SU757992A1 - Автоматический измеритель переменных напряжений 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроиз-* мерительной технике и может быть использовано, например, для измерения с высокой "точностью малых переменных напряжений в широком частотном диапа- ί зоне.

Известны автоматические измерители переменных напряжений, содержащие последовательно соединенные первый управляемый переключатель, первый вход 1 которого соединен с входным зажимом 'измерителя, избирательный усилитель, линеиныи детектор, управляемый инвертор и цифровой вольтметр, а также формирователь интервала времени, ключ,де~1 литель частоты, генератор импульсов, два счетчика, элемент И, триггер, прерыватель и источник опорного напряжения, причем формирователь интервала времени соединен с первым входом клю- 2 ча, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого счетчика, выход ключа соединен с входом второго счетчика, выходы счет-? чиков соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика и со входом триггера, выход кйторого соединен с первым входом пре-30

2

рывателя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход прерывателя соединен со вторым входом первого управляемого переключателя £ΐ·

В этом устройстве для исключения влияния на результат измерения различного рода помех в измерительный канал включен избирательный усилитель, настроенный на частоту входного сигнала. Нестабильность коэффициента передачи избирательного усилителя корректируется за счет реализации двухтактного алгоритма измерения и представления результата в виде отношения измеряемого и формируемого в устройстве опорного сигналов.

Однако частотный диапазон описанного измерителя ограничен с обеих сторон полосой пропускания избирательного усилителя, что сужает область его применения.

Цель изобререния - расширение частотного диапазона.

Эта цель достигается тем, что в ав*

томатический. измеритель переменных

напряжений, содержащий последовательно соединенные первый управляег»ый переключатель, первый вход которого сое-.

3

757992

динен с входным зажимом измерителя,избирательный усилитель, состящий из усилителя переменного напряжения и КС-контура с цифровыми управляемыми сопротивлениями, линейный детектор, управляемый инвертор и цифровой вольтметр,· а также формирователь интервала времени,равного периоду измеряемого напряжения, ключ, делитель частоты, генератор импульсов, два счетчика, элемент И, триггер, прерыватель и источник опорного напряжения, причем формирователь интервала времени соединен с первым входом ключа, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого счетчика, выход ключа соединен с входом второго счетчика, выходы счетчиков соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика и со входом триггера, выход которого соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход прерывателя соединен со вторым входом первого управляемого переключателя дополнительно введены второй управляемый переключатель, регистр памяти и блок управления, при этом входы второго управляемого переключателя соединены соответственно со входом и выходом избирательного усилителя,а выход - со входом формирователя интервала времени, выходы второго счетчика через регистр памяти соединены с управляющими входами цифровых управляемых сопротивлений, вход блока управления соединен с выходом цифрового -вольтметра, а выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами управляемых переключателей, управляемого инвертора, цифрового вольтметра и регистра памяти.

На чертеже представлена функциональная схема данного устройства.

Автоматический измеритель содержит последовательно соединенные первый управляемый переключатель 1, первый вход которого соединен с входным зажимом измерителя, избирательный усилитель 2, состоящий из усилителя 3 переменного напряжения и КС-контура с цифровыми управляемыми сопротивлениями 4,5 и 6, линейный детектор 7, управляемый инвертор 8 и цифровой вольтметр 9, второй управляемый переключатель 10, входы которого соединены соответственно со входом и выходом избирательного усилителя 2, формирователь 11 интервала времени, равного периоду измеряемого напряжения, вход которого соединен с выходом переключателя '10, генератор 12 импульсов, целитель 13 частоты, ключ 14, два счетчика 15 и 16, элемент И 17, триггер 18, прерыватель 19, источник 20 опорного напряжения, регистр 21 памяти, и блок 22 управления, причем формирователь 11 соединен с первым вхо-" дом ключа 14, второй вход которого через делитель 13 соединен с выходом генератора 12 и первым входом первого счетчика 16, выход ключа 14 соединен со входом второго счетчика 15, выходы счетчиков 15 и 16 соединены с соответствующими входами элемента И 17, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика 16 и со входом триггера 18, выход которого соединен с первым входом прерывателя 19, второй вход которого соединен с выходом источника 20, а выход прерывателя 19 соединен со вторым входом первого управляемого переключателя 1, выходы второго счетчика 15 через регистр 21 соединены с управляющими входами цифровых управляемых сопротивлений 4,5 и б, вход блока 22 соединен с выходом цифрового вольтметра 9, а выходы блока 22 соединены с соответствующими управляющими входами управляемых переклю.чателей 1 и 10, управляемого инвертора 8, цифрового вольтметра 9 и регистра 21.

Цикл измерения состоит из трех тактов .

В первом такте происходит автоматическая настройка избирательного усилителя 2 на частоту входного сигнала. Это осуществляется следующим образом. Исследуемый сигнал через управляемые переключатели 1 и 10 подается на вход формирователя 11, который вырабатывает временной интервал, равный одному периоду измеряемого напряжения; На это время открывается ключ 14 и на вход счетчика 15 через делитель частоты 13 поступают импульсы с выхода генератора 12. Количество импульсов, поступивших на этот счетчик, пропорционально периоду измеряемого напряжения Ν=5Τ,

где Т - период сигнала;

5 - коэффициент пропорциональности.

