ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (ВАРИАНТЫ)

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (ВАРИАНТЫ)


RU (11) 2093842 (13) C1

(51) 6 G01R19/22 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4910580/09 
(22) Дата подачи заявки: 1991.02.15 
(45) Опубликовано: 1997.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.125, рис.45. 
(71) Заявитель(и): Попов Анатолий Петрович; Степанов Владимир Исакович 
(72) Автор(ы): Попов Анатолий Петрович; Степанов Владимир Исакович 
(73) Патентообладатель(и): Попов Анатолий Петрович; Степанов Владимир Исакович 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (ВАРИАНТЫ) 

Изобретение относится к измерительной технике. Преобразователь выполнен на операционном усилителе 1, один вход которого подключен к источнику 5 измеряемого сигнала, и содержит выпрямительные диоды 2, 3. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью, реализованной включением резистора 6. Новизна состоит в том, что в преобразователь введен сглаживающий фильтр, и в том, что в неинвертирующий вход усилителя 1 соединен с выходом сглаживающего фильтра. Такое соединение может быть выполнено как путем непосредственного подключения, так и путем подключения через резистивный двигатель. Образуемая положительная обратная связь приводит к повышению точности измерения напряжения. 3 с.п.ф-лы, 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электроизмерений, в частности к измерительным преобразователям, и может быть использовано в приборах для измерения среднего значения переменного напряжения.

Известен измерительный преобразователь напряжения переменного тока в постоянное, содержащий операционный усилитель, два диода, включенные согласно-последовательно, первый вывод первого и второй вывод второго которых соединены с выходом операционного усилителя, второй вывод первого диода подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и соединен через первый резистор с источником измеряемого переменного напряжения и через второй резистор с первым выводом второго диода [1]

Однако известный преобразователь не позволяет получать пропорциональной зависимости между выходным постоянным напряжением и средним значением входного переменного напряжения. Это приводит к снижению точности измерения входного напряжения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения входного напряжения.

На фиг. 1-3 показаны электрические схемы предлагаемого измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное в различных вариантах исполнения; на фиг. 4 временные диаграммы напряжений в преобразователе.

По первому варианту исполнения (см. фиг. 1) преобразователь содержит операционный усилитель 1 и диоды 2, 3, включенные согласно-последовательно. Первый вывод диода 2 и второй вывод диода 3 соединены с выходом операционного усилителя, а второй вывод диода 2 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 1 и соединен через резистор 4 с источником 5 измеряемого переменного напряжения и через резистор 6 с первым выводом диода 3. В преобразователь введен сглаживающий фильтр, состоящий из резистора 7 и конденсатора 8. Выход сглаживающего фильтра является выходом преобразователя.

По второму варианту исполнения (см. фиг. 2), преобразователь также содержит операционный усилитель 1 и диоды 2, 3 включенные согласно-последовательно. Первый вывод диода 2 и второй вывод диода 3 соединены с выходом операционного усилителя, а второй вывод диода 2 подключен к инвертирующему входу усилителя и соединен через резистор 4 с общей шиной и через резистор 6 с первым выводом диода 3. В преобразователь также введен сглаживающий фильтр, состоящий из резистора 7 и конденсатора 8 и выход которого является выходом преобразователя. Первый вывод диода 3 подключен к входу сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, состоящего из резисторов 9, 10 и включенного между выходом сглаживающего фильтра и источником 5 измеряемого переменного напряжения.

По третьему варианту исполнения (см. фиг. 3), преобразователь операционного усилителя 1', 1'', диоды 2', 3', 2'', 3'' и резисторы 4', 6, 4'', соединенные между собой звездой. Неинвертирующий вход операционного усилителя 1' соединен с источником 5 измеряемого переменного напряжения, инвертирующий вход со вторым выводом диода 2' и первым выводом резистора 4', а выход с первым выводом диода 2' и со вторым выводом диода 2'' и с первым выводом резистора 4'', а выход с первым выводом диода 3'. Инвертирующий вход операционного усилителя 1'' соединен с вторым выводом диода 2'' и с вторым выводом диода 3''. В преобразователь также введен сглаживающий фильтр, состоящий из резистора 7 и конденсатора 8 и выход которого является выходом устройства. Первые выводы диодов 3', 3'' и первый вывод резистора 6 соединены с выходом сглаживающего фильтра. Неинвертирующий вход операционного усилителя 1'' подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, состоящего из резисторов 9, 10 и включенного между выводом сглаживающего фильтра и источником 5 измеряемого переменного напряжения.

