Устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения в области инфранизких частот напряжения. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 4 вычислений, элементы И 5 и 8, блоки 6 и 7 определения периода и тактовой частоты, триггер 9 и формирователь 12. Введение ключа 2, калибратора 3, триггера 10, элемента ИЛИ 11, элементов 13 и 14 задержки, элементов И 15, 16 и 22, регистров 17 и 19, коммутатора 18, инвертора 20, сумматора 21 и счетчика 23 устраняют влияния дрейфа преобразовательных каналов. 1 ил. i (Л со Oi со о 00

„„SU„„1363081

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CQQHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (511 4 G 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМИ;

Н A BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4038292/24-21 (22) 19.03.86 (46) 30.12.87. Бюл. N 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Г.Г.Живилов (53) 621.317.725(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 367389, кл. G 01 R 19/25, 1971.

Сб. Метрологичес*ое обеспечение

ИИС и их компонентов. М., ВНИИФТРИ, 1978, с. 84-92.

Авторское свидетельство СССР

Ф 976394, кл. G Ol R 19/25, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения в области инфранизких частот напряжения.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 4 вычислений, элементы И 5 и 8, блоки 6 и 7 определения периода и тактовой частоты, триггер 9 и формирователь 12. Введе ние ключа 2, калибратора 3, триггера

10, элемента ИЛИ 11, элементов 13 и

14 задержки, элементов И 15, 16 и 22, регистров 17 и 19, коммутатора 18, инвертора 20, сумматора 21 и счетчика а

23 устраняют влияния дрейфа преобразовательных каналов. 1 ил.

13630

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы.

Целью изобретения является повышение точности измерения в области инфранизких частот напряжений, обладающих большим коэффициентом амплитуды, за счет устранения влияния дрейфа преобразовательных каналов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения среднеквадратического значения напряжения.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АБД) 1, ключ 2, калибратор 3, блок 4 вычислений, первый элемент И 5, блок 6 определения . периода, блок 7 определения тактовой 2р частоты, второй элемент И 8, первый и второй триггеры 9 и 10, элемент

ИЛИ ll, формирователь 12, первый и второй элементы задержки 13 и 14, третий 16 и четвертый 15 элементы И, 25 первый регистр 17 памяти, коммутатор

18, второй регистр 19 памяти, инвертор 20, сумматор 21, пятый элемент

И 22, счетчик 23, входной зажим 24, шина "Пуск" 25. 30

При этом входной зажим 24 соеди-, нен с входом ключа 2 и блока 6 опре-, деления периода, выход ключа 2 соеди- нен с входом АЦП 1, выход которого соединен с первым входом блока 4 вычислений, один выход блока 6 определения периода соединен с вторым входом элемента И 5, первый вход которого соединен с первым выходом .блока 7 определения тактовой частоты и первым входом элемента И 8, выход элемента И 5 соединен с управляющими входами АЦП 1 и блока 4 вычислений, второй выход блока 6 определения периода соединен с вторым входом элемента И 8 и первым входом элемента

И 22, выход последнего через счетчик

23 соединен с первым входом калибратора 3, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 22 и вторым выходом блока 7 определения тактовой частоты, второй вход ключа

2 соединен с выходом калибратора 3, третий вход которого соединен с выходом регистра 17 памяти и первым входом сумматора 21, третий вход элемента И 22 соединен с первым входом элемента И 15, третьим входом элемента

И 8, упоавляющим входом ключа 2 и

8! 2 первым выходом триггера 10 второй выход которого соединен .с первыми входами элемента 13 задержки и элемента И 16, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 15, входом элемента 14 задержки, первым выходом блока 4 вычислений и первым входом триггера 9, второй выход бло" ка 4 вычисления соединен с первым входом регистра 17 памяти и входом инвертора 20, выход которого соединен с первым входом коммутатора 18, второй вход которого соединен с выходом регистра 19 памяти, третий вход коммутатора 18 соединен с выходом элемента И 16, первым входом регистра 19 памяти и является выходом устройства "Конец измерения, вход формирователя 12 соединен с шиной "Пуск"

25, а его выход соединен с первым входом элемента ИЛИ ll, выход которого соединен с вторым входом триггера

9 и входом начальной установки блока

4 вычислений, выход триггера 9 соединен с четвертым входом элемента И 8, выход которого соединен с входом блока 7 определения тактовой частоты, выход элемента 13 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ

11, второй вход элемента 13 задержки соединен с входом триггера 10 и выходом элемента 14 задержки, выход элемента И 15 соединен с вторым входом регистра 17 памяти, выход сумматора 21 соединен с вторым входом регистра 19 памяти и является выходом устройства, выход коммутатора 18 соединен с вторым входом сумматора 21.

