Устройство для измерения реактивного сопротивления

 

Изобретение относится к электри ческим измерениям и может быть непользовано при автоматическом контроле и измерении реактивных сопротивлений нагруженных цепей с сигналами сложной формы. Изобретение повышав ет точность измерения реактивного сопротивления и обеспечивает автома тизацию установки шага дискретизации. Блок-схема устройства содержит ре

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) 01) (Я)4G 01 R 27 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ЮТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 736024 (21) 4035192/24-21 (22) 12.03.86 (46) 07.05.88. Бюл. В 17 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм.С.О.Макарова (72) Б.Е.Синдаловский, С.С.Березин и Е.Б.Синдаловская (53) 621.317.332 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 736024, кл. G 01 R 27/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к злектри" ческим измерениям и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении реактивных сопротивлений нагруженных цепей с сигналами сложной формы. Изобретение повьппа-. ет точность измерения реактивного сопротивления и обеспечивает автома тизацию установки шага дискретизации.

Блок-схема устройства содержит ре1394160

1 истор l, клеммы 2 для подключения исследуемого резистора, два квадраурных анализатора 3 и 4 спектра, Первый вычислительный блок 5, содержащий первый двухвходовый сумматор 6 и перемножители 7 и 8, второй вычислительный блок 9, содержащий блок 10 вычитания и перемножители 11 и 12, блок 13 деления, регистр 14, коммута .торы 15 и 16, блок 17 управления ком-! мутаторами, трансформатор 18 напряжеИзобретение относится к электрическим измерениям, может найти при, менение при автоматическом контроле, и измерении реактивных сопротивлений нагруженных цепей с сигналами сложной формы и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. Ф 736024.

Целью изобретения является повы- 10 шение точности измерения реактивного сопротивления и автоматизация ус- тановки шага дискретизации.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. 15

Устройство содержит резистор l, клеммы 2 для подключения исследуемого резистора, два квадратурных анализатора 3 и 4 спектра, первый вычислительный блок 5, содержащий первый 20 двухвходовый сумматор 6 и перемножители 7 и 8,второй вычислительный блок

9, содержащий блок 10 вычитания и перемножители 11 и 12, блок 13 деления, регистратор 14, первый коммута- 25 тор 15, второй коммутатор 16, блок 17 управления коммутаторами, трансформатор 18 напряжения, фильтр 19 низких частот, фазосдвигающие цепочки

20.1 — 20.п, содержащие фаэовращатели

21.1-21.п, усилители-ограничители

22.1-22.п и дифференциаторы 23.1—

23.п, многовходовый сумматор 24, первый 25 и второй 26 диоды, второй двух. входовый сумматор 27 и блокинг-гене35 ра тор 28.

Входные клеммы устройства соединены с первичной обмоткой трансформатора .18, вторичная обмотка которого соединена через фильтр 19 с входами @ ния, фильтр 19 низких частот, фаэо сдвигавшие цепочки 20.1-20.п, содержащие фаэовращатели 21.1-21.п,уси— лители-ограничители 22.1-22.п и дифференциаторы 23.1 23.п, многовходовый сумматор 24, диоды 25 и 26, второй двухвходовый сумматор 27 и блокинг-генератор 28. Число выходных каналов анализаторов спектра определяется требуемой точностью измерений. з.п.ф — лы, 1 ил. и фаэосдвигающих цепочек 20, 1-20.n, вьгходы которых соединены с входами многовходового сумматора 24, выход которого через диод 25 соединен с инвертирующим входом двухвходового су.. .матора 27, а через диод 25 вклю— ченный в обратном направлении, — с неинвертирующим входом двухвходово—

ro сумматора 27, выход которого через блокинг-генератор 28 соединен с входами внешней синхронизации анализаторов 3 и 4 спектра.

Информативные входы анализатора 3 спектра соединены параллельно образцовому резистору 1, а информационные входы анализатора спектра 4 — параллельно клеммам 2 для подключения исследуемого резистора, выходы анализаторов 3 и 4 через коммутаторы 15 и 16 соединены с входами вычислительных блоков 5 и 9, выходы которых через блок 13 деления соединены с входом регистратора 14.

С помощью устройства реактивное сопротивление К-й гармоники вычисляется исходя из выражения где Я„ - реактивная мощность К-й гармоники

Х„ — действующее значение тока

К-й гармоники.

Исследуемые сигналы в процессе анализа дискретизируются с шагом

1394!Вс) Квадрат действующеI o sHs JIIIJI K-A

ip гармоники тока вычисляется в вычислительном блокс 5 по формуле г (rI„ cos4 ; <) +(rI„ sin4,„) к 2

Реактивная мощность К вЂ” и гармоники вычисляется в вычислительном блоке 9

1 I . Vk+ s1114 qq l Ig cos4 ;y

- - Ч э1пЧ„=

1 де Vи.к-4 ;к =V „.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные напряжению и току нагрузки, подаются на сигнальные входы анализаторов 3 и 4 °

Одновременно напряжение питания поступает на первичную обмотку трансформатора 18 напряжения. Фильтр 19 низких частот выделяет первую (либо другую) гармонику напряжения питания. Синусоидальное напряжение поступает на входы всех фазовращателей

21.1-21.п фазосдвигающих цепочек

20.1-20.п.Выходное синусоидальное напряжение фазовращателя 21.1 совпадает по фазе с его входным напря2Т жением. Угол сдвига †--.О рад (N — 40

N число отсчетов входного сигнала на период) . Фазовращатель 2) 2 сдвигает фазу входного напряжения на угол

-.— —, 1 рад, а фазовращатель 21. п 45 сдвигает фазу входного напряжения

2=! на угол -----(и-1) рад. УсилителиN ограничители 22.1-22.п формируют напряжения прямоугольной формы с перио50 дом, равным периоду первой (либо выбранной) гармоники.

