Цифровой измеритель параметров синусоидального напряжения

Авторы патента:

G01R19/00 - Приборы для измерения токов или напряжений или индикации их наличия или направления (G01R 5/00 имеет преимущество; для измерения биоэлектрических токов или напряжений A61B 5/04)

Владельцы патента RU 2582880:

Аванесян Гарри Романович (RU)

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей среднеквадратического, средневыпрямленного и амплитудного значений синусоидальных сигналов. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении возможности реализации относительно простых цифровых устройств с широким диапазоном измеряемых значений. Особенностью устройства является определение необходимого параметра синусоидального напряжения путем измерения только его мгновенного значения, выбранного строго в определенный момент времени, который зависит как от частоты исследуемого напряжения, так и от измеряемого параметра. Измеритель состоит из формирователя импульсов, двух формирователей временных интервалов, элемента ИЛИ, аналого-цифрового преобразователя и блока усреднения. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известные измерители параметров синусоидального напряжения чаще всего строятся по схеме, состоящей из аналогового преобразователя синусоидального напряжения в постоянное и измерителя постоянного напряжения, представляющего собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) [Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под общей редакцией Б.Н. Тихонова - М.: Горячая линия-Телеком, 2007, стр. 160-161, рис. 7.9, 7.10]. Во входном аналоговом преобразователе исследуемое переменное напряжение синусоидальной формы преобразуется в постоянное, как правило, путем его двухполупериодного выпрямления, после чего полученное средневыпрямленное значение преобразуют в цифровой вид, а конечный результат представляют после перемножения цифрового кода средневыпрямленного напряжения на постоянный коэффициент, зависящий от того, какой из параметров (среднеквадратическое или амплитудное значение) следует измерить, например, для получения среднеквадратического значения средневыпрямленное умножают на

Существенным недостатком измерителя является необходимость выполнения аналоговой операции преобразования переменного напряжения в постоянное, от точности которой зависит конечный результат, а также необходимость выполнения арифметических операций перемножения на постоянные коэффициенты.

В качестве прототипа выбрано устройство, в которое входят два аналоговых компаратора, синхронизатор, измеритель временных интервалов и функциональный преобразователь. Первые входы аналоговых компараторов объединены и составляют вход устройства, второй вход первого аналогового компаратора является входом порогового уровня, второй вход второго аналогового компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого аналогового компаратора соединен со входом синхронизатора, выход которого соединен с управляющим входом измерителя временных интервалов, информационный вход которого соединен с выходом второго аналогового компаратора, выходы измерителя временных интервалов соединены с соответствующими входами функционального преобразователя, выход которого является выходом устройства [Пат. RU 2229138. Опубл. 20.05.2004. Бюл. №14]. Устройство реализует способ, в основе которого лежит принцип определения амплитудного значения сигнала по измерению временного интервала между двумя точками полуволны, имеющими равные значения. Способ позволяет получать информацию о значениях исследуемого напряжения путем измерений только во временной области, исключая таким образом операцию амплитудно-цифрового преобразования напряжения. В то же время его недостатком, ограничивающим применение, является необходимость выполнения относительно сложной арифметической операции вычисления значения тригонометрической функции, связывающей измеренный временной интервал с оцениваемым напряжением. Кроме того, чувствительность способа зависит от выбора уровня, на котором измеряют временной интервал между одноименными точками, что на практике приводит к ограничению реального диапазона измерений.

Недостатки устройства обусловлены недостатками способа, это прежде всего необходимость применения функционального преобразователя, служащего для вычисления значений тригонометрических функций, то есть относительная сложность реализации и ограниченный диапазон измерений.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит главным образом в упрощении устройства и расширении диапазона измерений.

Технический результат достигается тем, что цифровой измеритель параметров синусоидального напряжения, согласно изобретению, содержит формирователь импульсов, два формирователя временных интервалов, работающих потактно, логический элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь и блок усреднения, выход которого является выходом измерителя, информационным входом которого является вход формирователя импульсов, к выходу которого подключены объединенные информационные входы формирователей временных интервалов, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом блока усреднения, информационный вход аналого-цифрового преобразователя объединен со входом формирователя импульсов.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом. На фиг. 1 показаны временные диаграммы, поясняющие принцип измерений. На фиг. 2 представлена обобщенная функциональная схема измерителя. На фиг. 3 представлена функциональная схема одного из возможных вариантов реализации измерителя, включая функциональные схемы формирователей временных интервалов, а на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие принцип действия измерителя по фиг. 3.

