured voltage; f - time constant of RC-circuit; The solution of equation (1) essentially depends on the type of function and. (t) located in the right side of equation (1). In particular, when measuring a sinusoidal stress solution Equation (I) has the form: with -iTctTir ife 5inut-co U3t.fc), (2) where w - circular frequency of the measured voltage. The value of the voltage across the capacitor O (v (t) after the half-period of the measured sinusoidal voltage expires is determined by the formula L / -1th%). The mean value of the sinusoidal voltage for its half-period is: T / 2 and. | -j U Slncotdt. (4) From a comparison of expressions (3) and (4) it can be seen that the known measuring

преобразователь не позвол ет получить на своем выходе напр жение, пропорциональное среднему значению измер емого напр жени .The converter does not allow to receive at its output a voltage proportional to the average value of the measured voltage.

Другим недостатком преобразовател вл ютс его низкие функционалные возможности поскольку он позвол ет осуществл ть измерение только переменных напр жений. При измерени же однопол рных напр жений в этом преобразователе .невозможна поочередна работа RC-цепей.Another disadvantage of the converter is its low functionality because it only allows measurement of alternating voltages. When measuring unipolar voltages in this converter, it is not possible to alternately operate RC circuits.

Целью изобретени вл етс повышние точности измерени среднего значени напр жени .The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the average value of a voltage.

Поставленна цель достигаетс тем, что измерительный преобразователь , содержащий две КС-цепи, вход каждой из которых через соответствующие последовательно соединенные ключ и выпр митель св зан с источником напр жени , выход каждой из RC-цепей через согласующий блок подключен к селектору напр жени , выход которого соединен с регистрирующим блоком, а вход - с одним выходом управл ющего блока, другие выходы этого блока подсоединены к управл ющему входу второго ключа, подключенного параллельно выходу НС-цепи, снабжен двум дополнительными согласующими блоками, входы каждого из которых соединены с выходами соответствующей НС-цепи, а ВЫХОДЫ- с входами этой цепи.The goal is achieved by the fact that a measuring transducer containing two KS circuits, the input of each of which is connected to a voltage source through a matching unit, is connected to a voltage selector via an matching unit, through a matching voltage source. which is connected to the registering unit, and the input is connected to one output of the controlling unit, the other outputs of this block are connected to the control input of the second key connected in parallel with the output of the HC circuit, equipped with two additional MI matching blocks, the inputs of each of which are connected to the outputs of the corresponding HC circuit, and the OUTPUTS with the inputs of this circuit.

На чертеже приведена функциональна схема измерительного преобразовател .The drawing shows the functional diagram of the measuring transducer.

Измерительный преобразователь содержит источник 1 напр жени , к выходу которого через выпр мители 2,3 ключи 4,5 и выходные сопротивлени согласующих блоков б, 7 подключены КС-цепи, выполненные на резисторах 8, 9 и конденсаторах 10, 11. Конденсаторы 10,11 зашунтированы разр дными ключами 12, 13 и соединены C/J входами согласующих. блоков б , 14 и 7,15, Выходы согласующих блоков Г4, 15 через селектор 16 напр жени подключены к регистрирующему блоку 17, а цепи управлени ключей 4,5,12,13 и селектора 16 - к выхода управл ющего блока 18.The measuring transducer contains a source of voltage 1, to the output of which, via rectifiers 2.3, keys 4.5 and output resistances of matching blocks b, 7 are connected to a KS circuit, made on resistors 8, 9 and capacitors 10, 11. Condensers 10.11 shunted by bit keys 12, 13 and connected by C / J inputs of matching. blocks b, 14 and 7, 15, the outputs of the matching blocks G4, 15 are connected via a voltage selector 16 to the registering unit 17, and the control circuits of the keys 4,5,12,13 and the selector 16 to the output of the control unit 18.

