Способ измерения действующего значения переменного напряжения

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕШМ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ путем квадратичных преобразований с помощью одного квадратичного преобразоваТ еля измеряемого напряжения и вспомогательного напряжения, равного по величине измеряемому р сдвинутому относительно lero на 90° с последующим йьщелением постоянной составляющей напряжения, полученного после квадратичного преобразования , и извлечения из него корня квадратного , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , поочередное подключение измеряемого и вспомогательного напряжений ко входу квадратичного преобра;3 (эвателя производят с частотой комму тацин, равной частоте измеряемого напряжения в моменты равенства мгновенных значений измеряемого и вспомогательного напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О 3

РЕСПУБЛИК а91 а 11

3151) G 01 R 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ф ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbITHA (21) 3587935/24-21 (22) 16.03.83 (46) 15.12.84. Бюл.9 46 (72) В.К.Попов (53) 621.317.7(088.8) (5&) 1. "Измерительная техника". 1968, 11 9, с. 53-57, фиг.3.

2, Авторское свидетельство СССР

У 761920, кл. С 01 R 19/02, 1980. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮ"

ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ путем квадратичных преобразований с помощью одного квадратичного пре образователя измеряемого напряжения и вспомогательного напряжения, равного по величине измеряемому и сдвинутому относительно него на 90 с последующим выделением постоянной составляющей напряжения, полученного после квадратичного преобразования, и извлечения из него корня квадратного, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия, поочередное подключение измеряемого и вспомогательного напряжений ко входу квадратичного преобра.зователя производят с частотой комму ° тацни, равной частоте измеряемого напряжения в моменты равенства мгновенных значений измеряемого и вспо могательного напряжений. 3

3 1129535

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях действующего значения переменного напряжения.

Известен способ измерения дейст5 вующего значения переменного напряжения, заключающийся в преобразовании измеряемого напряжения в равное ему по величине и сдвинутое по фазе на

90 вспомогательное напряжение, 10 квадратичном преобразовании измеряемого и вспомогательного напряжений с последующим суммировайием полученных напр яже ний и из мер е ние м суммарного напряжения измерительным прибором постоянного тока Pl).

Недостатком данного способа является невысокая точность измерения, обусловленная неидентичностью характеристик квадратичных преобразователей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения действующего значения напряжения, заключающийся в том,что измеряемое напряжение и вспомогательное напряжение, равное по величине измеряемому и сдвинутое относительно него на

90, возводят в квадрат с помощью одного квадратичного преобразователя

1путем поочередного подключения к его

ЗО входу каждого из укаэанных напряжений на равные промежутки времени с частотой коммутации, на несколько ,порядков превышающей частоту измеряемого напряжения, иэ выходного 35 напряжения квадратичного преобразователя за время, равное или кратное периоду коммутации, выделяют постоянную составляющую, извлекают из ее величины квадратный корень и по полу- 40 ченному результату судят о действующем значении измеряемого напряжения (2).

Основным недостатком данного способа является низкое быстродействие процесса измерения, обусловленное тем, что коммутация измеряемого напряжения должна производиться с частотой, на н сколько порядков большей частоты измеряемого напряжения, в результате чего частота измеряемых напряжений ограничена сверху.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения дей- 55 ствующего значения переменного напряжения путем квадратичных преобразователей с помощью одного квадра2 тичного преобразователя измеряемого напряжения и вспомогательного напряжения, равного по величине измеряемому и сдвинутому относительно него на 90 с последующим выделением о постоянной составляющей напряжения, полученного после квадратичного преобразования, и извлечения иэ него корня квадратного, поочередное подключение измеряемого и вспомогательного . напряжения ко входу квадратичного преобразователя производят с частотой коммутации, равной частоте измеряемого напряжения в моменты ра« венства мгновенных значений измеряемого и вспомогательного напряжений.

На фиг,1 представлена структурная схема одного иэ возможных вариан" тов устройства, реализующего предлагаемый способ измерения; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие способ измерения действующего значения переменного напряжения.

Устройство содержит фазовращатель

1, первый и второй компараторы 2 и 3, первый и второй ключи 4 и 5,. квадратичный преобразователь 6, интегратор 7, блок 8 извлечения корня квадратного, измерительный прибор постоянного тока 9. Вход 10 устройетва соединен с сигнальными входами первого компаратора 2 и первого ключа 4, с опорным входом второго компаратора 3, а также со входом фазовращателя 1, выход фаэовращателя 1 сое динен с сигнальными входами второго

1 компаратора 3 и второго ключа 5, а также с опорным входом первого компаратора 2, выходы первого и второго компараторов 2 и 3 соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей 4 и 5, выходы ключей 4 и 5 подключены ко входу квадратичного преобразователя 6, к выходу которого подключен вход интегратора 7, выход интегратора 7 через блок 8 подключен к измерительному прибору постоянного тока 9.

Согасно предлагаемому способу.измерения действующего значения переменного напряжения измеряемое переменное напряжение И „(фиг.2а) преобразуется с помощью фаэовращателя 1 в равное ему и сдвинутое по фазе на

90О вспомогательное переменное напряжение И „ (фиг.2б), Напряжение И с выхода фазовращателя I подается на опорный вход первого компаратора э

ll29

ВНИИПИ

Тираж 710

Заказ 9444/35 Подписное

2 и сигнальный вход второго компаратора 3, а также на сигнальный вход второго ключа 5. На другие входы компараторов (на сигнальный вход первого компаратора 2 и опорный вход второго компаратора 3) подается измеряемое напряжение И „, которое, кроме того, поступает на сигнальный вход первого ключа 4.

В моменты достижения равенства между собой мгновенных значений переменных измеряемого и вспомогательного напряжений на выходах компараторов компараторы срабатывают и на выходах компараторов вырабатывается таким образом импульсное напряжение. Причем, так как измеряемое и вспомогательное напряжения подаются на противоположные входы компараторов 2 и 3, выходные импульсные напряжения И и Из компараторов 2 и

3 противофазны (фиг.2в и 2г ). Этими напряжениями, подаваемыми на управляющие входы первого и второго клю чей 4 и 5, ключи поочередно открываются, подавая также поочередно измеряемое и вспомогательное напряжения на вход преобразователя 6. Форма напряжения на входе квадратичного преобразователя 6 приведена на

535 4 фиг, д. После квадратичного преобразования этого напряжения и преобразователе 6 (фиг. 2е ) пульсирующее напряжение И интегрируется. При этом

5 интегратором 7 выделяется постоянная составляющая напряжения И8 из напряжения И (фиг.2e) Из этого постояного напряжения И блоком 8 выделяется корень квадратный этой величины.

10 Полученное постоянное напряжение И (фиг.2в), величина которого равна действующему значению измеряемого напряжения, измеряется измерительным прибором постоянного тока 9.

Предлагаемый способ позволяет расширить частотный диапазон измерения действующего значения переменного напряжения, так как он не имеет or20 раничений по частоте коммутации измеряемого и вспомогательного напряжений. При этом упрощается выделение постоянной составляющей из пульсирующего напряжения, полученного пос25 ле квадратичного преобразования измеряемого и вспомогательных напряжений, так как пульсирующее напряжение-имеет только частоту пульсации, равную удвоенной частоте измеряемо" го напряжения. филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4