Временные диаграммы (фиг. 1) содержат входной u(t) синусоидальный сигнал с постоянным периодом Т и среднеквадратическим значением U_RMS, а также короткие импульсы выборки х(t), соответствующие 1-му и 2-му тактам измерений (тактовые импульсы С на выходах формирователей временных интервалов).

Функциональная схема по фиг. 2 содержит аналоговый формирователь 1 импульсов, формирователи 2, 3 временных интервалов, логический элемент ИЛИ 4, АЦП 5 и блок 6 усреднения, выход которого является выходом измерителя, входом u(t) которого является вход формирователя 1, выход которого соединен с объединенными информационными входами формирователей 2, 3 временных интервалов, выходы которых соединены с соотвествующими входами элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с тактовым входом С АЦП 5, информационный вход DI которого объединен со входом формирователя 1, а выход соединен со входом блока 6 усреднения, первые и вторые тактовые входы формирователей 2, 3 объединены и составляют первый CLK1 и второй CLK2 тактовые входы измерителя.

Функциональная схема по фиг. 3 содержит формирователь 7 импульсов, первый формирователь 8 временных интервалов, второй формирователь 9 временных интервалов, элемент ИЛИ 10 и АЦП 11. Информационные входы формирователей 8, 9 объединены и подключены к выходу формирователя 7 импульсов, вход которого объединен с информационным входом DI АЦП 11, тактовый вход С которого соединен с выходом элемента ИЛИ 10, входы которого соединены с выходами формирователей 8, 9. Формирователь 8 временных интервалов содержит счетный триггер 12-1, ZD-триггер 13-1, логические элементы И 14-1, 15-1 и реверсивный счетчик 16-1, выход переноса обратного счета PD которого является выходом формирователя, с которым соединен обнуляющий вход D-триггера 13-1, тактовый вход которого объединен с тактовым входом триггера 12-1 и является информационным входом формирователя, прямой выход триггера 12-1 соединен с первым входом элемента И 14-1, а инверсный - с первым входом элемента И 15-1, второй вход которого соединен с выходом D-триггера 13-1, D-вход которого является входом фиксированного уровня логической единицы, второй и третий входы элементов И 14-1 и 15-1 соответственно служат тактовыми входами CLK1 и CLK2, выход элемента И 14-1 соединен со входом прямого счета CU (суммирующий вход) счетчика 16-1, а выход элемента И 15-1 - со входом обратного счета CD (вычитающий вход) счетчика 16-1, разрядные выходы которого составляют выход Т измерения периода исследуемого сигнала. Формирователь 9 временных интервалов содержит счетный триггер 12-2, D-триггер 13-2, логические элементы И 14-2, 15-2 и реверсивный счетчик 16-2, выход переноса обратного счета PD которого является выходом формирователя, с которым соединен обнуляющий вход D-триггера 13-2, тактовый вход которого объединен с тактовым входом триггера 12-2 и является информационным входом формирователя, инверсный выход триггера 12-2 соединен с первым входом элемента И 14-2, а прямой - с первым входом элемента И 15-2, второй вход которого соединен с выходом D-триггера 13-2, D-вход которого является входом фиксированного уровня логической единицы, второй и третий входы элементов И 14-2 и 15-2 соответственно служат тактовыми входами CLK1 и CLK2, выход элемента И 14-2 соединен со входом прямого счета CU (суммирующий вход) счетчика 16-2, а выход элемента И 15-2 - со входом обратного счета CD (вычитающий вход) счетчика 16-2.

Временные диаграммы (фиг. 4) содержат входной u(t) синусоидальный сигнал с периодом Т и среднеквадратическим значением U_RMS, импульсы S на выходе формирователя 7, импульс Q1 на выходе триггера 12-1, пакет счетных импульсов CU на входе прямого счета реверсивного счетчика 16-1, импульс Q2 на выходе триггера 13-1, пакет счетных импульсов CU на входе обратного счета реверсивного счетчика 16-1 и импульс C(PD) на выходе переноса счетчика 16-1.

