Измерительный преобразователь малых постоянных напряжений

364073

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссввтсннх

Социалистических

Республик

Зависимое-от авт. свидетельства №

Заявлено 08.IV.1971 (№ 1651273/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. H 03f 3/38

Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 25.XII.1972. Бюллетень № 4 за 1973

Дата опубликования описания 15.II.1972

УДК 621.375.127.9(088.8) Авторы .изобретения .Заявитель

О. Е. Аверченков и М. Б. Лейтман

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института

ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ

ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области радиотехники и вычислительной техники и может быть использовано для точного усиления малых постоянных напряжений в широком температурном диапазоне.

Введение альванического разделения цепей существенно усложняет схемы измерительного преобразо дателя малых постоянных напряжений с гальваническим разделителем входа и выхода (ИПГР), так как для достижения необходимой стабильности приходится использовать общую отрицательную обратную связь (ООС) . Поэтому известные устройства обычно включают в себя два трансформатора — во входной цепи и в цепи ООС. Наличие двух трансформаторов увеличивает вес и габариты устройства. К недостаткам таких

ИПГР относится и наличие двух сглаживающих фильтров, которые должны обладать большим коэффициентом подавления напряжения несущей частоты.

Целью изобретения является повышение точности работы в широком диапазоне температур и упрощение схемы преобразователя.

С этой целью разделительный трансформатор выполнен с первичной и двумя вторичными обмотками, причем первичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена к выходу входного модулятора, одна из вторичных обмоток в ко входу усилителя переменного тока, а другая вторичная обмотка, выполненная с заземленной средней точкой, подключена к выходу модулятора цепи обратной связи.

Принципиальная схема устройства приведена на чертеже.

Входной модулятор, выполненный на ключах 1, 2, и модулятор ООС вЂ” ключи 3, 4 преобразуют постоянный ток в переменный (пред1р полагаем, что ключ 1 замыкается и размыкается одновременно с ключом 8, а ключ 2— с ключом 4), Усилитель 5 переменного напряжения усиливает напряжение разбаланса ЛУ.

Демодулятор 6 осуществляет преобразование

15 переменного усиленного напряжения в постоянное. Генератор 7 управляет ключами модуляторов и демодулятора. Разделительный суммирующий трансформатор 8, осуществляющий гальваническое разделение входа и выхо2р да, производит сравнение магнитных потоков, создаваемых токами 1„и 1„,.

Схема работает следующим образом. Ток

1„,-, пропорциональный входному постоянному напряжению, протекая через поочередно ра25 ботающие ключи 1 и 2 входного модулятора и обмотки 9 и 10, наводит в сердечнике трансформатора 8 переменный магнитный поток Фь

Аналогично через поочередно подключаемые ключи модулятора ООС 8, 4 и обмотки 11, 12

Зр в сердечнике создается встречный магнитный

364073

Для токов можно записать:

1 вх с вх вх— 7 вх (2) х вых + 1ос ос—

Roc

Так как ЛУКО, то и AU»-О, ЛУ„=О.

Тогда, приравнивая (2) и (3), получим: ос цвыл = с эх " ю (4)

1 вх т. е. рассмотренная схема работает как усилитель постоянного напряжения с коэффициентом усиления, определяемым отношением

1 ос, Предлагаемый ИПГР выполняет также засох функцию гальванического разделения входа и выхода при использовании одного разделяюпоток Фо, пропорциональный выходному напряжению. Результирующий магнитный поток, равный разности потоков Ф| и Ф>, наводит в выходной обмотке 18 э. д, с. ЛК Частота переменного напряжения разбаланса равна частоте коммутации ключей, а амплитуда пропорциональна разности I,, и I«, т. е. U» и U»,, Напряжение ЛУ поступает на усилитель переменного напряжения, выходное напряжение которого выпрямляется демодулятором б и сглаживается фильтром 14. Если коэффициент усиления усилителя б велик, то амплитуда напряжения разбаланса исчезающе мала, т. е.

ЛU= О. Это означает, что отсутствуют изменения магнитного потока в сердечнике трансформатора 8 или что потоки Ф1 и Ф2, создаваемые токами I,, и I„„равны. Тогда

Isz — 1ос ° (1) щего трансформатора, причем оказывается возможным введение общей ООС через сопротивление R„c и модулятор ООС. ООС будет в этом случае параллельной.

Большим преимуществом предложенной схемы является отсутствие трансформатора обратной связи. Это позволяет не только снизить вес и габариты, но и увеличить точность

10 ИПГР при работе в широком температурном диапазоне, так как суммирующий трансформатор 8 охвачен ООС.

Предмет изобретения

Измерительный преобразователь малых постоянных напряжений с гальваническим раз20 делением входной и выходной цепей, содержащий входнок и в цепи отрицательной обратной связи двухполупериодные транзисторные ключевые модуляторы, усилитель переменного напряжения, демодулятор, сглаживающий

25 фильтр, генератор коммутирующего напряже. ния и разделительный трансформатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы в широком диапазоне температур и упрощения схемы, разделительный транс50 форматор выполнен с первичной и двумя вторичными обмотками, причем первичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена к выходу входного модулятора, одн:а из вторичных обмоток — ко входу усилителя

35 переменного тока, а другая вторичная обмотка, выполненная с заземленной средней точкой, подключена к выходу модулятора цепи обратной связи.

364073

Редактор Т. Ларина

Заказ 176/5 Изд. № 1049 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Парасенчикова

Техред Л. Богданова

Корректоры: Н. Стельмах и А. Степанова