Способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , основанный на последовательном масштабировании, квадрировании и усреднении поочередно опогэного tJ(j и измеряемого U напряжений, запоминании полученных результатов А ч А усреднения, отличающийс я тем, что, с целью повьмення точности при использовании в качестве опорного напряжения сигнала постоянного тока, теми же техническими средствами последовательно масштабируют , квадрируют и усредняют нулевое напряжение, запоминают полученный результат А усреднения, дополнительное поочередно масштабируют опорное UQ и нулевое напряжения, зaпo ::Iнaют полученные результаты Ал и Аг мааитабирования , а искомое среднеквадратич щ ное значение U определяют по выражению -I (A7-Ai) (AI+AS) У )

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(5D 5 01 )(19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

;4

t

1 (У

ГОСУДАГСТБЕННЬ(Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 331 3055/18-21 (22) 20.05.81 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 (72) В.И. Баканов, И.H. Желбаков л В.С. Попов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Рождествечская Т.Б. Электрические компараторы для точных измерений тока, напряжения и моцности.

М., Пзд-во стандартов, 1964, с. 161162.

2. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. N., "Советское радио", 1977, с.112. (54) (57) СПОСОБ ИВ 1ЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРА .(ИЧНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, основанный на последователь.! йом масштабировании, квадриров анин и усреднении поочеоедно опорного (10 и измеряемого U напряжений, запоминании полученных результатов А

А,, ууссррееддннеенниияя, о т л и ч а ю щ я и с я тем, что, с целью повышения точности при использовании в качестве опорного напряжения сигнала постоянного тока, теми же техническими средствамя последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют нулевое напряжение, запоминают полученный результат А3 усреднения, дополнительно поочередно масштабируют опорное и нулевое напряжения, запоминают о полученные результаты А4 и А масштабирования, а искомое среднеквадратич «ж ное значение U определяют по выражении

1075175

Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для использования при построении цифровых вольтметров переменного напряжения с встроенным вычислительным блоком. 5

Известен способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, заключающийся в квадрировании и усреднении опорного напряжения U в виде сигнала постоянного тока, нахождении по полученному результату А1 усреднения и исходному значению () опорного напряжения общего коэффициента К преобразования, запоминании его, квадрировании и 15 усреднении переменного напряжения определении искомого среднеквадратичного значения к) путем деления полученного результата А2 усредне ния на найденный общий коэффициент

К преобразования (1) .

Недостаток способа связан с отсутствием в нем операции масштабирования, что обуславливает весьма узкий рабочий диапазон измеряемого напряжения.

Наиболее близким технический решением к изобретению является способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, предусмат30 рчвающий масштабирование, квадрирование и усреднение опорного напряжения

0О в виде сигнала переменного тока, нахождение по полученному результату

1 усреднения и исходному среднеквад 35 ратичному значению () опорного напряжения общего коэффициента К преобразования, запоминание его, масштабирование, квадрирование и усреднение измеряемого напряжения (), определение искомого среднеквадратичного значе40 ния 0 путем деления полученного результата А усреднения на найденный общий коэффициент К преобразования (2$ .

Недостаток известного способа про-45 является в низкой точности измерения, обусловленной трудностью поддержания опориого переменного напряжения на стабильном уровне. В случае же использования в качестве опорного на-50 пряжения сигнала постоянного тока снижение точности, вызывается отрицательным влиянием напряжения смещения масштабирующего блока.

Целью изобретения является повышение точности измерения при использовании в качествЕ опорного напряжения сигнала постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения 60 среднеквадратичного значения переменного напряжения, основанному на последовательном масштабировании, квадрировании и усреднении поочередно опоРного 0в и измеРЯемого 0 напРЯ-65 жений, запоминании полученных результатов A g u Ag усреднения, теми же техническими средствами последовательно масштабируют, квадриРуют и усредняют нулевое напряжение, запоминают полученный результат А усреднения напряжения, запоминают полученные результаты А4 и Ag масштабирования, а искомое среднеквадратичное значение 0 определяют по выражению

Эамакают ключи 4 и 10, остальн.. е размыкают. Опорное напряжение 0О поступающие с выхода источника 8, масштабируется в блоке 1, квадрируется в квадраторе 2, усредняется в блоке 3 и запоминается в блоке 5.