В основе алгоритма функционирования заявленного измерителя лежит взаимосвязь параметров синусоидального напряжения u(t), к которым относятся среднеквадратическое значение, средневыпрямленное и амплитудное, с фазой синусоиды. Всегда можно найти фазу φ, при которой для всех n (n=1, 2, 3, …) будет соблюдаться равенство:

- между среднеквадратическим значением синусоиды и модулем ее мгновенного значения, соответствующего фазе φ

- между средневыпрямленным значением и модулем ее мгновенного значения, соответствующего фазе φ

- между амплитудным значением и модулем ее мгновенного значения, соответствующего фазе φ

Следовательно, отсчет с началом любой полуволны временного интервала, соответствующего заданной фазе, по сути определяет момент достижения синусоидой мгновенного значения u(f), равного измеряемому параметру. В частности, при будет справедлива запись (1), при будет справедлива запись (2), а при - запись (3). Таким образом для измерения среднеквадратического значения U_RMS синусоидального напряжения следует сформировать временной интервал, привязанный к началу полуволны и равный 778, для измерения средневыпрямленного U_|AVG| - Т/9,1, для измерения амплитудного U- Г/4.

На графиках по фиг. 1 показан пример определения среднеквадратического значения U_RMS. Цикл единичного измерения состоит из двух тактов, в каждом такте на первом этапе происходит измерение периода Т, и по результатам измерения T - на втором этапе - формирование временного интервала T/8, начало которого совпадает с началом положительной полуволны следующего периода, как показано на фиг. 1. При этом начало каждого очередного такта совпадает с началом очередной положительной полуволны, а заканчивается такт по завершении формирования упомянутого временного интервала. Причем длительность каждого такта, как несложно видеть из графиков, составляет T+T/8, и они перекрываются во времени. Наличие двух тактов позволяет ускорить процесс измерений, поскольку одновременно с формированием временного интервала, размеры которого определены по результатам измерений периода в первом такте, происходит измерение периода во втором такте. Таким образом, при наличии двух физически независимых блоков, выполняющих указанные операции и работающих потактно, но с перекрытием во времени, удается реализовать алгоритм, позволяющий получать оценку искомого мгновенного значения в каждом периоде.

Принцип действия цифрового измерителя (см. фиг. 2) сводится к следующему.

Входной сигнал - синусоидальное напряжение u(t) - поступает на вход формирователя 1 импульсов, где происходит его клиппирование, после чего импульсы, начало которых определяет начало положительных волн, поступают на информационные входы одновременно двух формирователей 2, 3 временных интервалов. Указанные формирователи временных интервалов работают поочередно, потактно: во время первого периода измеряет значение T верхний по схеме формирователь 2, во время второго периода - нижний по схеме формирователь 3 (формирователь 2 в это время непосредственно формирует временной интервал), далее, во время действия третьего периода значение T измеряет верхний по схеме формирователь 2 (формирователь 3 в это время непосредственно формирует следующий временной интервал) и т.д. По окончании формирования временных интервалов на выходах формирователей 2, 3 поочередно с периодом T вырабатываются импульсы выборки, подаваемые через элемент ИЛИ 4 на тактовый вход АЦП 5, в результате последний оцифровывает и запоминает отсчет напряжения u(t), соответствующий значению исследуемого параметра. Отсчеты, полученные указанным образом, поступают в блок 6 усреднения, служащий для получения оценки как результата усреднения единичных измерений за выбранное количество периодов, задаваемых блоком усреднения. В общем случае, принимая во внимание равенства (1)-(3) и полагая, что за один период Т берется один отсчет мгновенного значения сигнала, результат измерений u^* можно показать в виде следующей суммы:

где М - количество периодов исследуемого синусоидального напряжения, участвующих в усреднении;

t_x - формируемый в блоках 2, 3 временной интервал, причем:

при т.е. находится оценка среднеквадратического значения напряжения;

при - оценка средневыпрямленного значения;

при - оценка амплитудного значения.

Формирователи 2, 3 строятся по идентичным схемам, за исключением цепей, обеспечивающих потактный режим работы (см. ниже) и управляются едиными последовательностями тактовых импульсов CLK1 и CLK2, необходимыми для отсчета и формирования временных интервалов. Частота следования импульсов в первой последовательности CLK задает точность оценки периода Т. Отношение указанных частот определяет длительность формируемого временного интервала и, следовательно, режим измерений. Перевод измерителя в режим измерения одного из возможных параметров синусоидального напряжения U_RMS, U_|AVG| и U происходит путем изменения значения формируемого временного интервала, как было указано выше.