Вход усилителя может подключается к источнику 5 измеряемого напряжения как посредственно, так и через разделительный конденсатор 11. К выходу преобразователя подключают регистрирующий прибор 12.

Преобразователь работает следующим образом. При положительной полярности на инвертирующем входе усилителя 1 (см. фиг. 1) открывается диод 2. Диод 3 заперт. При отрицательной полярности на инвертирующем входе усилителя 1 и диод 2 запирается, открывается диод 3. Следовательно, происходит однополупериодное выпрямление. Выпрямленное напряжение сглаживается фильтром, состоящим из резистора 7 и конденсатора 8. Исходя из условий фильтрации, постоянная времени фильтра выбирается больше периода входного переменного напряжения. Поэтому заряд конденсатора 8 через резисторы 7, 6 передается на инвертирующий вход усилителя 1.

Если неинвертирующий вход будет иметь нулевой потенциал относительного корпуса (как в известном преобразователе), то образуется зона нечувствительности (см. фиг. 4). Отсюда, постоянное выходное напряжение Uвых будет в известном преобразователе определяться только той частью входного напряжения Uвх, на интервале которой входное напряжение превышает постоянное входное напряжение (на чертеже заштрихованная часть). Информация же о входном напряжении в другой части в выходное напряжение не поступает, и это, следовательно, может приводить к снижению точности измерения.

Так как в предлагаемом преобразователе неинвертирующий вход усилителя 1 соединен с выходом сглаживающего фильтра, то потенциал выходного напряжения будет передаваться на этот вход. Очевидно, ток через резистор 7 и постоянно выходное напряжение Uвых будут определяться значением входного напряжения на всем выпрямленном полупериоде, и это, следовательно, приводит к повышению точности измерения.

Входное напряжение преобразователя может подключаться и к неинвертирующему входу усилителя 1 (см. фиг. 2), но в этом случае необходимо использовать резистивный делитель, резисторы 9, 10 которого помимо того ограничивают ток источника входного напряжения и ток от выходного напряжения преобразователя.

В схеме преобразователя с двухполупериодным выпрямлением (см. фиг. 3) резисторы 9, 10 выполняют роль только делителя выходного напряжения.

Как непосредственным подключением неинвертирующего входа к выходу фильтра, так и подключением через резистивный делитель (резисторы 9, 10) реализуется положительная обратная связь по постоянному напряжению. Эта положительная обратная связь в предлагаемом преобразователе позволяет ликвидировать зону нечувствительности преобразователя по входу и тем самым повысить точность измерения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Измерительный преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий операционный усилитель, два диода, включенные согласно-последовательно, первый вывод первого и второй вывод второго которых соединены с выходом операционного усилителя, второй вывод первого диода подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и соединен через первый резистор с источником измеряемого переменного напряжения и через второй резистор с первым выводом второго диода, отличающийся тем, что в него введен сглаживающий фильтр, вывод которого является выходом преобразователя, первый вывод второго диода подключен к входу сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к выходу сглаживающего фильтра.

2. Измерительный преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий операционный усилитель, два диода, включенные согласно-последовательно, первый вывод первого и второй вывод второго которых соединены с выходом операционного усилителя, второй вывод первого диода подключен к инвертирующему входу операционного усилителя и соединен через первый резистор с общей шиной и через второй резистор с первым выводом второго диода, отличающийся тем, что в него введен сглаживающий фильтр, выход которого является выходом устройства, первый вывод второго диода подключен к входу сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, включенного между выходом сглаживающего фильтра и источником измеряемого переменного напряжения.

3. Измерительный преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий два операционных усилителя, четыре диода, три резистора, соединенных между собой звездой, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с источником измеряемого переменного напряжения, инвертирующий вход с вторым выводом первого диода и с первым выводом первого резистора, выход с первым выводом первого диода и вторым выводом второго диода, инвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с вторым выводом третьего диода и первым выводом третьего резистора, выход с первым выводом третьего диода и вторым выводом четвертого диода, отличающийся тем, что в него введен сглаживающий фильтр, выход которого является выходом преобразователя, первые выводы второго и четвертого диодов и первый вывод второго резистора соединены с входом сглаживающего фильтра, неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к средней точке резистивного делителя напряжения, включенного между выходом сглаживающего фильтра и общей шиной.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru