Измерительный преобразователь квадрата эффективного значения переменного напряжения произвольной формы

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство решает задачу измерения квадрата эффективного значения напряжения. Цель изобретения - повышение точности при исследовании несимметричных сигналов. В состав устройства входят инвертор 1, определитель знака 2, компараторы 3 и 4, генератор 5 треугольного напряжения, ключи 6 и 7, логический блок 8 и усредняющий блок 9. Компараторы 3 и 4 сравнивают входное и проинвертированное напряжения с треугольным, и по результатам сравнения логический блок 8 с учетом знака входного напряжения управляет работой ключей 6 и 7, на вход которых подается соответственно входное и проинвертированное напряжение. Выходной сигнал снимается с выходов ключей 6 и 7 и усредняется с помощью блока 9. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.,SU„„ 14ßßß4 (gg 4 С О! R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° с

Ф °

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295215/24-21

° °

22) 28.07.87

46) 07.08.89. Бюл. Р 29 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г. Есьмана (72) E.È, Хайкин (53) 621. 317. 322 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1173331, кл. С 01 R 19/02,,08.12.83.

Авторское свидетельство СССР

У 789789, кл. G 01 R 19/01, 06.09.78. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КВАДРАТА ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ

ФОРМЫ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике. Устройство решает задачу измерения квадрата эАфективного значения напряжения, Цель изобретения — повышение точности при исследовании несимметричных сигналов ° В состав устройства входят инвертор 1, определитель знака

2, компараторы 3 и 4, генератор 5 треугольного напряжения, ключи 6 и 7, логический блок 8 и усредняющий блок

9. Компараторы 3 и 4 сравнивают входное и проинвертированное напряжения с треугольным, и по результатам сравнения логический блок 8 с учетом знака входного напряжения управляет работой ключей 6 и 7, на вход которых подается соответственно входное и g проинвертированное напряжения. Выходной сигнал снимается с выходов ключей 6 и 7 и усредняется с помощью

С: блока 9. 2 ил.

3 1499247

Изобретение относится к измеритель. ной технике и может .быть использовано в приборах, измеряющих эффективное значение электрических сигналов произвольной формы, например несимметричных сигналов.

Цель изобретения " повышение точности при исследовании несимметричных сигналов. 10

На фиг,1 приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы работы.

Преобразователь содержит инвертор 1, определитель 2 знака, первый 15

3 и второй 4 компараторы, генератор

5 треугольного напряжения, первый 6 и второй 7 ключи, блок 8 управления и усредняющнй блок 9. Сигнальный вход первого ключа 6,.первый вход 2О первого компаратора 3, входы инвертора 1 и определителя 2 знака соединены с входной шиной, сигналь-. ный вход второго ключа 7 и первый 25 вход второго компаратора 4 соединены с.выходом инвертора 1, вторые входы первого 3 и второго 4 компараторов соединены с выходом генератора 5 треугольного напряжения, а выходы— соответственно с первым и вторым вхо дами блока 8 управления, третий вход которого соединен с выходом определителя 2 знака, а выходы - с управляющими входами первого 6 и вто-, рого 7 ключей, выходы которых-сое- 35 динены с входом усредняющего блока

9, выход которого соединен с выходной шиной.

Преобразователь работает следующим образом.

Входное переменное напряжение

0,(t) попадает на сигнальный вход первого ключа 6, первый вход первого компаратора 3 и на вход определи- 45 теля 2 знака, а также на вход инвертора 1, где инвертируется и по. падает на вход второго ключа 7 и первый вход, второго компаратора

4 На вторые входы компараторов 3 и 4 поступает треугольное напряжение с генератора 5. Компараторы 8 и 4 сравнивают напряжения на своих входах и, когда треугольное напряжение

Ug(с) становится меньше вхоцного ° выдают высокий потенциал "1". Эти сигналы поступают на соответствую. щие входы блока 8 управления, на третий вход которого поступает сиг" в нал с определителя 2 знака, уровенЬ которого соответствует полярности входного напряжения. Блок 8 управле-. ния анализирует сигналы на своих входах и выдает управляющие сигналы на первый 6 и второй 7 ключи,. коммутируя входное и проинвертированное напряжения. При этом каждый раэ коммутируется только положительная полуволна либо входного напряжения, либо проинвертированного. Таким образом, в каждой полуволне работает только один ключ, а второй заперт (фиг.2,б,в), Физический смысл проводимых изме" рительных преобразований раскрывается следующим образом.

Известно, что для каждого полу" периода, например положительного, 4 среднее значение 0 „сформированной иэ входного напряжения импульсной последовательности в моменты времени, когда входное напряжение превышает треугольное, определяется как

t<

Ucprr — 1 Пьи (t) dt +

4 1 . г

2ти,„... 1 т.

+ — 1ti» (t)ae, и где Uq -- — входное напряжение;

Т - длительность периода преобразуемого напряжения;

Т1 — длительность полуперио. да;

UTHaxe. - амплитудное значение переменного треуголь.ного напряжения.

Если по тому же правилу сформиро вать импульсную последовательность иэ проинвертированного сигнапа, то для нее т, U — — — — U (t)dt

2ТУт макс ц т — ) Ubk.èìü(tÈt

2т1 и, где 0;,, — среднее значение импульсной последовательности, сформированной из проин" вертированного входного напряжения;

Пви ннь - проинвертированное входное напряжение.

Совместное усреднение этих последовательностей дает

1499247

И.рт, = — — — — U» (t)àt, "-от макс о где Царт — среднее значение суммы импульсных последователь-5 настей.

В отрицательный полупериод импульс ная последовательность уже формирует ся иэ проинвертированного напряжения, т.е. опять же из положительной полув олны, которое пропорционально квадрату эффективного значения напряжения.

Формула и э обретения

Измерительный прес бразов атель квадрата эффективного значения пе ременного напряжения произвольной формы, содержащий первый ключ, óñредняющий блок, блок управления, . первый и второй компараторы, выходы

Таким образом, за весь период Т

;на выходе усредняющего блока 9 сформировано напряжение 15

U а * — — — — U (t)dt

Т11т макс в В которых подключены соответственно,к первому и второму входам блока управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход которого подключен к входу усредняющего блока, и генератор треугольного напряжения, выход которого подключен к второму входу первого компаратора, первый вход которого подключен к входу устройства, инвертор, выход которого подключен к второму входу второго компаратора, определитель знака, выход которого подключен к третьему входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности при исследовании несимметричных сигналов, в него .введен второй ключ, выход которого подключен к входу усредняющего блока, управляющий вход подключен к второму выходу блока управления, а вход — к выходу инвертора, входы инвертора, определителя знака, первого ключа под- ключены к входу устройства, а выход генератора треугольного напряжения подключен к второму входу второго компаратора.