Цифровий вольтметр середньоквадратичної напруги

Цифровий вольтметр середньоквадратичної напруги, що містить підсилювач змінної напруги, вихід якого з'єднаний зі входом перетворювача середньоквадратичної напруги, який включає в себе прямий та зворотний квадратичні перетво 3 54057 На Фіг. наведено структурну схему цифрового вольтметра середньоквадратичної напруги. Цифровий вольтметр середньоквадратичної напруги, до складу якого входить підсилювач змінної напруги 1, вихід якого з'єднаний зі входом перетворювача середньоквадратичної напруги 2, який включає в себе прямий 3 та зворотний 4 квадратичні перетворювачі, а також регульоване джерело постійної напруги 5, виходи яких через суматор 6 з'єднані зі входом підсилювача постійної напруги 7, вихід якого через регульований подільник напруги 8 з'єднаний зі входом зворотного квадратичного перетворювача 4 та зі входом аналогоцифрового перетворювача 9, вихід якого з'єднаний з контролером 10, який своїм виходом з'єднаний з цифровим відліковим пристроєм 11, з перемикачем 12 та з джерелом опорної напруги 13. Вихід перемикача 12 з'єднаний зі входом підсилювача змінної напруги 1, один із входів перемикача з'єднаний зі входом вольтметра, а другий - з виходом джерела опорної напруги 13. Вольтметр працює наступним чином. В першому такті на вхід підсилювача змінної напруги 1 через перемикач 12 від джерела опорної напруги 13 подається опорна напруга uO1( t ) з іс перетворювача середньоквадратичної напруги 2, а потім в код N1OR за допомогою аналогоцифрового перетворювача 9, значення якого запам'ятовується в пам'яті контролера 10. В другому такті на вхід підсилювача змінної напруги 1 через перемикач 12 від джерела опорної напруги 13 подається опорна напруга uO2 ( t ) з істинним середньоквадратичним значенням U2Ol , значення якої в вигляді коду N2Ol зберігається в пам'яті контролера 10. Ця напруга підсилюється, перетворюється в постійну напругу за допомогою перетворювача середньоквадратичної напруги 2 а потім в код N2OR за допомогою аналогоцифрового перетворювача 9, значення якого запам'ятовується в пам'яті контролера 10. В третьому такті на вхід підсилювача змінної напруги 1 через перемикач 12 подається вимірювана напруга u x ( t ) , яка підсилюється, перетворюється в постійну напругу за допомогою перетворювача середньоквадратичної напруги 2 а потім в код NXR за допомогою аналого-цифрового перетворювача 9, значення якого заноситься в пам'ять контролера 10. В контролері здійснюється обчислення результату вимірювання NX за формулою: тинним середньоквадратичним значенням U1Ol , значення якої в вигляді коду N1Ol зберігається в пам'яті контролера 10. Ця напруга підсилюється, перетворюється в постійну напругу за допомогою Nx N2 N12 (n3 XR OR n4 ) N12 (n3 Ol n4 ) , де n3,n4 - показники ступеня характеристики перетворення прямого 3 та зворотного 4 квадраторів відповідно [4]. В якості перемикача 12 може використовуватися електромеханічне реле (наприклад, типу РПВ-47). В якості підсилювача змінної напруги 1 може використовуватися операційний підсилювач типу AD 811 фірми Analog Devices, який охоплений послідовним негативним зворотним зв'язком. В якості квадратичних перетворювачів 3, 4 можуть використовуватися термоперетворювачі вакуумні безконтактні типу ТВБ-3, ТВБ-4. В якості підсилювача постійної напруги 7 може використовуватися прецизійний операційний підсилювач типу AD 8551 фірми Analog Devices, який охоплений послідовним негативним зворотним зв'язком. Як джерело опорної напруги може використовуватися пристрій, реалізований за [3]. Як аналого-цифровий перетворювач 9 може використовуватися мікросхема типу AD 5542 фірми Analog Devices (16-ти розрядний аналого-цифровий перетворювач з послідовним входом). В якості контролера 10 може використовуватися контролер типу C8051F310-TB фірми SiLabs. Як регульоване джерело постійної напруги 5 може використовуватися подільник напруги з регульованим коефіцієнтом ділення, який підклю 4 N12 (n3 Ol n4 ) N2OR 2 2 N2OI(n3 n4 ) 2 N1OR 1/ c 2 N1OR N2OR 2 чений до напруги живлення підсилювача постійної напруги 7. Суматор 6 реалізовано шляхом відповідного з'єднання виходів термопар термоперетворювачів типу ТВБ-3, ТВБ-4. Як регульований подільник напруги 8 може використовуватися резистор змінного опору, включений послідовно з нагрівачем термоперетворювача, який використовується як зворотний квадратор 4. Даною корисною моделлю вирішується проблема зменшення основної похибки вимірювання за рахунок зменшення її основної складової - похибки нелінійності перетворювача середньоквадратичної напруги. Перелік посилань 1. HP модель 3458А Reference Manuel (керівництво з експлуатації) 2. Fluke 8506A. Reference Manuel Figure 3-10, p. 3-8 (керівництво з експлуатації) 3. Деклараційний патент на винахід 30988А, МПК G 01R 17/02. Опублікований 15.12.2000. Бюл.№7-ІІ. 4. Литвих В.В. Математические модели составляющих погрешности линейного преобразователя среднеквадратического напряжения// Технічна електородинамі-ка.-2000.-№4.-С.69-73. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 54057 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601