Поясним отмеченное на примере реализации формирователей временных интервалов, представленных в измерителе, функциональная схема которого приведена на фиг. 3 (блок усреднения в данном случае на схеме не показан, так как его отсутствие не влияет на дальнейшее изложение особенностей работы измерителя). В формирователе 7, как показано на временной диаграмме (см. фиг. 4), происходит клиппирование входного напряжения с выделением импульсов S, передние фронты которых определяют моменты перехода синусоиды через нуль. Полученные импульсы поступают на информационные входы формирователей 8, 9 временных интервалов. Учитывая, что формирователи 8, 9 идентичны, рассмотрим далее работу формирователя 8. Импульсы со входа формирователя поступают на вход счетного триггера 12-1 (T-триггер), который работает в режиме деления на два, выделяя таким образом импульсы (выход Q1) длительностью, равной периоду входных импульсов. Измерение длительности указанных импульсов - периода Т - осуществляется путем дискретного счета тактовых импульсов CLK1, поступающих с выхода элемента 2И 14-1 на вход прямого счета CU реверсивного счетчика 16-1. Счет заканчивается по отрицательному фронту импульса на прямом выходе (Q1) триггера 12-1, который (фронт) совпадает с моментом перехода синусоиды через нуль при изменении полярности с отрицательной на положительную, а появившийся при этом высокий логический уровень на инверсном выходе триггера 12-1 разрешает прохождение тактовых импульсов CLK2 на вход обратного счета CD реверсивного счетчика 16-1. При этом триггер 13-1 находится в состоянии высокого логического уровня на выходе (выход Q2), так как он был в это состояние переведен положительным фронтом импульса S. Таким образом запускается процесс отсчета требуемого временного интервала (в данном примере 778), значение которого задается как величиной Т, так и отношением периодов тактовых импульсов CLK1 Δt₁ и CLK2 Δt₂, для получения временного интервала, в N раз меньшего периода Т, должно выполняться условие: При измерении среднеквадратического значения N=8, средневыпрямленного - N=9,1 и амплитудного - N=4. По окончании обратного счета, фактически отсчета требуемого временного интервала, на выходе переноса PD счетчика 16-1 появляется перепад напряжений, который обнуляет триггер 13-1, в связи с чем прекращается подача тактовых импульсов CLK2 на вход CD счетчика 16-1, и на выходе переноса завершается формирование короткого импульса, отстоящего от начала полуволны на заданное режимом измерений время (в данном примере на 778) (см. фиг. 4) и служащего импульсом выборки C(PD) для АЦП 11. Добавим, что одновременно с оценкой амплитудных параметров устройство без добавления дополнительных цепей и блоков позволяет легко получать информацию и о периоде T исследуемого сигнала, так как код Т может сниматься с разрядных выходов счетчика 16-1 по завершении этапа измерения периода (см. фиг. 1).

Формирователь 9 временных интервалов работает аналогично, только со сдвигом во времени на период исследуемого сигнала. Технически это реализуется путем инвертированного, по отношению к формирователю 8, подключения выходов триггера 12-2 к элементам И 14-2, 15-2.

Для снижения влияния помех на процесс клиппирования исследуемого сигнала целесообразно в формирователь 1 (7) импульсов ввести петлю гистерезиса с выбором верхнего порога срабатывания в области, максимально приближенной к нулевому уровню, а нижний порог сместить в отрицательную область. При таком распределении пороговых уровней передний фронт сформированного импульса будет совпадать с началом положительной полуволны, а задний фронт окажется задержанным относительно момента окончания полуволны на время, зависящее от параметров сигнала (периода Т, амплитуды U) и значения нижнего порога. Однако это не приведет к искажению результатов измерений, поскольку информативным в нашем случае является только момент начала положительной полуволны.

Как видно из принципа действия заявленного измерителя, основная часть операций по нахождению оценки исследуемого параметра выполняется во временной области, и, в отличие от прототипа, не требуется выполнения сложных тригонометрических преобразований, что существенно упрощает структуру устройства, особенно в случае реализации многорежимного измерителя. Единственная арифметическая операция (см. формулу (4)), необходимая для усреднения результатов, - это суммирование отсчетов в накапливающем сумматоре, усреднение же результатов может легко производиться без операций деления путем накапливания результатов, число которых кратно 10. Что же касается диапазона измерений в амплитудной области, то он зависит только от разрядности применяемого АЦП и не связан с чувствительностью измерителя.

