SU828100A2 - Измерительный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  точного преобразовани  переменного напр жени  произвольной форг.1ы по уровню среднеквадратического значени  в посто нное напр жение.

Известен преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий усилитель с измерительным прибором иа выходе и два последовательно включенные термопреобразовател  со встречно включенными термопарами, а также источник посто нного напр жени , подключенный к выходу термоэлектрического преобразовател  к входу усилител , и резистор, включенный между выходом усилител  и нагревателем термоэлектрического преобразовател  1.

Недостатком преобразовател   вл етс  низка  точность преобразовни  переменного напр жени  в посто нное.

Наиболее близким техническим решеиием к изобретению  вл етс  измерительный преобразователь, по основному авт. св. № 620904, содержащий термоэлектрический преобразователь, нагреватель которого через блок разв зки подключен к входу устройства, а выход термоэлектрического преобразовател  подсоединен через источник посто нного напр жени  к входу усилител , и цепь обратной св зи, включенную между выходом усилител  и нагревателем термоэлектрического преобразовател  2. Недостатком преобразовател   вл етс  низка  точность преобразовани  переменного напр жени  в посто нное, вызванна  наличием иа выходе преобразовател  переменной составл ющей в том случае, если период преобразуемого напр жени  соизмерим с посто нной времени термоэлектрического преобразовател , что приводит к по вленню на выходе устройства пульсаций напр жени  низкой частоты. Уменьшение пульсаций возможно при увеличении

посто нной времени усилител  преобразовател , что приводит к ухудщению быстродействи  устройства.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  переменного напр жени  в посто нное.

Достигаетс  это тем, что в измерительный преобразователь, содержащий термоэлектрический преобразователь, нагреватель которого через блок разв зки подключен к входу устройства, а выход термоэлектрического преобразовател  подсоединен через источник посто нного напр жени  к входу усилител  в цепь обратной св зи, включенную между выходом усилител  и

нагревателем термоэлектрического преобразовател , между входом термоэлектрического преобразовател  и входом усилител  включены последовательно соединенные фильтр и управл емый масштабный преобразователь , управл ющий вход которого подключен к выходу усилител .

На фиг. 1 приведена блок-схема измерительного преобразовател ; на фиг. 2 приведены временные диаграммы изменени  напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  при разных уровн х входного переменного напр жени .

Измерительный преобразователь содержит входные клеммы 1 и 2, к которым через блок разв зки 3 присоединен термоэлектрический преобразователь 4, выход которого через источник посто нного напр жени  5 соединен с входом усилител  6, к выходу которого присоединена цепь обратной св зи 7, а ее выход присоединен к термоэлектрическому преобразователю 4. Между -входной клеммой 1 преобразовател  и входом усилител  6 .включены последовательно соединенные фильтр 8 и управл емый масштабный преобразователь 9, управл ющий вход которого присоединен к выходу усилител  6. Выход устройства образован клеммами 10 и 11. Клемма 10 присоединена к выходу усилител  6, а клемма И присоединена к клемме 2 и соединена с термоэлектрическим преобразователем 4 и источником посто нного напр жени  5.

Устройство работает следующим образом . Поступающее на входные клеммы 1 и 2 переменное напр жение через блок разв зки 3 подаетс  на нагреватель термоэлектрического преобразовател  4 и преобразуетс  им в посто нное напр жение, которое алгебраически i складываетс  с напр жением источника 5, имеющим обратную пол рность, а разность этих напр жений поступает на вход усилител  6, с выхода которого через цепь отрицательной обратной св зи 7 подаетс  на нагреватель термоэлектрического преобразовател  4. Блок разв зки 3 не пропускает посто нное напр жение на вход термоэлектрическо преобразовател  4. Напр жение с выхода усилител  6 поступает на выходные клеммы 10 и 11 преобразовател . Отрицательна  обратна  св зь 7 стабилизирует электрическую мощность на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4 при любом уровне входного напр жени , что обеспечивает высокое быстродействие устройства , определ емое посто нной времени усилител  6 и глубиной обратной св зи преобразовател .

