Спосіб відтворення синусоїдної напруги

МПК6 G01R 17/02 Спосіб відтворення синусоїдної напруги Винахід відноситься до електровимірювальної техніки, а саме - до зразкової апаратури відтворення та (або) зберігання змінної напруги для повірки і калібровки засобів вимірювальної техніки змінної напруги. Відомі способи відтворення синусоїдної напруги, згідно з якими формують синусоїдну напругу и ft), амплітуда Um якої пропорційна керуючому коду Nb-m , і заданому значенню С„ю (див. Ройтман М.С. Многозначные меры переменного напряжения. - Известия Томского политехнического института, 1973.,т.270, с. 3-14). Недоліком відомих способів відтворення синусоїдної напруги є те, що похибка відтворення обмежена похибками формування синусоїдної напругу пропорційно керуючому коду. Найбільш близький до способу, що заявляється, є спосіб калібровки керованого кодом опорної синусоїдної напруги, згідно з яким формують синусоїдну напругу xiO)^Umsin(27tf'ot), амплітуда Um якої відповідає керуючому коду Л^,, і заданому значенню Unto, формують опорну постійну напругу £/Оь яку вимірюють, порівнюють синусоїдну напругу uft) з опорною постійною напругою UQU формують сигнал, який відображає спів- ' відношення між розмірами цих напруг висновком «більше» або «менше» і вимірюють тривалість Т\ сигналу, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», а значення амплітуди U'm обчислюють шляхом її опосередкованого вимірювання за результатами вимірювань опорної постійної напругу Сої і тривалості 7\ сигналу, і з якими значення амплітуди U'm пов'язане явною функціональною залежністю (див. А.с. №1409994, МПК G 01 F 1/56, опубл. 15.07.88 г., Бюл. №26). Недоліком способу є те, що похибка відтворення обмежена похибкою порівняння синусоїдної напруги u(t) з опорною постійною напругою Г/01 і похибкою формування сигналу, тривалість Т) якого відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше». -2В основу винаходу покладено задачу створити такий спосіб відтворення синусоїдної напруги, в якому нове порівняння синусоїдної напруги з додатково сформованою другою опорною постійною напругою, додаткове вимірювання тривалості сигналу, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», додаткове вимірювання частоти сигналу та додаткове вимірювання опорної постійної напруги UQ2, ДОЗВОЛЯЄ ПІДВИЩИТИ ТОЧНІСТЬ опосередкованого вимірювання амплітуди відтворюваної напруги за результатами вимірювання згаданих величин, з якими вона пов'язана явною функціональною залежністю, і за рахунок цього підвищити точність відтворення синусоїдної напруги. Поставлена задача виконується тим, що в способі відтворення синусоїдної напруги, згідно з яким формують синусоїдну напругу u(t) = Unfiin(27tfot), амплітуда ІІт якої відповідає керуючому коду NUm і заданому значенню f/ffj0, формують опорну постійну напругу Uoi, яку вимірюють, порівнюють синусоїдну напругу и (і) з опорною постійною напругою (/оі, формують сигнал, який відображає співвідношення між розмірами цих напруг висновком «більше» або «менше» і вимірюють тривалість 1\ сигналу, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», новим є те, що, що синусоїдну напругу u(t) додатково порівнюють з другою опорною постійною напругою U02, яку формують із опорної постійної напруги 1/Оі і вимірюють, додатково вимірюють тривалість Т2 сигналу, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», додатково вимірюють частоту/) сигналу, обчислюють значення U'm амплітуди шляхом її опосередкованого вимірювання за результатами вимірювання опорної постійної напруги U0\, додаткового вимірювання другої опорної постійної напруги U02r вимірювання тривалості 7і, сигналу, додаткового вимірювання тривалості Т2 сигналу, додаткового вимірювання частоти/0 сигналу, з якими значення U'm амплітуди відтворюваної напруги и(і) пов'язане явною функціональною залежністю порівнюють значення t/J, амплітуди з заданим значенням Un^ амплітуди і в випадку, коли вони не дорівнюють одне одному, змінюють керуючий код Num доти, поки значення U'm амплітуди, що обчислюють, не буде дорівнювати заданому значенню UnA) амплітуди. -3 Точність відтворення синусоїдної напруги при здійсненні винаходу вище, ніж у прототипу, за рахунок суттєвого зменшення впливу похибки, яка виникає при порівнянні синусоїдної напруги з постійною опорною напругою і формуванні сигналу, тривалість якого відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше». На фіг. 1 приведена структурна схема пристрою, яка ілюструє спосіб, що пропонується, де: 1 - цифро аналоговий перетворювач; 2 - активний фільтр нижніх частот; 3 - цифро аналоговий перетворювач; 4 - перемикач полярності; 5 - засіб вимірювань постійної напруги; 6 - компаратор; 7 - частотомір; 8 - числовий вимірювальний перетворювач ; 9 - шина каналу загального користування; 10 - шина. На фіг.2 приведена ілюстрація формування сигналу, який відображає співвідношення між розмірами порівнюваних напруг (синусоїдної напруги и(\) з постійною опорною напругою UQI) ВИСНОВКОМ «більше» або «менше». На фіг.