1. Цифровой измеритель параметров синусоидального напряжения, отличающийся тем, что содержит формирователь импульсов, два формирователя временных интервалов, работающих потактно, логический элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь и блок усреднения, выход которого является выходом измерителя, информационным входом которого является вход формирователя импульсов, к выходу которого подключены объединенные информационные входы формирователей временных интервалов, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом блока усреднения, информационный вход аналого-цифрового преобразователя объединен со входом формирователя импульсов.

2. Цифровой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временных интервалов представляет собой устройство, формирующее временные интервалы, равные T/4 и привязанные к началу положительной полуволны исследуемого синусоидального напряжения, имеющего период T.

3. Цифровой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временных интервалов представляет собой устройство, формирующее временные интервалы, равные T/8 и привязанные к началу положительной полуволны исследуемого синусоидального напряжения, имеющего период T.

4. Цифровой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временных интервалов представляет собой устройство, формирующее временные интервалы, равные T/9,1 и привязанные к началу положительной полуволны исследуемого синусоидального напряжения, имеющего период T.

5. Цифровой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временных интервалов представляет собой управляемое устройство, формирующее в зависимости от режима измерений временные интервалы с различными значениями из набора T/4, T/8, T/9,1, соответствующие выбранному режиму измерений и привязанные к началу положительной полуволны исследуемого синусоидального напряжения, имеющего период T.

6. Цифровой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь импульсов представляет собой клиппирующее устройство с гистерезисом, верхний порог срабатывания которого находится в области, близкой к нулевому уровню напряжения, а нижний - в области отрицательных значений.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к приборам для измерения токов и может быть использовано для контроля и определения формы тока, протекающего в цепях высоковольтных линий передачи.

Способ измерения вектора гармонического сигнала // 2578742

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Способ может быть применен в средствах измерений пассивных и активных, в том числе комплексных, величин переменного тока, например, в мостах и компенсаторах переменного тока или в измерителях (анализаторах) параметров электрических цепей, а также в векторных вольтметрах и спектроанализаторах.

Способ определения фазного напряжения, поверхностного сопротивления и тока утечки линейного подвесного изолятора воздушной линии электропередач и устройство для его осуществления // 2578726

Изобретение относится к области электротехники и информационно-измерительной, вычислительной техники. Устройство содержит микроконтроллер, радиомодем, питающий трансформатор тока, первичной обмоткой которого является прямолинейный фазный провод высоковольтной линии электропередач, который вторичной обмоткой соединен с диодным выпрямительным мостом, стабилитроном, диодом и ионистором.

Способ определения сопротивления контактной и рельсовой сетей железнодорожного транспорта // 2576359

Изобретение относится к линиям электроснабжения электрифицированного железнодорожного транспорта, а именно к способу определения сопротивления контактной и рельсовой сетей.

Способ определения угла сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами (варианты) // 2569939

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных.

Способ формирования электрических сигналов, имитирующих одновременное срабатывание группы электроконтактных датчиков // 2564058

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследованиях однократных быстропротекающих физических процессов, сопровождаемых многоканальными измерениями интервалов времени между электрическими сигналами, формируемыми при замыкании электроконтактных датчиков (ЭКД) в ходе развития физического процесса.

Реле тока // 2563959

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электронным реле тока. Реле тока содержит промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, исполнительный элемент, четыре пороговых блока, два элемента И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, одновибратор, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок вычитания, сумматор, двухсторонний ограничитель, нерекурсивный фильтр, формирователь коротких импульсов, RS-триггер, два ключа, блок элементов ИЛИ.

Электронный трансформатор тока // 2555524

Предлагаемое техническое решение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерительным преобразователям тока (ИПТ) и предназначено для прецизионного измерения широкого диапазона токов, особенно удобно для применения в высоковольтных сетях и энергосистемах.

Схема для обнаружения напряжения // 2552585

Изобретение представляет схему для обнаружения напряжения. Схема содержит усилитель, который имеет инвертирующий и неинвертирующий входы и выполнен с возможностью усиления разности напряжений первого входного сигнала и второго входного сигнала.

