Измерительный преобразователь активной мощности
Изобретение может быть использовано в радиотехнике и гидроакустике для измерения активной мощности в диапазонах звуковых, ультразвуковых и радиочастот. Измерительный преобразователь активной мощности содержит полевые транзисторы 1,6, аналоговые сумматоры 2,8, делитель 3 напряжения, преобразователь (П) 4 напряжение-ток, усреднякнций П 5, масштабный П 7 с парафазным выходом, источник 9 напряжения смещения, источник 10 стабильного постоянного напряжения, дифференциальный усилитель 11, П 12 и 13 ток-напряжение. Изобретение уменьшает погрешности измерения при малой потребляемой от.источника питания мощности. 1 ил. оо 00 СП) О5
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5g 4 G 01 R 21/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3970268/24-21 (22) 29.10.85 (46) 15.06.87. Бюл. У 22 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) В.В.Иванютин (53) 621.317.382.016 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 864160, кл. G 01 R 21/08, 1980.
Авторское свидетельство СССР
У 971167, кл. С 01 R 21/06, 1982. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение может быть использовано в радиотехнике и гидроакусти„„SU„„1317366 А1 ке для измерения активной мощности в диапазонах звуковых, ультразвуковых и радиочастот. Измерительный преобразователь активной мощности содержит полевые транзисторы 1 6 аналоговые сумматоры 2,8, делитель
3 напряжения, преобразователь (П) 4 напряжение-ток, усредняющий П 5, масштабный П 7 с парафазным выходом, источник 9 напряжения смещения, источник 10 стабильного постоянного напряжения, дифференциальный усилитель 11, П 12 и 13 ток-напряжение.
Изобретение уменьшает погрешности измерения при малой потребляемой от источника питания мощности. 1 ил.
1 13
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в радиотехнике и гидроакустике для измерения активной мощ" ности s диапазонах звуковых, ультразвуковых и радиочастот °
Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения при малой потребляемой от источников питания мощности.
На чертеже изображена структурная схема измерительного преобразователя активной мощности.
Измерительный преобразователь активной мощности (ИПАИ) содержит первый полевой транзистор 1, первый аналоговый сумматор 2, делитель 3 напряжения, преобразователь 4 напряжениеток, усредняющий преобразователь 5„ второй полевой транзистор 6, масштабный,преобразователь 7 с парафаэным выходом, второй аналоговый сумматор
8, источник 9 напряжения смещения, источник 10 стабильного постоянного напряжения, дифференциальный усилитель 11, первый преобразователь 12 ток-напряжение и второй преобразователь 13 ток-напряжение, причем к выходу первого аналогового сумматора 2 подключен затвор первого полево17366 2 ход — к входу усредняющего преобразователя 5, вход второго преобразователя 13 ток-напряжение соединен с истоком второго полевого транзистора
6, а выход — с первым входом дифференциального усилителя 11, вход масштабного преобразователя 7 с парафаэным выходом является первым входом измерительного преобразователя активной мощности, а второй вход дифференциального усилителя 11 вторым входом измерительного преобра зователя активной мощности.
Измерительный преобразователь
f5 активной мощности (HIIAM) работает следующим образом.
Первое входное напряжение ИПАИ Ц поступает на вход масштабного преобразователя 7 с парафаэным выходом, 20 имеющего коэффициент К преобразования. Выходное напряжение на его неинвертирующем выходе равна
= К У, а на инвертирующем выходе—
U»= -К„П °
Второе входное напряжение HIIAM U
Я поступает на один из входов дифференциального усилителя 11, В результате цействия отрицательной обратной связи на его второй вход поступает на30 пряжение обратной связи, равное го транзистора 1; выход делителя 3 напряжения соединен с первым вхоДом первого аналогового сумматора 2, выход усредняющего преобразователя является выходом измерительного преобразователя активной мощности, неинвертирующий выход масштабного преобразователя 7 с парафаэным выходом соединен со стоком первого полевого транзистора 1 и входом делителя 3 напряжения, а инвертирующий — со входом преобразователя 4 напряжениеток, выход второго аналогового сумматора 8 подключен к затвору второго полевого транзистора 6, выход источника 9 напряжения смещения соединен со вторым входом аналогового сумматора 2 и первым входом второго аналогового сумматора 8, выход источника 10 стабильного постоянного напряжения подключен к стоку второго полевого транзистора 6, выход дифференциального усилителя 11 соединен с третьим входом первого и вторым входом второго аналоговых сумматоров 2 и 8, вход первого преобразователя 12 ток-напряжение подключен к истоку первого полевого транзистора 1 и выходу преобразователя 4 напряжение-ток, а выОс Х о ь 13 где U — выходное напряжение источника 10 стабильного посто35
3G) янного напряжения; — приращение проводимости канала второго полевого, трайзистора 6;
К1 — коэффициент преобразования второго преобразователя 13 ток-напряжение.
