Устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения

 

Изобретение может быть использовано в приборах для измерения среднеквадратических значений напряжения произвольной формы. Цель изобретения - повышение точности измерения путем уточнения уровня входного напряжения в зависимости от функции распределения вероятностей мгновенных значений входного сигнала. Устройство содержит вентиль 1, детектор 2 средневыпрямленного значения напряжения , входную клемму 3, управляемый делитель 4 напряжения, конденсатор 5, вольтметр 6, блок 7 ключей, многоуровневый делитель 8 напряжения, блок 9 селекции, делитель 10 напряжения и функциональньй преобразователь 11. Делитель 10 уменьшает масштаб измеряемого напряжения до величины соответствия максимальных значений сигнала максимальньтм уровням селекции, получаемьм на выходе блока 8. Это условие выполняется для всех измеряемых сигналов, в том числе в обладающих максимальным коэффициентом амплитуды. 2 з.п. , 2 ил. t) (Л со ю о О5 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 20765 дп 4 G 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3837450/24-21 (22) 04.01.85 (46) 30.06.87. Бюл, М 24 (7 1) Одесское специальное конструкторское бюро полиграфического машиностроения (72) А.Р.Шпигель (53) 621. 317. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 920537, кл. G 01 R 19/02, 04.07.80. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕ-, КВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (») Изобретение может быть использовано в приборах для измерения среднеквадратических значений напряжения произвольной формы. Цель изобретения — повышение точности измерения путем уточнения уровня входного напряжения в зависимости от функции распределения вероятностей мгновенных значений входного сигнала. Устройство содержит вентиль 1, детектор

2 средневыпрямленного значения напряжения, входную клемму 3, управляемый делитель 4 напряжения, конденсатор 5, вольтметр 6, блок 7 ключей, многоуровневый делитель 8 напряжения, блок 9 селекции, делитель 10 напряжения и функциональный преобразователь 11. Делитель 10 уменьшает масштаб измеряемого напряжения до величины соответствия максимальных значений сигнала максимальным уровням селекции, получаемым на выходе блока 8. Это условие выполняется для всех измеряемых сигналов, в том числе в обладающих максимальным коэффициентом амплитуды. 2 з.п. ф- пы, 2 ил.

1 1320765 2

Изобретение относится к электроиэмерениям и может быть использовано в приборах для измерения среднеквадратических значений напряжения произвольной формы, Цель изобретения — повышение точности путем уточнения уровня выходного напряжения в зависимости от фунУстройство для измерения среднеквадратического значения работает следующим образом.

Изменению формы (или функции распределения мгновенных значений) измеряемого напряжения должно соответствовать изменение делителя напряжения R2/R„. Только в этом случае можно уменьшить до минимума погрешность измерения среднеквадратического значения напряжения произвольной формы.

Поэтому в предлагаемом устройстве с помощью определения функций распрекции распределения вероятностей мгновенных значений входного сигнала.

На фиг.1 изображена электрическая схема устройства для измерения среднеквадратического значения перменного напряжения, на фиг.2 — структурная схема одной из ячеек блока определения функций распределения вероделения вероятностей мгновенных значений определяется функция распределения вероятностей мгновенных значений и по полученной функции с помощью функционального преобразователя ятностей мгновенных значений сигнала.

Устройство переменного напряжения содержит вентиль 1 и детектор 2 сред11 и блока ключей ? устанавливается такое значение делителя напряжения

R /R в управляемом делителе 4 наневыпрямленного значения напряжения, входы которых подключены к входной клемме 3. К выходу вентиля 1 подключен сигнальный вход управляемого делителя 4 напряжения, к выходу котопряжения, которое минимизирует погрешность измерения.

Измеряемое напряжение входной рого подключены конденсатор 5 и вольт-25 клеммы 3 постУпает чеРез делитель 10 напряжения на сигнальный вход блока 9 определения функций распределесостоит, например, из компаратора 12, один из входных выводов которого является сигнальным входом, а другой— выходом селекци, генератора 13 счетных импульсов, ВыхОд котОрОгО подклю чен к первому входу блока 14 совпадения, к второму входу которого подключен выход компаратора 12. Выход блока совпадения подключен к входу счетчика 15 импульсов, выход которого является цифровым выходом ячейки.

Ячейка может содержать также усред няющий фильтр t6 вход которого подключен к выходу компаратора, а выметр 6. Управляемый делитель 4 напряжения выполнен с M сигнальными входами, которые соединены с М выходами блока 7 ключей. К выходу детектора 2 подключен многоуровневый делитель 8 напряжения, имеющий И выходов, которые соединены с N входами селекции, блок 9 определения функций вероятностей мгновенных значений сигнала, к сигнальному входу которого подключен выход делителя 10 напряжения, вход которого подключен к входной клемме 3. N выходов блока 9 через функциональный преобразователь

11 соединены с N входами блока 7ключей.

Блок 9 определения функций вероятностей мгновенных значений сигнала содержит N ячеек, каждая иэ которых ход является аналоговым выходом ячейки. ния вероятностей мгновенных значений.

