Цифровой вольтметр переменного напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и слуткит для повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей устройства. Вольтметр содержит преобразователь аналог-код, блок 2 умножения частоты, блок 3 определения периода и регистр 15. Введение квадратора 4, электронных ключей 5-7, накапливающего сумматора 8, элементов 9 и 10 задержки, блока 11 извлечения квадратного корня, суммирующего счетчика 12, дешифратора 13, и переключателя 14 обеспечивает измерение действующего,. среднего и средневыпрямленного значений напряжения . I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю 4 G О! R. 19/25

/ ее;,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4154126/24-21 (22) 01. 12. 86 (46) 30.06.88. Бюл. М- 24 (72) В.П.Гапоненко, А.И.Коврига, В.В.Халимонова, А.Л.Гостев и А.В.Гапченко (53) 621. 317. 72 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 976394, кл. G 01 R 19/25, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1064219, кл. G 01 R 19/25, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для

„„SU„„1406509 A 1 повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей. устройства, Вольтметр содержит преобразователь аналог-код, блок 2 умножения частоты, блок 3 определе" ния периода и регистр 15. Введение квадратора 4, электронных ключей

5 — 7, накапливающего сумматора 8, элементов 9 и 10 задержки, блока ll извлечения квадратного корня, суммирующего счетчика 12, дешифратора 13, и переключателя 14 обеспечивает измерение действующего,. среднего и средневыпрямлениого значений напряжения. 1 ил.

1406500

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения действующего среднего и средневыпрямленного

1 значений периодических напряжений.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения действующего, сред- 10 него и средневыпрямленного значений напряжения.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового вольтметра переменного напряжения. 15

Цифровой вольтметр переменного напряжения содержит преобразователь

1 аналог-код, блок 2 умножения частоти, блок 3 определения .периода, ! квадратор 4, электронные ключи 5 - 7 ?О накапливающий сумматор 8, элементы

9 и IO задержки, блок ll иэвлеченного квадратного корня, суммирующий счетчик 12, дешифратор 13, переключатель 14 с контактными группами )4.1— !

14. 4 и регистр 15.

Вход цифрового вольтметра соединен с информационным входом преобра-» зователя l аналог-код.и входом блока

3 определения периода, выход которо- >0

ro соединен с входом блока 2 умножения частоты, входом "Сброс" суммирую- щего счетчика 12, подвижным контактом третьей группы переключателя 14.3 ! и входом элемента 9 задержки. 35

Выход блока 2 умножения частоты соединен с входом "Запуск" преобразователя 1 аналог-код и счетным входом суммирующего счетчика 12. Выход

"Конец преобразования", информацион- 40 ный выход и знаковый разряд преобразователя 1 аналог-код соединены соответственно с четвертым входом накапливающего сумматора, подвижным контактом первой группы переключателя 45

14.1 и подвижным контактом второй группы переключателя 14.2. Первый и второй контакты первой контактной группы переключателя 14.1 соединены с входами электронных ключей 5 - ? 50 и выходом квадратора 4, вход которого соединен с третьим контактом первой контактной группы переключателя

l4.1. Выходы электронных ключей 5—

7 соединены соответственно с первым, 55 вторым и третьим .входами накапливающего сумматора 8, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом элемента 9 задержки и вторым контактом второй контактной группы переключателя 14.2. Выход накап-. ливающего сумматора 8 соединен с подвижным контактом четвертой контактной группы переключателя 14.4, первый и второй контакты которого соединены с выходом блока 11 извлечения квадратного корня и входом регистра

15, управляющий вход которого соеди" нен с входом элемента 10 задержки, выходом "Конец преобразования" блока

11 извлечения квадратного корня, первым и вторым контактами третьей группы контактов переключателя 14.3, третий контакт которого соединен с управляющим входом блока 11 извлечения квадратного корня. Выходы суммирующего счетчика 12 соединены с входами дешифратора 13, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с управляющими входами электронных ключей 5 — 7.

Цифровой вольтметр переменного напряжения работает следующим образом.

В зависимости от положения переключателя 14 измеряется соответственно среднее, средневыпрямленное или действующее значение напряжения.

При включении питания происходит установка в "0" регистра 15, регистров блока II извлечения квадратного корня, накапливающего сумматора 8 и квадратора 4. В исходном состоянии электронные ключи 5 - 7 закрыты.

Исследуемое напряжение U(t) поступает на входы преобразователя 1 аналог-код и блока 3 определения периода, который формирует управляющие импульсы в моменты перехода исследуемого напряжения через нулевые значения в точках перехода напряжения от отрицательных значений к положительным °

Сформированный в начале периода исследуемого сигнала импульс устанавливает в "0" суммирующий счетчик 12 и поступает в блок 2 умножения:частоты с коэффициентом умножения, равным числу точек измерения за период.

Эти импульсы поступают на управляющий вход преобразователя 1 и запускают его на преобразование мгновенных значений напряжения в цифровой код.Эти же импульсы поступают в счетчик 12 на суммирование.