Устройство работает следующим образом.

С приходом сигнала "Пуск" на формирователь 12 в устройстве осуществляется сброс всех элементов в исходное состояние и установка первого триггера 9 через элемент ИЛИ 11. При этом второй триггер 10 по первому выходу переключает ключ 2 таким образом, чтобы на вход АЦП 1 подавалось измеряемое напряжение, которое подается также на блок 6 определения периода. В последнем выделяются периоды измеряемого напряжения и формируются разрешающие сигналы соответственно на его гй.рвом и втором выходах.

После запуска устройства на входы второго элемента И 8 поступают сигналы разрешения от первого триггера

1363081

На втором периоде измеряемого напряжения АЦП 1 запускается при каждом такте, и коды ординат измеряемого напряжения поступают в блок 4 вычисления.

Количество. запусков АЦП 1 подсчитывается блоком 4 вычисления. Измеренные ординаты напряжения и количество ординат используются для вычисления

9, второго триггера 10 и с первого выхода блока 6 определения периода на время первого периода измеряемого напряжения. При этом в течение первого периода измеряемого напряжения в блоке 7 определения тактовой частоты через второй элемент И 8 включается обратная связь, работа которой приводит к тому, что в зависимости от 10 длительности периода измеряемого напряжения устанавливается тактовая частота на первом выходе блока 7 таким образом, чтобы количество .ординат на периоде измеряемого напряжения сос- 15 тавляло заданную величину, например от N до 2N.

Кроме того, на первом периоде измеряемого напряжения подаются разрешающие сигналы на элемент И 22 ° 20

Элемент И 22 открывается и передает сигнал с выхода блока 7 определения тактовой частоты на счетчик 23, который кодирует период измеряемого напряжения и передает по окончании 25 периода его код на третий вход калибратора 3.

В течение первого периода измеряемого напряжения формируются частота запуска АЦП 1 и код периода измеряе- 30 мого напряжения, который устанавливается на выходе счетчика 23.. После окончания первого периода измеряемого напряжения блок 6 определения периода с первого выхода формирует зап- >> рещающий сигнал на второй элемент

И 8, по которому прекращается определение тактовой частоты и числа ординат на периоде измеряемого напряжения, а с второго выхода блока 6 по- 4р дается сигнал разрешения на вход первого элемента И 5 на время следующего (второго) периода измеряемого напряжения.

Выбранная на предыдущем периоде измеряемого напряжения тактовая частота через первый элемент И 5 подается на входы АЦП 1 и блока 4 вычисления среднеквадратического значения измеряемого напряжения.

По окончании вычисления среднеквадратического значения измеряемого напряжения формируется первый, сигнал

"Конец вычисления", который с выхода блока 4 подается на вход первого триггера 9 и сбрасывает его, подается на элемент 14 задержки и включает его, а также подается на первые входы третьего 15 и четвертого 16 элементов И. Сигналом с первого триггера 9 выключается из работы второй элемент И 8. На втором входе третьего элемента И 15 с второго триггера

10 установлен разрешающий сигнал, поэтому третий элемент И 15 пропускает сигнал "Конец вычисления" от блока 4, по которому происходит запись кода среднеквадратического значения измеряемого напряжения в регистр 17 памяти с выхода блока 4, причем записанный код подается сразу на калибратор 3. Элемент 14 задержки срабатывает от заднего фронта сигнала "Конец вычисления" для записи кода в регистр 17 памяти.

От переднего фронта сигнала элемента 14 задержки по счетному входу переключается второй триггер 10; который своим сигналом переключает ключ 2 так, чтобы на вход АЦП 1 подключился выход калибратора 3, а измеряемое напряжение отключилось.

С этого момента начинается переходный процесс установления напряжения калибратора 3 на входе АЦП 1, который длится в течение части третьего периода измеряемого напряжения, определяемой временем работы элемента 14 задержки.

Задержка выбирается такой, чтобы переходный процесс не влиял на погрешность измерения напряжения калибратора 3. При переключении второго триггера 10 сигналом с его первого выхода блокируется работа второго, третьего и пятого элементов И 8, 15 и 22, сигналом с его второго выхода снимается блокировка с элемента

И 16 и элемента 13 задержки, установленная ранее по его первому входу.