Одновременно измеряемое напряжение поступает на вход детектора 2 средневыпрямленного значения. Выпрямленное напряжение поступает на вход второго делителя 8 напряжения, на выходе которого образуется N различных уровней постоянного напряжения, представляющих собой выбранные доли средневыпрямленного значения измеряемого напряжения. Полученные уровни поступают на соответствующие входы селекции блока 9. На N выходах его появляются сигналы, совокупность которых отражает вид функций распределения вероятностей мгновенных значений измеряемого напряжения. Функциональный преобразователь 11 преобразовывает вид функции распределения в активной сигнал на одном из М своих выходов. Таким образом, множество возможных функций распределения подразделены на М подмножеств, в пределах каждого иэ которых можнополучить приемлемую погрешность измерения. В результате включается один из М ключей в блоке 7. Этот ключ изменяет коэффициенты передачи делителя 4, например, путем замыкания части его секций. Величина коэффициента передачи делителя 4 устанавливается в соответствии с формой входного

65 4 ням селекции, получаемым на выходах многоуровневого делителя 8 напряжения. Это условие выполняется для всех измеряемых сигналов, в том числе и для сигналов, обладающих максимальным коэффициентом амплитуды.

1. Устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения, содержащее вентиль и детектор средневыпрямленного значения напряжения, входы которых соединены с входной клеммой, управляемый делитель напряжения, сигнальный вход которого подключен к выходу вентиля, конденсатор, включенный параллельно выходу управляемого делителя напряжения и входу вольтметра, делитель напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены многоуровневый делитель напряжения с N выходами, блок определения функций распределения вероятностей мгновенных значений сигнала с Я входами селекции, сигнальным входом и М выходами, функциональный преобразователь с N входами и М выходами, блок ключей с М управляющими входами и М выходами, управляемый делитель напряжения выполнен с M управляющими входами, при этом вход делителя напряжения соединен с входной клеммой, а его выход — с сигнальным входом блока определения

Функций распределения вероятностей, 3 13207 сигнала по функции вероятности распределения мгновенных значений этого сигнала. Вольтметр 6 измеряет среднеквадратическое значение входного сигнала, соответствующее его форме, 5

Работа блока 9 определения функций распределения вероятностей мгновенных значений основана на том,что существует определенная связь между 10 функцией распределения вероятностей измеряемого сигнала и относительным временем пребывания мгновенного значения этого сигнала выше фиксированного уровня — уровня селекции, Выходное напряжение делителя 10

U, и один из уровней селекции с делителя 8 У поступают на компаратор сел

12, на выходе которого возникает сигнал фиксированного единичного д» уровня в моменты времени, соответствующие соотношению U, з 11 „ . В случае eczH U, U«„ Ha выходе компаратора 12 формируется нулевой уровень. Единичный уровень на выходе я5 компаратора 12 поступает на один вход блока 14 совпадения, на второй вход которого поступают импульсы от генератора 13 счетных импульсов. Выходные импульсы блока 14 совпадения Зп подсчитываются счетчиком 15. Число импульсов, накопленное счетчиком 15> в течение фиксированного времени и снимаемое с цифрового выхода ячейки, определяет в принятом масштабе значение искомой функции распределения при заданном уровне селекции. Таким образом, реализуется цифровой вариант из N ячеек блока 9. Аналоговый вариант может быть получен, если к выходу компаратора 12 подключить усредняющий фильтр 16. Уровень аналогового сигнала на аналоговом выходе ячейки также соответствует значению искомой функции распределения. 45

Формирование уровней селекции, относительно которых определяются функции вероятности распределения мгновенных значений, посредством многоуровнего делителя 8 напряжения позволяет автоматически получать одинаковые функции распределения вероятностей мгновенных значений при измерении уровня сигнала одной и той же формы. 55

Делитель 10 напряжения уменьшает масштаб измеряемого напряжения до величины соответствия максимальных значений сигнала максимальным уровФормула изобретения входы селекции которого соединены с выходами многоуровневого делителя напряжения, а выходы через функциональный преобразователь — с управляющими входами блока ключей, выходы которого подключены к управляющим входам управляемого делителя напряжения, выход детектора средневыпрямленного значения напряжения подключен к входу многоуровневого делителя напряжения °

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок определения функций распределения вероятности мгновенных значений сигнала выполнен из И одинаковых ячеек, состоящих из компаратора, генератора счетных импульсов, блока совпадения и счетчика импульсов, при этом первый вход компаратора предназначен для по13

Составитель А.Пучковский

Техред М. Ходанич

Корректор В. Бутяга

Редактор Е.Копча

Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2656/49

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 дачи сигнала, второй вход — для подачи уровня селекции, выход компаратора соединен с первым входом блока совпадения, к второму входу которого подключен генератор счетных импуль, сов, а выход блока совпадения соединен с входом счетчика импульсов.

20765 6

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в блок определения функций распределения вероятности мгновенных значений сигнала дополнительно введен усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом компаратора.