Перетворювач напруги змінного струму

Реферат: Перетворювач напруги змінного струму для вимірювання ефективних значень змінної напруги містить два канали та має широкосмугові підсилювачі, зворотні ланки, цифровий квадратор, ленеаризовані детектори СКЗ, мікроконтролер. Перетворювач змінної напруги містить вхідний подільник напруги і блоки додаткових рівнянь, необхідні для мультиплікативної і адитивної корекції. UA 102055 U (54) ПЕРЕТВОРЮВАЧ НАПРУГИ ЗМІННОГО СТРУМУ UA 102055 U UA 102055 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до галузі електротехніки, зокрема до засобів вимірювання змінної напруги, і може бути використана при виробництві широкосмугових вольтметрів і мультиметрів. Відомим аналогом є цифровий універсальний вольтметр НР-34401. Його недоліком є велика похибка на границях частотного діапазону. [1] Найближчим аналогом до корисної моделі є широкосмуговий вольтметр ВЗ-59 для вимірювання ефективних значень змінної напруги, який має у своєму складі широкосмугові підсилювачі, зворотні ланки та лінеаризовані детектори середньоквадратичних значень, цифровий квадратор, мікроконтролер.[2] Недоліком найближчого аналога є те, що при мультиплікативній корекції залишається вплив мультиплікативних похибок блоків при наявності в них адитивних складових похибки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення вольтметра змінного струму шляхом використання адитивно-мультиплікативної корекції для підвищення точності у зазначеному діапазоні частот. Поставлена задача вирішується тим, що у перетворювач напруги змінного струму додається вхідний подільник напруги і блоки додаткових рівнянь з використанням мультиплікативної і адитивної їх корекції. Також встановлено подільник напруги на вході. Модель без додаткових рівнянь описується такою системою рівнянь, N1  ((x  0 )  K 0  0 )  K 0 ; (1) 1 1 2 2  N2  ((x  1 )  K1  1 )  K1 ; (2)  1 1 2 2  0 0 1 1 1 1 N3  (((x  1 )  K1  1  1)  K 2   2 )  K 2; (3)  N4  (((x  1 )  K1  1 )  K1  2  0 )  K 0 ; ( 4) 1 1 2 2 2 2  Похибка при такому алгоритмі включає в себе велику кількість похибок різного порядку малості. При знехтуванні похибками третього порядку малості формула приймає такий вигляд: N 25 0 0 Чис x  1  ( 1  1 )   1  1  0 Знам 1  2  (1  B)  (1  1 )    .(5) Структурна схема розроблена для зменшення кількості складових загальної похибки, шляхом додаткової адитивної корекції. Для цього використовуються додаткові рівняння для значень вхідного сигналу. Створені додаткові рівняння: N5  ( 0  K 0  0 )  K 0 ; ( 6) 1 1 2 2  1 1 1 1 N6  ( 1  K1  2 )  K 2; (7 )   0 (8) N7  ( 0  K1  1  1 )  K1  1 )  K1 ; 1 1 1 2 2  1 1 1 1 0 0 N8  ( 1  K1  2 )  K 2  2  2 )  K 2; (9 )  В корисній моделі змінюється порядок роботи блоків шляхом часової та апаратної надлишковості дійсне значення вхідного сигналу N знаходять за формулою (10)     (N1  N5)  (N2  N6)2 x  (N3  N7)  (N4  N8) 1 2 .(10) В результаті вимірювання вхідного сигналу N отримуємо результат, у якому відсутні мультиплікативні і адитивні похибки підсилювачів та детекторів. Корисна модель пояснюється кресленням, де зображено схему перетворювача напруги змінного струму: подільник напруги - 1; ключі - 2,3,9,15; умовні позначення блоків похибок 4,5,10,11; широкосмугові підсилювачі - 6,8; зворотні ланки -7,13; лінеаризовані детектори СКЗ 12,14; мікропроцесорний блок - 16; аналого-цифровий перетворювач - 17; блоки додаткових рівнянь - 18,19,20,21; блок розрахунку - 22, для розрахування результату вимірювання; квадратор - 23. Корисна модель працює наступним чином. Є чотири варіанти проходження сигналу який містить: перший - ключі у положеннях: 2а, 3а, 9а, 15а при цьому сигнал подається на широкосмуговий підсилювач 6 та лінеаризований детектор 12, направляється у блок 18 для корекції, а потім у блок 22 для розрахунку результату; другий - ключі у положеннях: 26, 36, 9а, 15б при цьому сигнал подається на широкосмуговий підсилювач 8 та лінеаризований детектор 14, направляється у блок 19 для корекції, а потім у блок 22 для розрахунку результату; N 30 35 40 45 1 UA 102055 U 5 10 третій - ключі у положеннях: 2а, 3а, 9б, 15б при цьому сигнал подається на широкосмуговий підсилювач 6, через зворотну ланку 7, через широкосмуговий підсилювач 8 та через лінеаризований детектор 14, направляється у блок 20 для корекції, а потім у блок 22 для розрахунку результату; четвертий - ключі у положеннях: 26, 36, 96, 15а при цьому сигнал подається на широкосмуговий підсилювач 8, через лінеаризований детектор 14, через зворотну ланку 13 та лінеаризований детектор 12 направляється у блок 21 для корекції, а потім у блок 22 для розрахунку результату. Результат вимірювання отримується за розрахунком рівняння (10) у розрахунковому блоці 22. Джерело інформації: 1. HP модель 34461A DigitalMultimeter(керівництво з експлуатації). 2. PatentGB 2180 354BMПКG01R19/255 від 25.01.85 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Перетворювач напруги змінного струму для вимірювання ефективних значень змінної напруги, що містить два канали та має широкосмугові підсилювачі, зворотні ланки, цифровий квадратор, ленеаризовані детектори СКЗ, мікроконтролер, який відрізняється тим, що перетворювач змінної напруги містить вхідний подільник напруги і блоки додаткових рівнянь, необхідні для мультиплікативної і адитивної корекції. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2