Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах управления электроприводами переменного тока для обеспечения оптимальных законов регулирования. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения - достигается применением компаратора 4 и преобразователя 5 частота - напряжение. В зависимости от частоты входного сигнала автоматически выбирается постоянная времени интегратора, что повышает быстродействие устройства. Устройство содержит также квадратирующее звено 1, интегрг ор 2 с управляемой напряжением постоянной интегрирования, блок 3 извлечения квадратного корня. 3 ил.СОGю сх>& юго(pu^.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786799/21 (22) 25.01.90 (46) 15.02.92. Бюл. hL 6 (71) Ереванский политехнический институт, им. К. Маркса (72) М.В. Авакян, А.А. Арутюнян и В.Г. Коча рян (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 670899, кл. G 01 R 19/00, G 01 R 15/02, 22.07.76.

Заявка ФРГ.М 2238763, кл. G 01 R

19/02, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ... Ж,, 1712892 А1 (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах управления злектроприводами переменного тока для обеспечения оптимальных законов регулирования. Цель изобретения — повышение быстродействия измерения — достигается применением компаратора 4 и преобразователя 5 частота — напряжение. В зависимости от частоты входного сигнала автоматически выбирается постоянная времени интегратора, что повышает быстродействие устройства. Устройство содержит также квадратирующее звено 1, интегра зр

2 с управляемой напряжением постоянной интегрирования, блок 3 извлечения квадратного корня. 3 ил.

1712892

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах управления электроприводами переменного тока для обеспечения оптимальных законов регулирования. 5

Известно устройство, вычисляющее среднеквадратическое значение напряжения (с.к.з.)

Uc.ê.ç. = состоящее из последовательно соединенных квадратора, интегратора и схемы извлечения квадратного корня.

Известно также устройство, в котором для электронного аналогового измерения эффективного значения переменного наи ряжения применен о последовательное включение квадратирующего устройства, RC-цепочки и устройства извлечения корня с помощью динамического сжатия путем обратной связи по сигналу.

Недостатком указанных устройств является то, что в них постоянная времени интегрирования интегратора RC-цепочки остается неизменной при различных частотах измеряемого напряжения и для обеспечения требуемой точности выбирается намного больше самого большого периода входного. сигнала, что при широком диапазоне изменения входной частоты приводит к значительному снижению быстродейст-, вия измерения.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерения.

По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве время измерения уменьшается с ростом частоты входного сигнала.

На максимальной частоте оно уменьшается в D = fMaKc/f«H раз, где D — диапазон изменения частоты входного сигнала; тмин, fMaKc — номинальная и максимальная соответственно частоты измеряемого сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в 45 устройство дополнительно введены компаратор, преобразователь частота — напряжение, выход которого соединен с управляющим входом интегратора, а вход соединен с выходом компаратора, вход которого соединен с входом квадратирующего звена, причем интегратор содержит полевой транзистор и конденсатор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод. является выходом интегратора и соединен со стоком полевого транзистора, исток которого является входом интегратора, а затвор — управляющим входом интегратора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — то же, пример выполнения; на фиг. 3 — диаграмма напряжений в основных узлах схемы, приведенной на фиг. 2.

Устройство содержит квадратор 1, соединенный с управляющим интегратором 2, который соединен с устройством 3 извлечения квадратного корня. Вход квадратора 1 соединен с входом компаратора 4, выход которого соединен с входом преобразователя 5 частота — напряжение. Выход преобразователя 5 соединен с управляющим входом интегратора 2.

В устройстве на фиг. 2 элементы D А1, D АЗ, О А 4, D А6 могут быть реализованы на микросхемах серии К140УД, а элемент 0

А2 — микросхемой,525ПС2.

Входное напряжение Uex поступает одновременно на вход DA1 и DA2. На выходе компаратора DA1 U» преобразуется в серию разнополярных прямоугольных импульсов U, которые дифференцируются на конденсаторе С1 и выпрямляются на выходе

DA3 (0з). Через конденсатор развязки СЗ они попадают на базу транзисторов сброса

Т2 и ТЗ. Кроме того, U> подается на вход интегратора DA5, сброс выходного напряжения которого осуществляется через транзисторы Т2 и ТЗ при поступлении импульсов

Оз. В результате на выходе интегратора DA5 получается разнополярное пилообразное напряжение U4 с амплитудой, пропорциональной частоте;входного сигнала Овх. Сигнал U4 после выпрямления на DA6 и интегрирования на конденсаторе С5 превращается в постоянное напряжение Us, пропорциональное частоте измеряемое сигнала 0вх. Таким образом, на элементах DA1, DA3, DA5, DA6 осуществляется преобразование частота — напряжение.

В основном канале (элементы DA2, DA4) происходит возведение в квадрат, интегрирование и.извлечение корня,.причем в качестве звена интегрирования выступает

RC-цепочка, где вместо R — управляемый напряжением Ur полевой транзистор Т1, а интегрирует конденсатор С2, в результате чего постоянная интегрирования, равная:

Ты=от Ccz пропорциональна входной частоте, так как

R,=К И<, а

Ur = Kr 1вх и, наконец

То = К Кт 1вх Cz.

Устройство можно усовершенствовать, повысив его реакцию на изменение частоты, 1712892 лг фиг.2

35.40

50

55 заменяя преобразователь частота — напряжение на более быстродействующий.

Формула изобретения

Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащее последовательно соединенные квадратирующее звено, интегратор с управляемой напряжением постоянной интегрирования и блок извлечения квадратного корня, выход которого является выходом устройства, а вход квадратирующего звена является входом устройства, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство дополнительно введены компаратор, преобразователь частота — напряжение, выход которого соединен с управляющим входом,.интегратора, а вход

5 соединен с выходом компаратора, вход которого соединен с входом квадратирующего звена, причем интегратор содержит полевой транзистор и конденсатор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а

10 второй вывод является выходом интегратора и соединен со стоком полевого транзистора, исток которого является входом интегратора, а затвор — управляющим входом интегратора.

1712892 Рых

Составитель А.Арутюнян

Техред М.Моргентал

Редактор А.Лежнина

КоРРектоР Т.Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 534 Тираж Подписное

ВН ЛИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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