Сетевой блок контроля качества электроснабжения // 2548618

Изобретение относится к метрологии и может быть использовано для контроля качества энергии. Устройство содержит трансформатор напряжения, согласователи уровня сигнала по фазам А, В и С, АЦП фаз А, В и С; регистры временного хранения, регистр хранения эталонных значений, схемы сравнения результата измерения с эталонным значением, задатчик интервалов выборки, формирователь опорного напряжения для аналого-цифровых преобразователей.

Устройство контроля токораспределения в алюминиевых электролизерах // 2584059

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия. Технический результат - повышение точности контроля токораспределения. Устройство содержит электромагнитный датчик, нормализатор входных сигналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и микропроцессор. Причем датчик установлен на одном конце шеста, выполненного из непроводящего ток материала и длина которого достаточна для свободного доступа к проводнику с током, а его выход подключен через последовательно соединенные нормализатор входных сигналов и АЦП к микропроцессору. Выход микропроцессора оснащен USB разъемом для считывания накопленной информации об измеренных значениях тока. Устройство снабжено вторым электромагнитным датчиком, установленным напротив первого датчика относительно центра проводника с током, при этом электромагнитные датчики соединены последовательно и зафиксированы с помощью ограничителя, а их общий выход подключен витой парой к входу нормализатора входных сигналов. 2 ил.

Устройство для измерения электрического тока, протекающего в блоке электрооборудования, позволяющее осуществлять измерение мощности и блок электрооборудования, содержащий данное устройство // 2594365

Изобретение относится к метрологии. Датчик размещен в корпусе из изолирующего материала, ширина которого равна ширине защитного устройства, а высота позволяет устанавливать датчик в стандартную реечную монтажную панель. Устройство содержит сквозные отверстия для подведения проводников к клеммам устройства измерения тока. В качестве чувствительного элемента используется магнитный датчик тока, содержащий магнитный сердечник, окружающий клемму, воздушный зазор, вокруг которого, между двумя концевыми участками магнитного сердечника ограничивающими воздушный зазор, намотана измерительная катушка. Устройство также содержит вторую измерительную катушку. Сердечник набран из деталей, изготовленных из нанокристаллического материала или материала с химическим составом FeSi или FeNi. При этом сердечник состоит из I-образных деталей, каждая из которых выполнена с возможностью направления магнитного потока в соответствующий воздушный зазор. Концы ветвей I-образных деталей выполнены с возможностью перекрывать катушки. Технический результат - обеспечение компактности при сохранении заданных требований точности, компенсация внешних магнитных полей. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой // 2603723

Изобретение относится к области электромеханики. Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, состоящее из шунтов, включенных в цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора. Причем измерительные клеммы шунтов соединены последовательно встречно. 3 ил.

Регистратор данных для проведения энергоаудита ермакова-горобца // 2605043

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и предназначено для вычисления и индикации усредненных значений потерь мощности, напряжения сети и тока нагрузки, а также может найти применение в качестве регистратора этих величин за длительный период. Техническим результатом является обеспечение возможности непрерывного контроля и регистрации усредненных значений потерь мощности, напряжения сети и тока нагрузки. Регистратор содержит датчик тока (ДТ) 1, датчик напряжения сети (ДН) 2, первый 3 и второй 4 входные преобразователи (ВП), микроконтроллер (МК) 5, датчик 6 температуры окружающей среды (ДТОС), датчик 7 температуры проводника (ДТП), генератор 8 прямоугольных импульсов (ГПИ), третий 9, первый 10 и второй 11 приемопередатчики, цифровой индикатор 12, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 13, компьютер 14. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Однополюсный киловольтметр // 2607728

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, в частности к электрическим приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений, в том числе в однопроводных линиях переменного высокого напряжения и в жидких средах. Задачей настоящего изобретения является разработка прибора, позволяющего измерять высокое переменное напряжение с использованием однопроводной технологии. Поставленная задача решается благодаря тому что, прибор имеет для измерения высокого напряжения только одну измерительную клемму и использует однопроводную технологию. Киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого установлена только одна входная клемма и измерительная головка. Внутри корпуса установлена схема, которая содержит первый селеновый столб VD1, конденсатор C1 и второй селеновый столб VD2, включенный встречно. Селеновые столбы VD1, VD2 и конденсатор C1 образуют замкнутый контур, а измерительная головка PA1 подключена параллельно к конденсатору C1. При этом входная клемма X1 подключена и к первому столбу VD1, и ко второму столбу VD2. Измерение высокого напряжения построено на основе микроамперметра магнитоэлектрической системы. Технический результат заключается в повышении безопасности, упрощении конструкции путем отказа от двухполюсности и использовании только одного полюса для измерения высокого напряжения. 1 ил.