Элемент 13 задержки включается от заднего фронта элемента 14 задержки и своим сигналом через элемент ИЛИ 11 включает первый триггер 9.

5 l3

Как и после запуска устройства, с выхода элемента ИЛИ ll подается сигнал сброса в блок 14 вычисления.

Результат измерения среднеквадратического значения напряжения калибратора 3 в коде подается через инвертгр 20 на первый вход коммутатора 18.

Код от инвертора 20 передается через коммутатор 18 по второму сигналу

"Конец вычисления". Второй сигнал Конец вычисления сбрасывает первый триггер 9, проходит четвертый элемент И 16 имеющий разрешающий потенциал на втором входе от второго триггера 10, и включает коммутатор 18 таким образом, чтобы произошло вычитание кодов в сумматоре 21 кодов от измерения входного напряжения в регистре 17 памяти и близкого к нему по величине кода напряжения калибратора 3.

Одновременно с переключением коммутатора 18 подается управляющий сигнал на вход второго регистра 19 памяти, в который записывается с учетом знака разность кодов первого и второго измерений. Указанная разность является поправкой к первому измерению входного напряжения.

Эта поправка вводится через нормально открытый второй вход коммутатора 18 в сумматор 21 из второго регистра 19 памяти после второго сигнала "Конец вычисления".

По сигналу с четвертого элемента

И 16, формируемому как "Конец измерения", с выхода сумматора 21 может быть считан уточненный код результата измерения среднеквадратического значения входного напряжения. Этот код сохраняется до начала следующего измерения по сигналу "Пуск".

Задним фронтом второго сигнала

"Конец вычисления" включается элемент 14 задержки, от переднего фронта которого переключается второй триггер 10 по счетному входу. Триггер 10 блокирует первый вход элемента 13 задержки, не давая возможности ему возбудиться и повторить измерение напряжения калибратора 3.

На этом процесс измерения входного напряжения заканчивается.

63081 содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с первым входом блока вычислений, первый элемент И, выход которого соединен с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя и блока вычислений, второй элемент И, первый вход которого соединен с первым вхо10 дом первого элемента И и первым выхо15

50

Формула изобретения дом блока определения тактовой часто-. ты, блок определения периода, вход которого соединен с входным зажимом устройства, первый выход соединен с вторым входом первого элемента И, а второй выход соединен с вторым входом второго элемента И, первый выход блока вычислений соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с входом блока определения тактовой частоты, формирователь, вход которого соединен с шиной "Пуск", о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в области инфранизких частот, в него дополнительно введены ключ, калибратор, счетчик, второй триггер, элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, два элемента задержки, сумматор, коммутатор, инвертор и два регистра памяти, причем входной зажим устройства соединен с первым входом ключа, а его выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока определения тактовой частоты соединен с первыми входами пятого элемента И и калибратора, первый выход блока вычислений соединен с входом второго элемента задержки и первыми входамн третьего 1 и четвертого элементов И, выход второго элемента задержки соединен с входом второго триггера и первым входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход элемента

ИЛИ соединен с выходом формирователя, а выход соединен с вторым входом триггера и входом установки начального состояния блока вычислений, первый выход второго триггера соединен с управляющим входом ключа, четвертым входом второго элемента И и вторыми входами третьего и пятого элеУстройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, ментов И, второй выход второго триггера соединен с вторыми входами первого элемента задержки и четвертого

Составитель В.Смирнов

Техред Л.Сердюкова

Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 6399/34

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

l 363081 8 .элемента И, выход которого соединен динен с выходом третьего элемента с первыми входами коммутатора и вто- И, третий вход пятого элемента И соерого регистра памяти, второй выход динен с выходом блока определения блока вычислений соединен с первым периода, а его выход через счетчик входом первого регистра памяти и че- соединен с третьим входом калибрато реэ инвертор - с вторым входом ком- ра, выход которого соединен с вторым мутатора, выход которого соединен с входом ключа, выход второго регистра первым входом сумматора, второй вход памяти соединен с третьим входом комкоторого соединен с вторым входом )О мутатора, втоРой вход втоРого Регисткалибратора и выходом первого регист- ра памятисоединен свыходом сумматора, Ра памяти, второй. вход которого сое- который является выходом устройства.