Устройство для раздельного измерения параметров комплексных величин

 

а4 бй пмчтена м.з.".

ОЛ

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ

С©юз СОВетшйж

СОцйайьжтичеших

Республик (») 52jL 522

{61) Дополнительно к авт. свид"ву (22) Заявлено 18.03„75 (21) 21 13778/21 с присоединением заявки № (23) ПриОритет (51) М. Кл.

& 01 R 17/06

Га.-удврствевньа каатет

6юввте Мннвстум ИР

M pifi68 8360p8788NH и аткривй (43) Опубликовано15,07.76.Бюллетевь №26 (53) УДК621.317.7.0. .835 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.11.76 (72) ABY "рЬ7 изобретении

Гу А„Жт -.""!Оергерэ Ью LвДОЬров и Вф Не Чорноус

Ивано-Франковский институт нефти и газа (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

11АРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫЖ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к електроизмерительной технике и может быть использовано при необходимости раздельного измерения параметров комплексных величин, например, при измерении параметров электрических цепей, а также при измерении незпектричеоКНх величин с помощью индуктивных и ем» костных первичных преобразователей.

Известны устройства, в которых измеряемый сигнал, несущий информацию о компек- N спой величине, компенсируется циклически напряжением тока, фаза и частота которого совпадает с полезным сигналом, амплитуда изменяется по пилообразному закону, квадрвтурная пОмеха же компенсируется статичес» 15

EH напряжением Обратной сВязи с ВыхОда усилителя рассогласования.

Испол зование в таких устройствах сглаживающего фильтра ведет к увеличению поо- щ тоянной времени и, следовательно, к снижению быстродействия.

И-вестен автоматический компенсатор переменного тока для измерения полезного сигнала на фоне квадратурной по ехи, в ко- М тором измеряемое напряжение компенсирует ся напряжением, совпадающим по фазе с полезным сигналом и развертываемым по времени по пилообразному закону в течение одного попупериода несущей частоты, причем компенсация наступает в момент, когда мгновенное значение квадратурной помехи равно ну по (1) „

Такой компенсатор может быть использоВан дпя измерения параметров комплексных величин, если полезный сигнал несет информацию об измеряемом параметре.

Известно также устройство для разделт ного измерения параметров комплексных величин„содержащее генератор синусоидального напрюкения, один из выходов которого через формирователь импульсов соединен с

Входом электронного ключа, а другой его

Выход через первичный измерительный преобразовагель и нуль-орган также соединен с электроьным ключом, генератор импуш сов образцовой частоты, выход которого соединен с ВхОдОм Электр Онного ключа гене» ратор компенсирующего напряжения и цифровой индикатор f2).

В таком к - маенсаторе „.равновешивание

1ХРОИЗВОДИТСЯ За КОНЕЧНОЕ ЧИСЛО ШЯХ ОВе KG торое при малой погрешности дискретности делителя напряжения может быть довольно большим, что определяет невысокое быстро- 5 действие устройства. К тому же тпудность формирования компенсирующего напряжения заданной формы, амплитуда которого меняется по пилообразному закону, приводит к сравнительно невысокой точности измерения. jjo ххель изобретения - увеличение быстродействия и повышение точности измерения. то дОстигается тем, чтО устройство снаб=:: жено кольцевым счетчиком импульсов, вход

KGTGPQI Î СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ Э2ХЕКТРОБНОГО

КЛЮЧае B ОДИН ИЗ ВЫХОДОВ КОЛЬЦЕВОГО СЧЕ Х чика импульсов соединен с входом цифроввго индикатора, при этом второй ех О выход через генератор компенсирующего BBIIps2K

НИЯ ПОДКЛХОЧЕБ К ВХОДУ БУХХЬ ОРГанае

На фиг. 1 представлена блок-схема усх ройства для раздельногО измеревия IIBjIIBметров комххлексньхх величин.-" Ба фиг. 2ВРЕМЕННЫЕ ДнаГРаММЫе ПОЯСНЯЮЩИЕ er О Работу.