1406500

+! U(2t()1 ) U =

50

НИЯ °

С выходов дешифратора 13 управляющие импульсы поступают на соответствующие электронные ключи 5, б или 7, открывая их, что дает возможность поступления кодов на соответствующие входы накапливающего сумматора 8.При поступлении кода в сумматор 8 по первому входу код заносится, начиная с первого разряда. При поступлении кода по второму входу занесение кода для операции осуществляется со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, что аналогично умножению поступившего кода на два. При поступлении кода по третьему входу занесение кода производится со сдвигом в сторону старших разрядов на два разряда, что соответствует умножению поступившего кода на четыре, т.е. результат каждого четного измерения будет умножен на 4, а нечет" ного — на 2.

Если переключатель 14 находится

s положении 1, то на входы сумматора

8 будут поступать на суммирование коды мгновенных значений напряжения и по окончании периода в сумматоре 8 зафиксируется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения:

U = — — (LU(0)t+4 ) U(-) +2) U(2-)! +

1 » (. p бп и и

+4 U (3-) + .. ° +4 t U t(2n-1) - ) +

И t( п и где U — мгновенное значение напря" жения;

2n — число измерений эа период;

U(:p - средневыпрямленное значение напряжения.

Если переключатель 14 находится в положении 2, то поступающие коды будут суммироваться в сумматоре 8 с учетом знака вход 6 "Сложение — вы-. читание" сумматора 8 подключен к знаковому разряду преобразователя !) и по окончании периода в сумматоре 8 будет зафиксирован код, пропорциональный среднему значению напряжения:!

U — 111 (0)+4U (-)+2U (2- ) +4U (3-) + -" о бп n n 4

"- +4U ((2n-1)-3+U(2»)) ( где Ue — среднее значение напряже10

Если переключатель 14 находится в положении 3, то коды мгновенных значений напряжения будут поступать в сумматор 8 на суммирование через квадратор 4 и по окончании периода исследуемого сигнала в сумматоре 8 образуется код, пропорциональный квадрату действующего значения напряжения °

По окончании периода исследуемого сигнала на выходе блока 3 определения периода появится импульс, который установит счетчик 12 в нулевое состоя» ние и при нахождении переключателя 14 в положении 1 или 2 даст команду на запись кода, образованного в сумМаторе 8, в регистр 15, где и фиксируется среднее или средневыпрямленное значение напряжения. Этот же импульс через время, необходимое для перезаписи кода, обеспечиваемое первым элементом 9 задержки, установит накапливающий сумматор 8 в нулевое состояние.

Если переключатель 14 находится в положени(((3, т.е. измеряется действующее значение напряжения, то импульс с блока 3 (конец периода) дает команду на начало операции извлечения квадратного корня из кода, зафиксированного в сумматоре 8. По окончании операции извлечения квадратного корня на выходе "Конец операции" блока 11 появится сигнал, который даст команду на запись результата в регистр 15, и через время, обеспечиваемое вторым элементом 10 задержки, установит устройство 11 в исходное состояние, после чего в регистре 15 будет зафиксирован код, пропорциональный действующему значению напряжения: — $U (О) +40 (-)+2U (2-)+4U (3-)i.

6п и и и... +40 ((2п-1) -)+О (2»)), где U — действующее значение налряд жения.

Формула изобретения

Цифровой вольтметр переменного напряжения, содержащий преобразователь аналог-код, блок определения периода, блок умножения частоты н регистр, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повыСоставитель B.Êðþ÷êîâ

Техред А.Кравчук Корректор С;Черни

Редактор А.Ревин

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3187/40 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1406 шения точности измерения, в него дополнительно введены три электронных ключа, накапливающий сумматор, два элемента задержки, квадратор блок

У

5 извлечения квадратного корня, дешифратор, суммирующий счетчик и переключатель, причем первый, второй и третий входы накапливающего сумматора подключены соответственно через пер- Ip алый, второй и третий электронные ключи к первому и второму контактам перой контактной группы переключателя выходу квадратора, четвертый вход акапливающего сумматора подключен к 15

ыходу "Конец преобразования" пребразователя аналог-код, пятый вход акапливающего сумматора через перый элемент задержки подключен к подижному контакту третьей группы пе- 20 еключателя, выходу блока определения ериода, к входу блока умножения часоты и входу Сброс" суммирующего четчика, шестой вход накапливающего умматора подключен к второму контак- 25 у второй контактной группы переклюателя, а выход накапливающего суммаора — к подвижному контакту четверой контактной группы переключателя, роме того, блок извлечения квадрат- ЗО ого корня информационным входом подючен к третьему контакту четвертой

500 6 контактной группы переключателя, входом "Сброс" через второй элемент задержки — к первому и второму контактам третьей контактной группы переключателя, управляющему входу регистра и собственному выходу "Конец операции, управляющим входом — к третье-!

/ му ко итак ту третьей кон так тной группы переключателя, а выходом — к входу регистра и,первому и второму контактам четвертой контактной группы переключателя, преобразователь аналог-код подключен входом к входу устройства и входу блока определения периода, информационным выходом - к подвижному контакту первой группы переключателя, выходом знакового разряда — к подвижному контакту второй контактной группы переключателя, управляющим входом — к выходу блока умножения частоты и счетному входу суммирующего счетчика, который входом "Сброс" подключен к выходу блока определения периода, выходом — к дешифратору, первый, второй и третий выходы которого подключены соответст" венно к управляющим входам первого, второго и третьего электронных ключей, а квадратор первым и вторым.входами подключен к третьему контакту первой контактной группы переключателя.