Таким образом, на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4 действует посто нна  составл юща  напр жени , поступающего на нагреватель с выхода усилител  6, и переменное напр жение, поступающее с входа устройства. Увеличение входного переменного напр жени  приводит к уменьшению посто нной составл ющей напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4. На фиг. 2 приведена форма напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4 при разных уровн х входного переменного напр жени , где

12- посто нна  составл юща  напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател ;

13- входное переменное напр жение малого уровн ;

14- посто нна  составл юща  напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4 при малом уровне входного переменного напр жени  13;

15- входное переменное напр жение большого уровн ;

16- посто нна  составл юща  напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  4 при большом уровне входного переменного напр жени  15. Если период входного переменного напр жени  соизмерим с посто нной времени термоэлектрического преобразовател  4, то на его выходе по вл етс  напр жение пульсации, амплитуда которого увеличиваетс  с увеличением периода входного переменного напр жени . Если амплитуда переменного напр жени  13 меньше посто нной составл ющей 14, то частота напр жени  пульсации на выходе

термоэлектрического- преобразовател  4 совпадает с частотой входного переменного напр жени . Если амплитуда напр жени  15 больще посто нной составл ющей 16, то в спектре напр жени  пульсации по вл етс  втора  гармоника 17, так как термоэлектрический преобразователь 4 не реагирует на фазу напр жени  на нагревателе . Таким образом, термоэлектрический преобразователь 4 действует как двухполупернодный выпр митель, а напр жение пульсации на его выходе образуетс  в результате двухполупериодного детектировани  входного переменного напр жени  и фильтрации продетектированного напр жени  фильтром с посто нной времени, равной времени термоэлектрического преобразовател  4.

Из временных диаграмм, изображенных на фиг. 2, следует, что при превышении амплптудой входного переменного напр жени  значени  посто нной составл ющей напр жени  на нагревателе термоэлектрического преобразовател  нарушаетс  пропорциональность изменени  на нем входного и

выходного напр жений, так как амплитуда первой гармоники в спектре напр жени  пульсации уменьшаетс .

Входное переменное напр жение поступает также на фильтр 8, посто нна  времени которого равна посто нной времени

термоэлектрического преобразовател  4. С выхода., фильтра 8 переменное напр жение подаетс  на управл емый масштабный преобразователь 9, охваченный отрицательной обратной св зью. Величина посто нного напр л ени  на выходе усилител  6 определ етс , при этом уровне входного переменного напр жени . Так как выходное напр жение усилител  6 управл ет коэффициентом передачи масштабного лреобразовател  9, то уровень входного переменного напр жени  определ ет и величину переменного напр жени  на выходе масгитабного преобразовател  9 по Цепи: вход преобразовател - управл юш,а  цепь масштабного преобразовател  9 - выход масштабного преобразовател  9.

Масштабный преобразователь 9 подобран таким образом, чтобы дл  синусоидального входного напр жени  амплитуда первой гармоники спектра напр жени  пульсации на выходе термоэлектрического преобразовател  4 была равна амплитуде переменного напр жени  на выходе масштабного преобразовател  9.

Так как посто нна  iBpeMenn фильтра 8 равна посто нной времени термоэлектрического преобразовател  4, то при фазовом сдвиге масштабного преобразовател  9 равном 180°, перва  гармоника напр жеПИЯ пульсации, поступаюш,а  на вход усилител  6 с выхода термоэлектрического преобразовател  4, будет равна по амплитуде и противоположна по фазе переменному напр жению, поступаюш,ему на вход

усилител  6 с выхода масштабного преобразовател  9.

Поэтому эти переменные напр жени  на входе усилител  6 компенсируют друг друга , что позвол ет уменьшить напр жение пульсации на выходных клеммах 10 и 11 преобразовател .

Введение фильтра 8 и масштабного преобразовател  9 не ухудшает быстродействи  устройства, так как в этих цел х отсутствуют посто нные напр жени  и онн не вход т в петлю обратной св зи преобразовател .

Сравнительные испытани  данного преобразовател  с известным показали, что уровень пульсаций на выходе преобразовател  может быть уменьшен на пор док, что приводит к повышению точности измерительного преобразовател .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР N9 33480, G 01 R 19/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 620904, кл.а 01 R 19/22,1974 (прототип).

/J

/г

1