Линейный преобразователь эффективного значения электрических сигналов

 

ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий два квадратора, вьтолненных в виде трансформаторов с тороидальными сердечниками, имеющими профиль, обеспечивающий квадратирующие свойства, первичные обмотки которых соединены последовательно, и их свободные выводы подключены к входным шинам, первый зарядный диод, анод которого соединен через первый сглаживающий конденсатор с общей шиной, а катод подключен к первому выводу вторичной обмотки первого квадратора, второй и третий зарядные диоды, второй сглаживающий конденсатор , первая обкладка которого соединена с общей шиной и первым выводом источника переменного опорного напряжения, первьй транзистор типа р-п-р, второй транзистор п-р-п, балансировочный потенциометр и калибровочный потенциометр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введен корнеизвлекающий элемент с одной обмоткой и сердечником, идентичным сердечникам квадраторов, при этом первичные обмоТки квадраторов включены встречно ,их вторичные обмотки - последовательно-согласно , второй вывод вторичной обмотки первого квадратора соединен с первым выводом вторичной обмотки второго квадратора, второй вывод которой подключен к движку баtg лансировочного потенциометра, включен (Л ного между вторым выводом источника переменного опорного напряжения и первым выводом обмотки, корнеизвлекающего элемента, второй вывод которой соединен с анодом второго и катодом третьего зарядных диодов, катод второго зарядного диода подключен к аноду первого зарядного диода, эмиттеру первого транзистора и через калибровочный потенциометр - к выходной щине , база первого транзистора соединена с общей Щ11ной, а его коллектор с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к аноду третьего зарядного диода и второй обкладке второго сглаживающего конденсатора, а коллектор - к движку калибровочного потенциометра.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (1(j (5l)4 G 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3271383/24-21 (22) 09.04.81 (46) 15.08.85. Бюл. № 30 (72) А.Л.Шпади (71) Ульяновский политехнический институт (53) 621.3 17.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 789785, кл. С 01 R 19/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3273706, кл. G 01 R 19/02, 1981. (54) (57) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ, содержащий два квадратора, выполненных в виде трансформаторов с тороидальными сердечниками, имеющими профиль, обеспечивающий квадратирующие свойства, первичные обмотки которых соединены последовательно, и их свободные выводы подключены к входным шинам, первый зарядный диод, анод которого соединен через первый сглаживающий конденсатор с общей шиной, а катод подключен к первому выводу вторичной обмотки первого квадратора, второй и третий зарядные диоды, второй сглаживающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной и первым выводом источника переменного опорного напряжения, первый транзистор типа р-п-р, второй транзистор п-р-п, балансировочный потенциометр и калибровочный потенциометр, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введен корнеизвлекающий элемент с одной обмоткой и сердечником, идентичным сердечни— кам квадраторов, при этом первичные обмоТки квадраторов включены встречно,их вторичные обмотки — последовательно-согласно, второй вывод вторичной обмотки первого квадратора соединен с первым выводом вторичной обмотки второго квадратора, второй вывод которой подключен к движку балансировочного потенциометра, включен ного между вторым выводом источника переменного опорного напряжения и первым выводом обмотки корнеизвлекающего элемента, второй вывод которой соединен с анодом второго и катодом третьего зарядных диодов, катод второго зарядного диода подключен к аноду первого зарядного диода, эмиттеру первого транзистора и через калибровочный потенциометр — к выходной шине, база первого транзистора соеди— иена с общей шиной, а его коллектор— с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к аноду третьего зарядного диода и второй обкладке второго сглаживающего конденсатора, а коллектор — к движку калибровочного потенциометра.

1 11733

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть испопьзовано в приборах для измерения эффективного значения переменного тока с постоянной составляющей или без нее.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности преобразования переменного тока или переменного 10 тока с постоянной составляющей.

На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу. 15

Линейный преобразователь эффективного значения электрических сигналов содержит два квадратора 1 и 2, выполненных в виде трансформаторов с тороидальными сердечниками, имеюшими профиль, обеспечивающий квадратирующие свойства. Первичные обмотки квадраторов 1 и 2 соединены встречно, вторичные — согласно-последовательно.

Свободный вывод вторичной обмотки

25 первого квадратора 1 соединен с катодом первого зарядного диода 3, включенного последовательно-согласно с вторым 4 и третьим 5 зарядными диодами. Между анодом первого зарядного диода 3 и общей шиной включен первый сгпаживающий конденсатор 6, а между анодом третьего зарядного диода 5 и общей шиной — второй сглаживающий конденсатор 7. К аноду второго за- 35 рядного диода 4 подключен один вывод обмотки дополн. тельно введенного корнеизвлекающего элемента 8, сердечник которого идентичен сердечникам квадраторов 1 и 2. Другой вывод обмотки корнеизвлекающего элемента 8 через балансировочный потенциометр 9, к движку которого подключен свободный вывод вторичной обмотки второго квадратора 2, соединен с одним выводом источника 10 переменного опорного напряжения, другой вывод которого подключен к общей шине. Преобразователь содержит также первый транзистор 11 р — и-р типа, второй транзистор 12 и-р-и типа и калибровочный. потенцио- метр 13, включенный между анодом первого зарядного диода 3 и выходной шиной. К движку потенциометра 13 подключен коллектор второго транзистора