Функции преобраЗования масштабирующего блока 1, квадратора 2 и усредняющего блока 3 описываются выражениями: (2) (3) (4) авь!к < с1 а Вк ° а 4

+ а авек. с ав

+ а где аиь, ° авл1 ° ав.,2Ф ввкиу ° авьз а вк — сигналы на выходе и входе соответственно масштабирующего блока 1, квадратора 2, усредняющего блока 3; с, с, c>, a«a«a> — коэффициенты передачи и аддитивные погрешности соответственно масштабирующего блока 1, квадратора 2 и усредняющего блока 3;

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения.

Устройство содержит последовательно соединенные масштабирующий блок (преобразователь напряжения в ток, выполненный на основе операционного усилителя) 1, квадратор (термопреобразователь) 2, усредняющий блок 3 (его функции выполняет термопреобразователь), ключ 4, блок 5 памяти, вычислительный блок б, отсчетный блок 7. В состав устройства входят также источник 8 опорного напряжения в виде сигнала постоянного тока, ключи 9-11, включенные между входом масштабирующего блока 1 и соответственно входом устройства, выходом истЖника 8 опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, а также ключ

12, включенный между выходом масштабирующего блока 1 и входом блока 5 памяти.

Предлагаемлй способ осуществляется следующим образом.

1075175

Составитель Л.Морозов

Редактор Т.Кугрышева Техред Л.Пилипенко 1<орректор О.Билак г

Заказ 492/38 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

0 „. — среднее значение сигнала

8 3 ав .

Значение Р (, запомненное в блоке

5 памяти, определяется как

A(=Cз(с С 0 2С,с 0 0 (с a„++op) ++a3 (5)

Заьыкают ключи 4 и 9, остальные размыкают. Измеряемое напряжение 0, поступающее с входной шины устройст10 ва, .масштабируется в блоке 1, квадрирует ся в кв адраторе 2, усредн яется в блоке 3 и запоминается в блоке 5, Значение А>, запомненное в блоке 5, определяется как

А,=с, с„с.,0 +2с,с ба, С,а,(.с()(a> < Б) Завыкают ключи 4 и 11, остальные размыкают. Нулевое напряжение масшта- 20 бируется в блоке 1, квадрируется в квадраторе 2, усредняется в блоке 3 .и запоминается в блоке 5. Значение

А>, запомненное в блоке 5, определяется как 25

АЗ= СЗ(с,а (+а2) + a3 (7) Замыкают ключи 10 и 12, остальные размыкают. Опорное напряжение 0в поступающее с выхода источника 8, масштабируется в блоке 1 и запоминается в блоке 5. Значение А4, запомненное. в блоке 5, определяется как

А4= с Ор+а(Замыкают ключи 11 и 12, остальные размыкают. Нулевое напряжение масштабируется в блоке 1 и запоминается в блоке 5. Значение А, запомненное в блоке 5, определяется как

А = a1 (9).

По запомненным в блоке 5 памяти значениям А(-А в вычислительном . блоке б определяется искомое среднеквадратичное значение U измеряемого .напряжения по выражению (1). Итоговый результат измерения отображается в отсчетном блоке 7.

Анализ расчетного выражения (1) показывает, что при измерении среднеквадратичного значения переменного напряжения по предлагаемому способу результат измерения не зависит от коэфФициентов передачи и аддитивных погрешностей масштабирующего, квадрирующего и усредняющего функциональных блоков, что и обеспечивает повыФ щенную точность измерения.