Устройство измерения параметров электрического сигнала

 

Изобретение относнтся к электроизмерениям параметров квазигармонического сигнала. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устрор ства. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, усилитель-формирователь 3, элемент И 4, схему 5 сравнения, генератор 6 импульсов, блок 7 управления , формирователи 8 и 9 импульсов , счетчики 12 и 13 и вычислитель 17. Введение в устройство формирователей 10 и 11 импульсов, счетчиков 14-16 и соединение их с элeмeнтa ш устройства позволяет учесть гармоники высших порядков. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Дбц 4 G 01 Б. 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3902121/24-21 (22) 29.05.85

° (46) 23.1! .86. Бюл. К - 43 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики, им. И.Г.Есьмана (72) С.С.Бабаев, Г.И.Болдырев, М.С.Касимзаде, Б.А.Тильман, Е.И.Хайкин и С.Г,Салигов (53) 621.317 (088.8) (56) Курош А.Г. Курс высшей алгебры. — М.: Наука, 1975, с. 16-50. .Авторское свидетельство СССР по заявке В 3626255, кл. 0 01 В 23/10. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

„„S0„„1272270 А 1 (57) Изобретение относится к электроиэмеренням параметров квазигармонического сигнала. Цель изобретения расширение функциональных воэможнос— тей устройства. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, усилитель †формировате

3, элемент И 4, схему 5 сравнения, генератор 6 импульсов, блок 7 управления, формирователи 8 и 9 импульсов, счетчики 12 и 13 и вычислитель

17. Введение в устройство формирователей 10 и 11 импульсов, счетчиков

14-16 и соединение их с элементами устройства позволяет учесть гармоники высших порядков. 2 ил.

1272270

Изобретение относится к электроизмерениям параметров квазигармонического сигнала.

Целью изобретения является .расширение функциональных возможностей.

На фиг.! представлена структурная схема устройства измерения параметров электрического сигнала; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, усилитель-формирователь 3, элемент

И 4, схему 5 сравнения, генератор

6 импульсов, блок 7 управления, формирователи 8-11 импульсов, счетчики

12-16 и вычислитель 17.

Вход устройства соединен с первым входом усилителя-формирователя

3 и схемой 5 сравнения. Выходы источника 1 опорного напряжения подключен к входам коммутатора 2, а выходы

"Общий" еще и к второму входу усилителя-формирователя 3. Выход коммутатора 2 соединен с первым входом схемы 5 сравнения, выход которой, а также выход усилителя-формирователя 3 соединены с входами элемента И 4.

Выход последнего подключен к управляющим вхоцам коммутатора 2 и блока

7 управления. Выход усилителя-формирователя 3 подключен к входу генератора 6 импульсов и информационному входу счетчика 16. Первый, второй, четвертый и пятый выходы блока

7 управления соединены с первыми вховходами соответствующих формирователей импульсов 8 — 11, а третий его выход — с их вторыми входами. Выходы формирователей импульсов 8 — 11 подключены к информационным входам соответствующих счетчиков 12 — 15, входы синхронизации которых, а так7 же вход синхронизации счетчика 16 подключены к выходу генератора 6 импульсов. Выходы счетчиков 12-16 соединены с входами вычислителя 17.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение U„(ôèã. 2а) ,в общем виде определяется соотношением

U< = U sin(2n 1)

+Б з1п7ы t.

1$

43 — угловая частота; — время.

Наиболее значимыми с точки зрения мощности, например в области энергетики, являются первая, третья, пятая и седьмая гармонические составляющие. Поэтому в выражении для U„ можно ограничиться указанными составляющими.

U„=U, sinut+U sin3ut+U„ sin5ut+

Таким образом, измеряемое напряжение поступает на входы усилителяформирователя 3 и схемы 5 сравнения, на выходе коммутатора потенциал шины "Общий". В момент сравнения входного сигнала с нулевым сигналом от источника 1 опорного напряжения при переходе от отрицательной полуволны к положительной, на выходе усилителя-формирователя 3 появляется единичный сигнал, который держится на его выходе до момента перехода входного напряжения от плюса к минусу (фиг.2о).

Сигнал с выхода усилителя-формирователя 3 поступает на второй вход элемента И, запускает генератор 6 импульсов и разрешает доступ импульсов от генератора 6 в счетчик 16 (фиг.2и). Вмомент равенства напряжений на первом и втором входах схемы 5 сравнения, последняя формирует сигнал (фиг.2 ) поступающий на элемент И 4. При совпадении сигналов от усилителя-формирователя 3 и схемы

5 сравнения (т.е. при положительной полуволне U q) элемент И 4 формирует импульс, который переключает коммутатор 2 в следующее положение (фиг.2 5), а также запускает блок 7 управления. Последний формирует импульс на третьем выходе, который запускает формирователи 8 — 11 импульсов, открывающие для заполнения импульсами генератора 6 импульсов .счетчики 12 — 15.