Выходные напряжения усилителейограничителей дифференцируются дифференциаторами 23.1-23.п. Положитель55 ные и отрицательные импульсы, соответствующие передним и зданим фронтам напряжений прямоугольной формы, с

25 где Т вЂ” длительность исследуемого сигнала;

М=K+1 — объем анализируемого массива выборок.

111аг дискретизации может изменяться в широких пределах.

Каждый анализатор спектра 3,4 имеет N/2 пар выходов.При аналоговой обработке сигналов результаты анализа с анализаторов выдаются в виде пар постоянных напряжений, характеризующих квадратурные сбставляющие членов разложения в ряд Фурье сигналов, приложенных к входам анализаторов 3 и

4 спектра.

С анализатора 3 спектра снимаются квадратурные составляющие вектора г1 "-"4 л " г э1п4 анализатора 4 LIIeê тра — составляющие вектора Ч,„, — Ч„сов(„и ч, s1нср,„

4 ;„,(1 „, — начальные фазы напряжения и тока К-й па рмс ники, г — активное сопротивление резистора 1. исходя иэ соотношения

Ч и, c o s 4 и к Г Т и рч Я 1 и ч g выходов дифференциаторов суммируются многовходовым сумматором 24.

Первый 25 и второй 26 диоды и второй двухвходовый сумматор 27 пре" образуют раэнополярные импульсы с выМода многовходового сумматора в последовательность однополярных импульсов, частота следования которых строго кратна частоте первой (выбранной ) гармоники напряжения питания. Последовательность однополярных положительных импульсов поступает на блокинг-генератор 28, который формирует импульсы необходимой амплитуды и длительности, поступающие на входы внешней синхронизации анализаторов 3 и 4 с частотой, кратной частоте первой (выбранной) гармоники, задавая шаг дискретизации.

С выхода аналогового анализатора 3 спектра снимаются два постоянных напряжения, соответствующие квадратурным составляющим гармоники тока, на которой производится измерение сопротивления.

Далее эти напряжения возводятся в квадрат (перемножаются сами на себя) перемножителями 7 и 8. В сумматоре 6 выходные сигналы устройств перемножения складываются, образуя сигнал, пропорциональный квадрату действующего значения тока гармоники. Затем этот сигнал поступает на вход блока 13 деления. Одновременно результаты анализа обоих анализаторов в виде постоянных напряжений, со" ответствующих раэноименным составляю1394160

2. УстрОйство по п.l. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая фазосдвигающая цепочка состоит из последовательно соединенных фазовращателя, усилителя-ограничителя и дифференциатора.

Составитель Н,Кринов

Редактор A.ltlâíäoð Техред М. Ходанич

Корректор С. Черни

Заказ 2217/42 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Щим однопорядковых напряжения и тока, опарно перемножаются перемножителя- . и 11 и 12. В блоке 10 вычитания выодные сигналы перемножителей вычи-

5 таются, образуя сигнал, пропорцио" нальный реактивной мощности соответствующей гармоники.

Деление реактивной мощности К-й гармоники на квадрат действующего 10 значения ее тока осуществляется блоом 13 деления, сигнал с которого, ропорциональный реактивному сопро тивлению, может быть подан на регист атор 14 (осциллограф, цифровой вольт-5 етр, цифропечатающее устройство) рибо в сторонние вычислительные бло си.

Поскольку сигналы на входе анали заторов 3 и 4 спектра запоминаются, 20 то можно вычислить значение реактив ных сопротивлений всех гармоник спектра разложения.

Два синхронно работающих коммутатора 15 и 16, управляемые блоком

17 управления коммутаторов, обеспечивают одновременную подачу на блок 13 ,деления сигналов, пропорциональных квадрату действующего значения тока и и реактивной мощности К-й гармоники.

Число выходных каналов анализато ров спектра определяется требуемой точностью измерений.

Формула и з о б р е т е н и я

1 . Устройство для измерения реак тивного сопротивления по авт.св.

Ф 736024, о т л и ч а ю щ е е с я, тем,, что, с целью повышения точности измерения реактивного сопротивления и автоматизации установки шага дискретизации, в него введены трансфорMатор напряжения, фильтр низких частот, Tl фаэосдвигающих цепочек, многовходовый сумматор, первый и второй диоды, двухвходовый сумматор и блокинг-генератор, первичная обмотка трансформатора напряжения соединена с входными зажимами устройства, вторичная обмотка соединена с входом фильтра низких частот, выход фильтра низких частот соединен с входами каждой фазосдвигающей цепочки, выходы которых соединены с соответствующим входом многовходового сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом двухвходового сумматора через первый диод, включенный в прямом направлении, и с неинвертирующим входом через второй диод, включенный в обратном направлении, а выход двухвходового сумматора через блокинг-генератор соединен с входами внешней синхронизации квадратурных анализаторов спектра.