12, эмиттер которого соединен с анодом третьего зарядного диода 5, а база — с коллектором первого транОт источника 10 переменного опорного напряжения протекают токи: во время положительной полуволны напряжения на его выводах через первый потенциометр 9, обмотку корнеизвлекающего элемента 8, второй диод 4 и первый конденсатор 6, а во время отрицательной полуволны напряжения — через второй конденсатор 7, третий диод 5, обмотку корнеизвлекающего элемента 8 и первый потенциометр 9, а также по параллельной цепи — через первый конденсатор 6, первый диод 3, вторичные обмотки квадраторов 1 и 2 и часть сопротивления первого потенциометра

9. Ток отрицательной полуволны заряжен второй конденсатор .7, который служит для питания усилителя, образованного транзисторами 11 и 12. В отсутствие входного. сигнала токи отрицательных и положительных полуволн, протекающие через обмотку корнеизвлекающего элемента 8 и первый конденсатор 6, равны, что достигается регулировкой при помощи первого готенциометра 9, поэтому конденсатор 6 не заряжается. При протекании входного тока по первичным обмоткам квадраторов 1 и 2 (фиг. 2) их сердечники намагничиваются, что уменьшает по величине ток отрицательных полуволн, протекающий через вторичные обмотки квадраторов 1 и 2. За счет формы сердечников квадраторов вторичный ток уменьшается на величину т

2 2 11

I = -- K К И I (и) = -) К M I (t)dt с N Т1

H =1

0 э (1) где N число выборок мгновенных значений входного тока; номер выборки мгновенных значений входного тока; коэффициент пропорциональ-

К ности;

M — число витков первичных обJ моток квадраторов 1 и 2;

29 2 зистора 11. База первого транзистора

11 соединена с общей шиной, а его эмиттер — с анодом первого зарядного диода 3. К входным шинам преобразователя подключен источник 14 сигнала, а к выходным — измерительный прибор

15.

Линейный преобразователь эффективного значения электрических сигналов работает следующим образом.

3 1173

I — мгновенное значение входноГО TOKB

Т вЂ” период входного тока; время;

I — эффективное значение входЭ ного тока.

Появляющийся разностный ток между токами положительных и отрицательных полуволн заряжает первый конденсатор

6. Напряжение конденсатора 6 приложе- !О но между базой и эмиттером первого транзистора 11 и вызывает потекание базового тока ?р, а коллекторный ток первого транзистора 1! открывает второй транзистор 12. Коллекторный ток второго транзистора 12

Т связан с током I соотношением

329 4 шивает ток заряда конденсатора 6, который пропорционален току I .

Уравновешивание происходит за счет большого коэффициента усиления по току усилителя, состоящего иэ транзисторов 11 и 12. Поскольку IS « IK то г г

К !"! Т э К Р Т к = 0 (3) где W — число витков обмотки корнер извлекающего элемента 8;

К вЂ” коэффициент пропорциональ2 ности.

Таким образом, в преобразователе реализуется метод взаимообратного преобразования и

I = сср I (2) г где юб — коэффициент усиления по току первого транзистора

11, включенного по схеме с общей базой;

/ — коэффициент усиления по току второго транзистора

12, включенного по схеме с общим коллектором.

Коллекторный ток второго транзистора 12 разряжает второй конденсатор

7, который заряжается током, протекающим от источника 10 переменного опорного напряжения через диод 5, обмотку корнеизвлекающего элемента

8 и потенциометр 9. Через обмотку корнеизвлекающего элемента 8 протекает ток заряда первого конденсатора 6. В установившемся режиме при помощи корнеизвлекающего элемента 8 ток I < квадратируется и уравнове— < I (4) ! К, Кг !"!р

Применение изобретения позвляет расширить функциональные возможности линейного преобразователя эффектив, ного значения электрических сигналов, так как вследствие последовательного соединения вторичных обмоток квадраторов 1 и 2, первого сглаживающего конденсатора 6, являющегося их нагрузкой, и источника 10 переменного опорного напряжения преобразователь может преобразовывать не только переменный входной сигнал, но и сигнал с постоянной составляющей.

7.7

Коллекторный ток второго транзистора

12, протекающий через выходную шину преобразователя, пропорционален эфд фективному значению тока входного сигнала.

1173329,7лю фиг. Г

Составитель А.Пучковский

Редактор Л.Веселовская Техред А.Бабинец

Корректор Г.Решетник

Заказ 5046/44 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4