З приведена ілюстрація впливу параметрів компаратора на формування сигналу, тривалість якого Т\ відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг (синусоїдної напруги v(t) з постійною опорною напругою UQ\) ВИСНОВКОМ «більше». На фіг.4 приведена ілюстрація впливу параметрів компаратора на формування сигналу, тривалість якого Т'2 відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг (синусоїдної напруги гі(і) з постійною опорною напругою UQ2) ВИСНОВКОМ «більше». Синусоїдну напругу \{(i)=Un$in(2njot), амплітуда Um якої приблизно відповідає керуючому коду Nun* і заданому значенню Un^, формують за допомогою цифро аналогового перетворювача 1 (наприклад, мікросхема типу AD760 фірми Analog Devices) та активного -4 фільтру 2 нижніх частот (наприклад, фільтру Батерворта другого порядку на операційному підсилювачу типу AD797 фірми Analog Devices). Опорну постійну напругу Г/0] формують за допомогою цифро аналогового перетворювача З (наприклад, мікросхема типу AD760 фірми Analog Devices), а опорну постійну напругу и02 - шляхом інвертування опорної напруги UQ\ за допомогою перемикача полярності 4. Опорні постійні напруги UQ] або UG2 вимірюють за допомогою засобу вимірювань постійного напруги 5 (наприклад, мультіметра типу НР3458А фірми Hewlett Packard в режимі вимірювань постійної напруги). Порівняння синусоїдної напруги u(t) з опорною постійною напругою VQ\ або Uo2 здійснюють за допомогою компаратору 6 (наприклад, мікросхема типу AD790 фірми Analog Devices). Тривалість 7\ і 1\ сигналу, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», тобто тривалість імпульсів на виході компаратору, вимірюють за допомогою частотоміру 7 (наприклад, типу 43-64/1), за допомогою якого вимірюють також частоту /о, оскільки частота імпульсів на виході компаратора 3 дорівнює частоті синусоїдної напруги на виході фільтру нижніх частот 2. Більш точне значення \J'ns амплітуди обчислюють за допомогою числового вимірювального перетворювача 8 (наприклад, мікропроцесорний контролер з інтерфейсом каналу загального користування та інтерфейсом SP1 (Serial Peritheral Interface), в який результати вимірювання опорної постійної напруги l_h\ і додаткового вимірювання другої опорної постійної напруги U02 від допомогою засобу вимірювань постійного напруги 5, а також результати вимірювання тривалості Т\ сигналу, додаткового вимірювання тривалості ?2 сигналу, додаткового вимірювання частотиуо сигналу від частотоміру 7 передаються за допомогою шини каналу загального користування 9. В числовому вимірювальному перетворювачі 8 також порівнюють значення ІҐ Ш амплітуди, що обчислюють, з заданим значенням Unto амплітуди і в випадку, коли во ни не дорівнюють одне одному, змінюють керуючий код NUm доти, поки значення U'm амплітуди, що обчислюють, не буде дорівнювати заданому значенню І/„а амплітуди. Передача керуючого коду NUni від числового вимірювального перетворювача 8 до цифро аналогового перетворювача 1 здійснюється за допомогою шини 10 (наприклад, шини SPI (Serial Peritheral Interface BUS)). При порівнянні синусоїдної напруги () (2) -5 де U„г амплітудне значення напруги u((J,f0 - частота напруги u(t), з опорною постійною напругою UQI за допомогою ідеального компаратору, який відображає співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше» або «менше», сигнал на його виході являє собою послідовність імпульсів, низький рівень яких відповідає висновку «менше», а високий - висновку «більше» (див. фіг.2). Тривалість Ті, яка відповідає відображенню співвідношення між розмірами порівнюваних напруг висновком «більше», визначається очевидним співвідношенням (див. фіг. 2): ит w ^омпарато з ї ифро анало го вий перетворювач Перемикг полярное Р \ 6 ч ті ц \\ Частото мі 7 '/'„'/:-/, . Засіб вим ірювань \ 4 3 5 Чі сло вий w вим ірюваль ний перетворювач / V / 10 Шина / 8 П и П Ш- ^02 ) 1 Т Т • І 2- > Ju f 9 Шина кана лу загально го користування иш ФІГ.1 Автори1 Туз Ю. М. Камінський В.Ю. Літвіх В В. у *