Способ измерения постоянной составляющей периодического сигнала

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЩЕЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА, заключающийся в том, что задают интервал времени отсчета, производят счет интервала и в момент его окон чания осуществляют запоминание, о т личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, фиксируют каждый момент достижения экстремума измеряемого сигнала, от этого момента производят отсчет заданного нитерк вала времени, в момент его оконвания производят выборку мгновенного значения сигнала, запоминают его До следующего момента выборки и по полученному значению напряжения судят о значении измеряемого параметра, причем интервал времени отсчета устанавливают равным четверти периода переменной составляющей сигнала. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(б)) G Ol R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -"

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3603179/24-21 (22) 10.06.83 (46) 30.11.84.Бюл.¹ 44 (72) В.А.Бороденко и Г.Н.Бороденко (71) Павлодарский индустриальный институт (53) 621.317(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 951157, кл.G 01 R 19/02,1980.

2.Атамалян Э.Г., Портной N.В., Чепурнова Ю.Д. Методы и средства измерения электрических величин. M., ."Высшая школа", 1974, с.90-91. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА, заключающийся в том, что задают интервал времени отсчета, производят от счет интервала и в момент его окончания осуществляют запоминание, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, фиксируют каждый момент достижения экстремума измеряемого сигнала, от этого момента производят отсчет заданного интерк вала времени, в момент его окончания производят выборку мгновенного значе.ния сигнала, запоминают его до следующего момента выборки и по полученному значению напряжения судят о значении измеряемого параметра, причем интервал времени отсчета устанавливают равным четверти периода переменной Ж составляющей сигнала.

1 112688

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ис польэовано для измерений при процессах в электрических системах.

Известен способ измерения постоянной составляющей периодического сигнала, по которому независимо выделяют и усредняют значения полуволн положителЬной полярности сигнала, независимо выделяют и усредняют значения 10 полуволн отрицательной полярности сигнала, непрерывно находят разность полученных величин (!) .

Недостатком данного способа является низкое быстродействие, обусловленное тем,что нахождение постоянной составляющей может производится не чаще, чем через периодизмеряемого сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо- 2g соб измерения постоянной составляющей периодического сигнала, заключающийся в том, что задают интервал времени отсчета, в целое число раз больший длительности периода переменной 25 составляющей сигнала, начинают отсчет ат произвольного момента времени, непрерывно в течение интервала отсчета преобразуют мгновенное значение сигнала в импульсы определеннойзО частоты по линейной зависимости,суммируют их, запоминают в момент окончания интервала отсчета сумму импульсов и преобразуют полученную сумму импульсов в значение постоянной сос-35 тавляющей среднее арифметическое за интервал отсчета) P) „

Основным недостатком данного спoсоба также является низкое быстродействие, обусловленное тем, что нахождение постоянной составляющей манжет производится не чаще, чем через период измеряемого сигнала, что ограничивает область применения способа.

Цель изобретения — повышение бы-

А5 стродействия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения постоянной составляющей периодического сигнала, заключающемуся в том, что ,задают интервал времени отсчета,, производят отсчет интервала и в момент его окончания осуществляют запоминание, дополнительно фиксируют каждый момент достижения экстремума измеряемого сигнала, от этого момента производят отсчет заданного интервала времени, в момент его окон. чания производят выборку мгновенного значения сигнала, запоминают его до следующего момента выборки и по полученному значению напряжения су» дят о значении измеряемого параметра, причем интервал времени отсчета устанавливают равным четверти периода переменной составляющей сигнала.

На фиг.1 изображена. диаграмма, поясняющая предлагаемый способ измерения; на фиг.2 — схема. устройства для его осуществления.

Использование способа поясняется на примере переходного тока а

+1„ короткого замыкания, апериодическая(постоянная составляющая которого измеряется по экспоненциальному закону. Согласно способу устанавливают предварительно интервал времени отсчета С = 0,25Т, равный четверти периода переменной составляющей 1„ сигнала. С появлением переходного тока фиксируют каждый момент экстремума (максимума положительной и минимума отрицательной полуволн тока), от этого момента производят отсчет калиброванного интервала вре

/ /l мени с ..В момент окончания отсчета производят выборку мгновенного сигнала, которое запоминают до следующего момента выборки. Полярность образующе о параметра Ь соответствует знаку,о

|остоянной составляющей сигнала, амплитуда импульса С равна мгновенному значению iä постоянной составляющей в момент выборки, а также среднему значению i, постоянной (апериодичес-. кой ) составляющей сигнала за полупериод от предшествуюшего до последующего экстремума.

Способ реализуется устройством, содержащим дифференпиальный усилителй

1, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход подключен через следящий конденсатор 2 к общей шине устройства, через резис" тор 3 — к собственному .выходу и непосредственно к первому входу компарФ тора 4, второй вход которого подклю-(1 чен к выходу усилителя 1, а выход через последовательно соединенные одновибратор 5 и элемент 6 задержки к управляющему входу ключа 7, вход которого подключен к второму входу усилителя 1, а выход через запоминающий элемент 8 — к выходу устройства.

Устройство работает следующим образом.

Компаратор 4 переключается по изменению направления тока в цепи реСоставитель С..Рыбин

Техред C.Легеза Корректор О.Луговая

Редактор M.Ïåòðîâà

Звказ 8686/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 з 1126 зистора 3 и конденсатора 2 каждый раз, когда напряжение на конденсаторе 2 становится по модулю больше величины входного сигнала, т.е. последний минует экстремальное значение. Одновиб5 ратор 5 по каждому переключению компаратора 4 формирует импульс начала отсчета интервала времени .Элемент 6 задержки производит отсчет л образцового интервала и формирует в момент. его окончания импульс, поступающий на управляющий вход ключа 7.

Ключ 7 открывается на время управляющего импульса, осуществляя выборку мгновенного значения сигнала i+

= 1„,з1п +1at atêîòîðîå в виде импульса С проходит на запоминающий элемент 8. Амплитуда сигнала на выходе элемента 8 изменяется в момент

888 4 выборки (она соответствует мгновенно му значению i g в момент выборки и среднему значению j a за полупери од).

Быстродействие способа определяется шагом квантования и соответствует длительности полупериода исследуемого сигнала. Слежение за значением постоянной (апериодической1 составляющей осуществляется в темпе реального времени, что позволяет использовать способ для регистрации (осциллографирования) характера изменения и .. величины постоянной составляющей curl нала при быстротекущих переходных процессах, например, в электрических системах энергоснабжения и автоматического управления.