Способ получения квадрата действующего значения переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ас9 (11) ЗФЮ G 01 R 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3520090/18-21 (22) 08.12.82 (46) 07.07.84. Бюл. У 25 (72) В.К. Попов (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И- 213971, кл. С 01 R 19/02, 1967.

2..Авторское свидетельство СССР

У 935801, кл. С 01 R 19/02, 1980. (54)(57). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КВАДРАТА

ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, заключающийся в линейном детектировании контролируемого сиг.нала с последующими квадратичным преобразованием и интегрированием результата преобразования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, квадратичное пре образование осуществляют путем интегрирования линейно продетектированного напряжения и последующего преобразования в импульсное напряжение, амплитуда и частота которого при постоянной длительности импульсов прямо пропорциональна амплитуде проинтегрированного после линейного детектирования напряжения.

1 »О1

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования в вольтметрах действующего значения переменного напряжения. 5

Известен способ получения квадрата действующего значения переменного напряжения путем линейного двухполупериодного детек гирования и последующего квадратичного преобра- 10 зования его с усреднением, при котором продетектированное напряжение суммируют с линейно .меняющимся напря.жением противоположной полярности, период которого превышает период из- 15 меряемого напряжения, интегрируют часть полученного суммарного напряжения, однополярную с продетектированным напряжением,и по его интегральному значению судят о величине квад- 20 рата действующего значения измеряемого напряжения )1) .

Недостаток данного способа — не" высокая точность, обусловленная большим количеством выполняемых опера- 25 ций.

Наиболее. близким к изобретению является способ получения квадрата действующего значения переменного напряжения, заключающийся в линейном детекЭр .тировании контролируемого сигнала, квадратичном преобразовании продетек.тированного напряжения с формированием периодического линейно иэменяющего сигнала и интегрировании резуль35 тата преобразования, при котором подынтегральную функцию составляют из сформированного линейно изменяющегося сигнала, максимальное значение которого устанавливают пропорциональным 4р амплитуде контролируемого сигнала f=j, Недостатком известного способа является невысокая точность, обусловленная нелинейностью формирования линейно изменяющегося сигнала.

Цель изобретения — повышение точности получения квадрата действующего значения переменного напряжения. .Поставленная цель достигается тем;, что согласно способу получения квадра- 5Р та действующего значения переменного напряжения, заключающемуся в линейном детектировании контролируемого сигнала с последующими квадратичным преобразованием и интегрированием ре- 55 эультата преобразования, квадратичное преобразование осуществляют путем .интегрирования линейно продетекти749 рованного напряжения и последующего преобразования в импульсное напряжение, амплитуда и частота которого при постоянной длительности импульсов .прямо пропорциональна амплитуде проинтегрированного после линейного детектирования напряжения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 — диафаммы, поясняющие сущность способа пблучения квадрата действующего значения переменного напряжения.

Устройство содержит линейный детектор 1, первый интегратор 2, ключ

3, преобразователь напряжение-частота 4, второй интегратор 5, причем вход 6 устройства соединен со входом линейного детектора 1, выход линейного детектора 1 соединен со входом первого интегратора 2, выход которого соединен с сигнальным входом ключа 3 и с входом преобразователя напряжение-частота 4, выход которого подключен к управляющему входу ключа 3, выход ключа 3 соединен со входом второго интегратора 5, выход которого является выходом 7 устройства.

Контролируемый сигнал (1,(4) подвергается линейному детектированию в линейном детекторе 1. В общем случае детектирование может быть как однополупериодным, так и двухполупериодным. На фиг. 2 показано напряжение U>(i), которое получено с помощью двухполупериодного детектирования. Пульсирующее напряжение

0 (41 подвергается в первом ин"

2 теграторе 2 интегрированию. При этом выделяется пропорциональное пульсирующему напряжению постоянное напряжение 03(Ц ° Это постоянное напряжение подается на сигнальный вход ключа 3, а также на вход преобразователя напряжение-частота 4, где оно преобразуется в импульсное напряжение, частота которого при постоянной длительности и амплитуде импульсов связана линейной зависимостью с постоянным напряжениемU (Ц. Импульсами с выхода преобразователя 4 управляется. ключ 3, на выходе которого формируется импульсное напряжение, частота 1 которого и амплитуда Ug(tj связаны линейной зависимостью с напряжением О 1 ® при постоянной длительности импульсов. Эти импульсы и являются подынтегральной функцией для втоЭ »о рого интегратора 5, на выходе которо" го выделяется постоянное напряжение, пропорциональное квадрату входного переменного напряжения устройства.

Покажем, что при изменении амплитуды контролируемого сигнала 0 Н.) в

k раэ вольтсекундная площадь подынтегральной функции — импульсного напряжения 0 (1) изменится в К раз.

Данное положение иллюстрируется с !О помощью временных диаграмм на фиг. 2.

Если, к примеру (фиг. 2), контролируется сигнал 2 0,(t), т.е. имеющий удвоенную амплитуду по сравнению с исходным, то после линейного детектирования формируется пульсирующее напряжение с амплитудой 2 О (1), а после интегрирования этого пульсирующего напряжения — постоянное напряжение, амплитуда которого равна 20

2Цф) . Затем это постоянное напряжение преобразуется в импульсное

I напряжение, амплитуда которого в си-, . лу линейности преобразования равна

204 (Ц, а частота равна удвоенной 25

1749 4 частоте 2 f первоначальной импульсной последовательности. Таким образом за время первоначального периода повторения импульсов будет сформировано два импульса такой же длительности и удвоенной амплитуды по сравнению с первоначальными импульсами.

Из нижней диаграммы (фиг. 2) видно, что при удвоении амплитуды контролируемого сигнала вольтсекундная площадь импульсной последовательно..сти возрастает по сравнению с первоначальной в четыре раза. Поэтому после интегрирования этого импульсного напряжения выделенное постоянное напряжение также увеличивается в четыре ! раза. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает квадратичную зависимость выходного постоянного напряжения от входного переменного напряжения. При этом использование частотно-временного преобразования сигнала предопределяет высокую точность квадратичного преобразования сигнала.

1101749

ВНИИПИ Заказ 4758/29 Тираж 711 Подписное

Филиал ШШ "Патект", г.Ужгород, ул.Проектная, 4