УСтрОйСтВО СОДЕржие" ГЕНЕратОр Сииусеидального напряжения 3L первичный измери= тельный преобразователь 2, формирователь импульсов 3, электронный кшоч 4, генератор импульсов образцовой частоты 5 коль

ЗО цевой счетчик импУльсов 6е генеРатоР компенсирующего напряжения 7, нуль-орган 8 и цифровой индикатор 9.

На временных диаграммах (фиг. 2) изображен график процесса компенсации, где:

Оо — напряжение генератора; U — выходное напряжение первичного преобразователяе са держащее счнфазную составляюпхую U„ совпадающую по фазе с QQ, и квадратур-=,, Бую составляюпхухо U<<," U„-= линейнонарастающее компенсирующее напряжение;

ПОСЛЕДОВЯТЕЛЬНОСТЬ КОРОТКИХ BIVIXI сов на выходеформирователя;Ц, щ -последовательность импульсов на выходе нуль-органа. щ

Напряжение ОО с выхода x енератора 1 подается на вход первичного преобразовяте2Is 2 и на вход формирователя 3. При этом на выходе преобразователя создается напряжение, синфазнаи составляющая KQTopox" О я содер2кит информацию Об измеряемОм xIBpB метре и подлежит измерению, На выходе формирОВателя Обрязухотся короткие имххуль сы 1 ф, соответствующие моментам перехода напряжения УО через нулевое зна- у, чение.

Первый импульс с выхода формироватеххя

3 открывает электроьный клк2Ч 4. При этом импульсы от генератора образцовой частоты

5 пОступают НЯ кольцеВОй счетчик импуль QQ

СОВ Ве ЧастОта СЛЕдОВаикя ИмнуЛЬСОВ ХЕНЕратора 5 и емкость счетчика 6 Выбираются из условия заполнения последнего через интервап времени Т/4, где Т - период синуссьидального наххряжения. Выходной импульс, соответствующий моменту заполнения счетчика х. 1, запускает генератор компенсирующего напряжения 7 и возвращает счетчик 6 в исходное состояние, после чего внОВь начиняется еГО заполнеиже их пульсами генератора 5. Линейно-нарастающее напря2кение U Генератора 7 сравБЯВается с вЫХОдным няцряжеинем 1.1 измерительного преобразователя 2 с помощью нуль органа 8. В момент Ф, равенства этих

Бапрхокений нуаь-Орган 8 вырабатывает перВЬХЙ ИМПУ2ХЬС ПОСЛЕДОВЯТЕЛЬНОСТИ 4 „И е КОторый закрывает электронньхй ключ е; Оч&ВИДНОе ЧТО ЧИСЛО ИМПУЛЬСове ЗЯПИСЯНБОЕ СЧЕТ

Чиком 6 От Моменча - I е до момента х

Ощ)еделяет p& соглас Ование (удяпенность

CBCTeI От СОСТОЯИЫЯ ЬЯЗИРЯЬЫОВЕСЙЯ) е ВОЗ никшее после первох о цикла компенсации„

Второй импульс с выхода формирователя

3 в момент + снова Открывает электровньхй ключ 4, через который импульсы от генератора 5 поступают на счетчик 6. На выходе xxocaeIIBex o в момент ъ„появится импульс, соответствуюпхий полному заполнеНИЮ ЧЕ" ЧИКае KBK И В ПЕРВОМ Хф1КЛЕЕ ЭТОТ

BMII запускает Генератор компенсирухощегo напряжения 7 и возвращает cixeT BK 6 в исходное состояние, после чего вновь начинается его заполнение импульсами генератора 5, Очевидно, во втором цикле компенсации момент начала развертки ф сдвинут ф относительно момента т, -. Впево ьа величиНУ РЯССОГ2ХЯСОВЯНИЯе ВОЗЙИКШЕХ О ПОСЛЕ ПЕР

ВО1 О ЦИХЦХЯ КОМПЕНСЯЦИИ (ИНХЕРвае Хе 2 равен интержмху Ф,x )). При рыжнстве линейно Барастающе1 О напряжения U g х и напряжения U в момент 4> Второй импульс с выходя нуль органа закрывает электронны" ключ 4е Число имп аьсов, зафиксированнее счетчиком, будет cooTBeTcхвовать интергалу