Измерительный преобразователь при измерении выпр мленного напр жен работает следующим образом. 1(1змер емое напр жение с выхода источника 1 через выпр мители 2,3, иск/Ьочающие инверсную проводимость ключей 4,5, прикладываетс к силовым цеп м указанных ключей. В то же врем напр жение ( в данном случае оно представл ет собой напр жение одной из фаз выпр млени ) в виде, сигнала управлени и поступает на вход блока 18, на двух выходах которого формируютс пр моугольные импульсы напр жени , сдвинутые по фазе друг относительно друга на полупериоде напр жени . Эти импульсы, поступа в цепи управлени ключей 4,5 соответственно замыкают их на врем своей длительности .The measuring transducer, when measuring the rectified voltage, works as follows. 1 (1, the measured voltage from the output of source 1 through rectifiers 2.3, the claim / bothering inverse conductivity of keys 4,5, is applied to the power circuits of these keys. At the same time, the voltage One of the rectifying phases) is in the form of a control signal and is fed to the input of block 18, at two outputs of which rectangular voltage pulses are formed, phase-shifted relative to each other in a half-period of voltage. , 5 respectively close them n the time of its duration.

После замыкани ключей 4, 5 напр жение через выходы блоков 6, 7 и резисторы 8, 9 поступает на зар д конденсаторов 10, 11 и возникшие на них напр жени подаютс на. входы согласующих блоков 6 и 7.After closing the switches 4, 5, the voltage through the outputs of the blocks 6, 7 and the resistors 8, 9 is applied to the charge of the capacitors 10, 11 and the voltages applied to them are supplied to. the inputs of matching blocks 6 and 7.

Ввиду того, что блоки 6 и 7 имеют большое входное и малое выходное сопротивлени , напр жени на их выходах повтор ют напр жени на 5 конденсаторах 10, 11 и суммируютс с измер емым напр жением. Уравнение (1) приобретает вид;Due to the fact that blocks 6 and 7 have a large input and small output impedances, the voltages at their outputs repeat the voltages on 5 capacitors 10, 11 and add to the measured voltage. Equation (1) takes the form;

--- .)-u,tt)u(t). (5)---.) - u, tt) u (t). (five)

at at

Ранение уравнени (5) позвол ет сделать вывод о том, что напр жение Uc (t) пропорционально интегралу от измер емого напр жени , т.е.:The injury of equation (5) allows us to conclude that the voltage Uc (t) is proportional to the integral of the measured voltage, i.e.

и Ct) ,.(t)dt. (6)and Ct),. (t) dt. (6)

При размыкании ключей 4,5 КС-цепи отключаютс от источника 1 и напр жени на конденсаторах 10, 11 остаютс неизменными на этом интервале времени, Величина этих уравнений определ етс по формулам:When the switches are opened, the 4.5 KS circuits are disconnected from the source 1 and the voltage on the capacitors 10, 11 remain unchanged over this time interval. The magnitude of these equations is determined by the formulas:

(Mti)T(Mti) t

ные уровни (горнз()1тальнь е участки напр жений). В результате этого на вход блока 17 подаетс идеально сглаженное напр жение, величина которого пропорциональна среднему значению измер емого напр жени .Ny levels (mining () 1 talnye stress areas). As a result, an ideally smoothed voltage is applied to the input of block 17, the value of which is proportional to the average value of the measured voltage.

Предлагаемый измерительный преобразователь может найти широкое применение в измерительной технике при создании быстродействующих вольтметров среднего- значени повышенной точности. Наиболее перспективным вл етс использование предполагаемого изобретени в быстродействующих стабилизаторах напр жени или тока в качестве датчика сигнала обратной св зим В этом случае возможно получение идеально сглаженного сигнала обратной св зи, величина которого пропорциональна среднему значению регулируемого парс1метра.The proposed measuring transducer can be widely used in measurement technology for creating high-speed average-value voltmeters of enhanced accuracy. The most promising is the use of the proposed invention in high-speed voltage or current stabilizers as a feedback signal sensor. In this case, it is possible to obtain an ideally smoothed feedback signal, the value of which is proportional to the average value of the adjustable meter.

Claims

1. Patent of Germany No. 2054120, cl. 21 d 1, 12/02, published 23.03.72 (prototype).