При этом приращение проводимости
"2, dG = — — — пропорционально напря45 ь U1o Кг жению U
Первый и второй полевые транзисторы 1 и 6 имеют одинаковые зависимости проводимости канала от напряжения затвора и на их затворы с выходов первого и второго аналоговых сумматоров 2 и 8 поступают одинаковые управляющие напряжения, формируемые дифференциальным усилителем 11, и одинаковые напряжения смещения.
Поэтому с высокой точностью выполняется равенство приращений проводимости их каналов, пропорциональных U и д G с1Сь.
3 13173
В связи с выполнением этого равенства ток истока первого полевого транзистора 1 равен и тн 01 1) ч 01 5 о 1 2
К
13
Первый член этого уравнения определяет значения составляющей, пропорциональной первому входному напряжению ИПАИ, а второй член — значения составляющей, пропорциональной произведению входных напряжений HIIAM, 15
При измерении мощности в выходной цепи источников переменных напряжений с нулевым средним значением среднее значение первой составляющей равно нулю. Пропорциональное ей выходное переменное напряжение первого преобразователя 12 ток-напряжение в дальнейшем должно быть подавлено усредняющим преобразователем 5. Для того, чтобы схему последнего можно было упростить, первая составляющая должна быть подавлена (скомпенсирована). Поэтому во входную цепь первого преобразователя 12 ток-напря30 жение поступает выходной ток преобразователя 4 напряжение-ток, имеющего коэффициент К4 преобразования:
K t +12
D = U **К вЂ” — — UU
8ых 5 5 .П К 1 2
1о 13 пропорционально активной мощности, пропорциональной среднему значению произведения входных напряжений
ИПАМ U„U .
При синусоидальных входных напряжениях ИПАИ:
2м Si и U2 U» sin(t + Ч) его выходное напряжение равно т
I zI г 1 выл 5 U К т (1 2) ло 1Ъ о
1 — — К -- — — — U U сову.
5 U К 1м
1О
66 4 . будет пропорционально лишь произведению входных напряжений HIIAM.
В связи с тем, что в широком диапазоне температур трудно обеспечить полную компенсацию, "остаток" переменной составляющей выходного напряжения первого преобразователя 12 токнапряжение должен подавить усредняющий преобразователь 5, имеющий коэффициент К преобразователя. Его выходное найряжение, являющееся выходным нанряжением ИПАМ, i4 1и 4 4 1
При обеспечении значения коэффициента преобразования преобразователя
4 напряжение-ток, удовлетворяющего условию
К4= C где Со„ вЂ” начальное значение проводимости канала первого полевого транзистора 1, определяемое напряжением смещения при Б = О, достигается полная компенсация первой составляющей тока первого полевого транзистора 1 и выходного напряжения первого преобразователя 12 ток-напря- 0 жение, имеющего коэффициент К преобразования.
Поэтому выходное напряжение последнего
= К 12(и + i4) =
К„К 2 — -U U
11„,К1, 2
Формула изобретения
Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий первый полевой транзистор, первый аналоговый сумматор, к выходу которого подключен затвор первого полевого транзистора, делитель напряжения, выход которого соединен с первым входом первого аналогового сумматора,преобразователь напряжение-ток и усредняющий преобразователь, выход кото рого является выходом измерительного преобразователя активной мощности, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения при малой потребляемой от источника питания мощности, в него введен второй полевой транзистор, масштабный преобразователь с парафазным выходом, неинвертирующий вы ход которого соединен со стоком первого полевого транзистора и входом делителя напряжения, а инвертирующий выход — со входом преобразова17366
Составитель С.Сафохин
Редактор А.Ревин Техред М.Ходанич Корректор И.Муска
Заказ 2418/40 Тираж 730 Подпис но е
BHHHIM Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4
5 13 теля напряжение-ток, второй аналоговый сумматор, выход которого подклю ченн к затвору второго полевого транзистора, источник напряжения смещения, выход которого соединен с вторым входом первого аналогового сумматора и первым входом второго аналогового сумматора, источник стабильного постоянного напряжения, выход которого подключен к стоку второго полевого транзистора, дифференциальный усилитель, выход которого соединен с третьим входом первого и вторым входом второго аналоговых сумматоров, первый преобразователь токнапряжение, вход которого подключен к истоку первого полевого транзистора и выходу преобразователя напряжение-ток, а выход — ко входу усредняющего преобразователя, и второй преобразователь ток-напряжение, вход которого соединен с истоком второго полевого транзистора, а выход — с первым входом дифференциального уси10 лителя, вход масштабного преобразователя с парафазным выходом является первым входом измерительного преобразователя активной мощности, а второй вход дифференциального усилителя — вторым входом этого измерительного преобразователя.