В момент t равенства напряжения

U с напряжением, установленным на выходе коммутатора 2 (первым опорным напряжением U»<), схема 5 сравнения выдает второй импульс (фиг.2z) по которому элемент И 4 вновь переключает коммутатор 2 в следующее положение (фиг.26). Одновременно сигнал с выхода элемента И 4 посту3 )272 пает на блок 7 управления, который выдает сигнал на первом выходе, по которому формирователь 8 импульсов сбрасывается, и прекращается доступ импульсов от генератора 6 импульсов в счетчик 12 (фиг.23).

При равенстве U со вторым опорным напряжением в момент времени третий импульс от схемы 5 сравнения (фиг.22) через элемент И 4 переклю- 10 чает коммутатор 2, через блок 7 управления сбрасывает формирователь 9 импульсов и прекращает доступ им— пульсов от генератора 6 импульсов в счетчик 13 (фиг.2е) . 15

Аналогичным образом в моменты t и ty сбрасываются формирователи 10 и 11 импульсов, прекращается заполнение счетчиков 14 и 15 (фиг. 2®,y), а по окон— чанию положительной полуволны — счет-2О чики 16 (фиг.2ш). При этом прекращается генерация импульсов генератором 6.

Таким образом, в счетчиках 12 — 16 записывается количество импульсов, 25 пропорциональное соответственно (фиг.2 }, t4 (фиг.2ж); t4 (фиг.2 p) и tz (фиг.2и), t (фиг.2е) .

Информация со счетчиков заносится в вычислитель 17, который прово-.. дит определение параметров электри270 муле

f л т у

Мг. у

5 г получают

f fã

2 Иг

ii f, ИС5

Х а= 2иfõ

+Б sin 5 иг „+11,sin 7y t,;

+11,„sin 5 t +11,„sin 7 t

5 П1 7

+U sin 5ис. +П,„sin 7 t ; п 5 Гй р

+U sin 5ut4+U„sin 7ut4...

П1 4 чение электрического сигнала опре, О деляется по формуле где A — определитель системы, Age Ay»

45, 4> — частные определители.

Подставляя в определители значения Я по и t 1--t 4, можно определить. величины U гармоник (или при делении на 2, действующие значения).

Значения U0„ заранее вносятся в вычислитель. Система (2} может быть решена любым другим методом.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможност14 устройства за счет учета гармоник высших порядков, при этом действующее зна-..

Поп< П 4sinЬ t, +U,sin ЗаГ, U0„=U,„s in t +U s in 3 t

ОП2 а(г Я

U>„ =U sin 1 " +U sin 3 " э

I з

Иод =U sin Я t4 +U sin 3gt4 з относительно U, Uù, Uù U .

Система уравнений (2) может быть решена, например, с помощью определителей, при этом а. а, аг ау

U U — U а ч A " а ".г ческого сигнала по предлагаемому ал".горитму.

Далее цикл измерения повторяется.

Частота электрического сигнала определяется, как известно, по форгде Т вЂ” период сигнала.

В случае Т = 2t>!

f х

Предоставив значение t как где Nt — число импульсов (код) в счетчике 16;

f — частота генератора 6 им-. пульсов, Определение остальных параметров (амплитудных или действующих значений гармоник) может быть осуществлено решением системы уравнений

Формула изобретения

Устройство измерения параметров электрического сигнала, содержащее усилитель-формирователь, первый вход которого соединен с вторым входом схемы сравнения и является входом устройства, а второй вход соединен с выходом "Общий" источника опорного напряжения, выходы которого подключены к информационным входам коммутатора, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом элемента И„ второй вход которого соеди1272270 а ПЛ2 ол

5 а

Йп Об ф 0

О м Р

8 и g

Составитель Н.Федоров

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор Н.Гунько

Заказ á335/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

% нен с выходом усилителя-формирователя, а выход — с управляющим входом коммутатора и входом блока управления, первый,и второй выходы блока управления подключены к первым входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, вторые входы которых соединены с третьим выходом блока управления, а выходы — с Информационными входами соответ- 10 ственно первого и второго счетчиков, входы синхронизации которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы — к входам вычислителя, отличающееся åì, что, 15 ! с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий

Ь и четвертый формирователи импульсов, третий, четвертый и пятый счетчики, причем выход усилителя-формирователя соединен с входом генератора импуль- сов и информационным входом пятого счетчика, третий выход блока управления соединен с вторыми входами третьего и четвертого формирователей импульсов, первые входы которых подключены к четвертому и пятому выхо; дам блока управления соответственно, а выходы — к информационным входам третьего и четвертого счетчиков соответственно, входы синхронизации третьего четвертого и пятого счетчиков соединены с выходом генератора импульсов,а выходы — с входами вычислителя.