Оптико-электронный датчик тока и напряжения // 2608335

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения. Дополнительно, в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи. Для напряжения используют резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора, одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов. Последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора. Выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно. Это достигается путем преобразования и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период и получения сигналов о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики. 1 ил.

Способ бесконтактного измерения поверхностного тока и устройство для его осуществления // 2610223

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению поверхностных токов на цилиндрических и других сложных по форме поверхностях из немагнитных проводящих материалов. Технический результат - повышение уровня полезного сигнала, снимаемого с элемента Холла, и увеличение площади фрагмента с поверхностным током, контролируемым измерителем. Измеритель поверхностного тока содержит сенсорный модуль с элементом Холла, усилитель, вход которого подключен к выходу элемента Холла, а выход - к индикатору, два концентратора магнитного поля. Заостренные части концентраторов расположены рядом с чувствительной зоной элемента Холла и направлены на нее и навстречу друг другу. Концентраторы магнитного поля выполнены из листового гибкого материала, обеспечивающего плотное прилегание их к поверхности фрагмента с поверхностным током сложной формы, причем геометрические размеры концентраторов магнитного поля соизмеримы с геометрическими размерами контролируемого фрагмента с поверхностным током и значительно превышают геометрические размеры элемента Холла. 1 ил.

Способ синхрофазорного измерения для использования в устройстве измерения фазоров (pmu) р-класса // 2615216

Изобретение относится к способу синхрофазорного измерения для использования в устройстве измерения фазоров (PMU) Р-класса. Упомянутый способ измерения основывают на математической модели динамического фазора. Конструируют цифровой фильтр низких частот для коэффициентов фазора, объединенный с DFT. Этот фильтр устраняет утечку спектра, вызванную входными сигналами динамического фазора, причем после устранения утечки спектра могут провести измерения исходного фазора. Динамический фазор аппроксимируют с использованием ряда Тейлора второго порядка. Исследуют линейную зависимость между ошибками измерения, вызванными усредняющим эффектом DFT, и коэффициентами ряда Тейлора второго порядка. Затем используют упомянутую линейную зависимость для компенсации исходных ошибок измерения в динамических условиях. Техническим результатом при реализации заявленного способа измерения является возможность точного и быстрого измерения фазора как в статических, так и в динамических условиях. Точность упомянутого способа измерения не только удовлетворяет техническим требованиям соответствующих стандартов, но и на порядок превышает требования этих стандартов. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.

Электронный трансформатор тока // 2617858

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения широкого диапазона токов. Технический результат: повышение устойчивости работы электронного трансформатора тока при воздействии электромагнитных полей и других дестабилизирующих факторов, а также улучшение его метрологических характеристик. Сущность: предварительный усилитель выполнен в виде первого и второго измерительных усилителей, входы регулировки усиления которых, соединены с установочными резисторами. Один из выходов второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен соответственно к входам инвертирующего первого и неинвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные первую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом первого измерительного усилителя. Второй выход второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен к входам неинвертирующего первого и инвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные вторую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом второго измерительного усилителя. Выходы измерительных усилителей соединены с соответствующими дифференциальными входами блока обработки сигналов, парафазные выходы которого являются выходами устройства. 1 ил.

Датчик для исследования потоков метеороидных и техногенных частиц в космическом пространстве // 2618962

Изобретение относится к космической технике. Датчик для исследования потоков метеороидных и техногенных частиц в космическом пространстве выполнен в форме куба, все грани которого являются составными детекторами, состоящими из внешних и внутренних чувствительных элементов, внешние чувствительные элементы изготовлены из тонкой пленки, на которую нанесено множество ячеек с токопроводящими дорожками, а внутренние чувствительные элементы - из объемно поляризованной пленки PVDF. Корпус датчика выполнен в виде каркаса из нанокомпозиционного материала, на одной из плоскостей установлено крепление для связи с космическим аппаратом посредством выносной штанги с проходящими по ней гибкими информационными шлейфами. На каркас установлены рамки с составными детекторами. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность комплексной пространственной регистрации метеороидных и техногенных частиц, определения их параметров. 5 ил.