Времени (4, 6 ) IxQTop&KR щ2евьхшяет ин

TejPBB1I ПЕРВОГО РЯССОГЛЯСОВЯНИЯ (Ф, Х, е. ) на величину рассогласования, Вознпкхпего

БОсле BTopox с цикпя компенсации (интервя

ВРЕМЕНИ Х у„4 ) е

В СЛЕДУЮЩЕМi, ТРЕТЬЕМе I!HKae ЕОМБСНСЯ ции момент начала развертки Е,, Окйжется сдвинутым Относительно момента gэ на интервал Времени, равный сумме первого (интервал t< 4> ) и второго (итервап t - т,, ) pBccox aасовяний„

Процесс уравновешивания продолжается до тех xxopg, BQKB равенс хво нащ2яжевнs U и ИОмпенсируюхцеГО ьащ2ыжения U не бу

1ет Наступать точно В момент перехода через Булевое значение квадратурной составляющей ILÎK . Тогда время -Ь „m начала разверткй до момента компенсации (при постоянстве угла наклона линейно-Барастак>щего напряжения к оси времени) будет прямо пропорционально амплитуде синфазной составтяющей Ос, т.е. Измеряемому параметру.

В частном случае (фиг, 2) процесс урав-ц

Бовешивания заканчивается Ба 4 цикла компенсации,. Очевидно, в патом и последующих циклах число импульсов, фиксируемое счеч чиком в момент наступления компенсации и пропорцйонапьн&з Времени Ь K не будет (5 изменяться. Периодическое Воспроизведение этого числа цифровым индикатором 8 позво ляет получить отсчет измеряемой величины, Описанный процесс уравновешивания не измени .-.Ся и в том лучае, когда момент 2Î компенсации Басту11ает рань11е перехода квадратурной составля1ощей через Буль.

Предлагаемое устройство дпя раздельноГО измерения параметрОВ комжхексных Ве личин обеспечивает повышенное быстродей- 25 ствие, поскольку в нем шаг уравновешивания тем больше, чем дальше система находится От состояния квазиравновесия. Проведены исследования сходимости процесса уравновешивания показали что при пОгре1п Зу ности неполного уравновешивания 0,Õ% и кОмпенсации дважды за период максимальное число шагов не превышает 7. При этом время уравновешивания составляет 7 мкс дпя частоты напряжения питания генератора З5

1Î Гц. В прототипе при использовании

3 поразрядного уравновешивания и наличии

ТрВх декад делителя напряжения максималь

НоВ количество шагов сОставпяет тридцать

Предлагаемое устройство позволяет так- 4О же увеличить точность измерения, т.к. формирование линейно-Нарастающего компенсирующего напряжения осуществляется с мень шей погрешностью, чем формирование синусоидального напряжения заданной фазы ампли туда которого изменяется по пилообразному законув

Ф ормула изобретения GTpoécTÂG для раздельного измерения параметров комплексных величин, содержащее pBHBpaTGp cH fg cGH@a HG1 G напряжения, Один H= выходов которого через формиpoBaTBJ ь им11ульсОВ сОедннен с ВхОдОм электронного ключа, а другой егО ВыхОд через первичный нзмерителькый преобразоВатель и Буль-орган также соединен с элек тронным клю oM, "BHBpaTop импул1,СОВ

Образце зой ча сты, Выход которого соединен с входом электронного ключа, генератор компенсирующего напряжения и цифровок инди:: атор, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью увеличения быстродейстВия и повышения тОчнОсти измеренияр оно снабжено кольцевым счетчиком импульсОВ- Bxop„KmopoFG сОединен с ВыходОм электронного ключа, а один из выходов кольцевого счетчика импульсов соединен с входом цифрового индикаторар при этом второй его Выход через генератор компенсирую щегО Напряжения ПОдключен к BxGjjy HyJIh органае

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Х-. Aar, cs. 239432, Кл.H 03 К 17/13 от 07.82ЯБ

2. АВТ, св. 310185, Кл.& 01 Я 17/06

m 27.04.70 г.

Составитель Г. Штамбергер

Редактор Н, Каменскаи Текред A. Богдан Корректор Б- Юнас

Заказ 4832/529 Тираж 1029 Подписное

ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4