Этот код по сигналу блока 22 управления переносится в регистр 21 памяти.

Известно, что частота квазирезонанса избирательного КС-усилителя определяется зависимостью £ - Кили т=±-кс, ^кс

где К - коэффициент пропорциональности .

Поэтому, воздействуя на элементы КС-контура усилителя цифровым кодом N, соответствующим периоду входного сигнала, можно за один период осуществить автоматическую настройку избирательного усилителя на частоту квазирезонанса.

С этой целью резисторы КС-контура

(в данном случае двойного Т-образногс

моста) выполнены в виде цифровых управляемых сопротивлений 4,5 и 6, зна5

757992

чения которых устанавливаются кодом Ν,записанным в регистр памяти 21. В результате избирательный усилитель 2 окажется с достаточной точностью настроенным на частоту измеряемого сигнала . «

Во втором такте сигналом с блока управления 22 переключатель 10 переключается в другое положение.

В этом случае'на вход избирательного усилителя 2 через управляемый переключатель 1 подается измеряемое напряжение. Усиленный сигнал выпрямляется линейным детектором 7 и через инвертор 8 поступает на вход цифрового вольтметра 9, который в течение эталонного времени Т_о интегрирует ’’

входное напряжение. Одновременно выходной сигнал избирательного усилителя 2 через управляемый переключатель 10 подается на вход .формирователя 11. в дальнейшем происходит аналогично опи- 20 санному выше формирование цифрового кода N,соответствующего периоду выходного сигнала избирательного усилителя 2. Код N фиксируется в регистре счетчика 15. 25

Импульсы с выхода генератора 12 подаются также на вход счетчика' 16, который работает в непрерывном режиме .

На выходе элемента И 17 появляет- 30 ся сигнал, как только число импульсов, записанное в счетчике 15 сравняется с числом импульсов, записанным в счетчике 16. При этом сигнал с выхода элемента И 17 поступает на вход счет- 35 ного триггера 18 и сбрасывает счетчик 16 в "нуль”.

Импульсы на выходе элемента И 17 появляются с частотой, превышающей в два раза частоту измеряемого сигнала, зд Выходное напряжение триггера 18 имеет частоту, равную частоте выходного сигнала избирательного усилителя 2. Подключенный к выходу триггера 18 прерыватель 19 модулирует с этой час- д, тотой постоянное напряжение, поступающее на вход прерывателя 19 от источника 20. Поэтому первая гармоника выходного сигнала прерывателя 19, совпадающего по частоте с выходным напряжением избирательного усилителя 2, имеет стабильную амплитуду.

По истечении времени Т_о в цифровом вольтметре 9 вырабатывается сигнал, который через блок 22 управляет переключателем 1 и управляемым инвертором 55

8. При этом переключатель 1 переключается в другое положение,'а на вход избирательного усилителя 2 поступает напряжение с выхода прерывателя 19,

После избирательного усилителя 2 сигг 60 нал выпрямляется линейным детектором 7, инвертируется инвертором 8 и воз- . действует на вход цифрового вольтметра 9, отсчет которого, полученный в. этом такте, прямо пропорционален изме-65

6

ряемому напряжению и не зависит от изменения коэффициента передачи избирательного усилителя 2.

Таким образом, в предложенном устройстве избирательный усилитель автоматически настраивается на частоту измеряемого сигнала, что значительно расширяет частотный диапазон измерителя. Это обстоятельство увеличит сферу применения устройства. Кроме того, за счет автоматизации процесса настройки избирательного усилителя использование данного измерителя повысит производительность труда при проведении экспериментальных исследований.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Автоматический измеритель переменных напряжений, содержащий последовательно соединенные первый управляемый переключтатель, первый вход которого соединен с входным зажимом измерителя, избирательный усилитель, состоящий из усилителя переменного напряжения и КС-контура с цифровыми управляемыми сопротивлениями, линейный детектор, управляемый инвертор и цифровой вольтметр, а также формирователь интервала времени, равного периоду измеряемого напряжения, ключ, делитель частоты, генератор импульсов, два счетчика, элемент И, триггер, прерыватель и источник опорного напряжения, причем формирователь интервала времени соединен с первым входом ключа, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого счетчика, выход ключа соединен с входом второго счетчика, выходы счётчиков соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика и со входом триггера, выход которого соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход прерывателя соединен со вторым входом первого управляемого переключателя, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены второй управляемый переключатель регистр памяти и блок управления, при этом входы второго управляемого перек лючателя соединены соответственно со входом и выходом избирательного усилителя, а выход - со входом формирова теля инвертора времени,- выходы второго счетчика через регистр памяти соединены с управляющими входами цифровых управляемых сопротивлений, вход блока управления соединен с выходом цифрового вольтметра, а выходы блока управления соединены с соответствую-’.

   7