Цифровой интегрирующий вольтметр действующего значения

 

Со оз Севетекмн

СОциалистммескмх

Республик ю 56890!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и мтоизомю сеидительств (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.01.74 (21) 1984118/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл G 01 19/26

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР по делам нэобретеннй и открытий (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 18.01.78 (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Я. Билинский и А. Ж. Виксна

Институт электроники и вычислительной техники

АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР

ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к приборам для,измерения эффективных значений напряжения.

Известно устройство для измерения действующего значения переменного напряжения.

Оно содержит схему сравнения, на один вход которой подается измеряемое напряжение, а на другой через функциональный преобразователь — напряжение от генератора линейно изменяющегося опорного напряжения. Работа генератора и логического устройства синхрояизируются блоком управления. Логическое устройство подключает схему сравнения к управляющему входу ключа, который пропускает импульсы генератора эталонной частоты на отсчетное устройство (1).

Для осуществления известным устройством точного измерения с высокой разрешающей способностью необходимо гарантировать высокую точность измерения длительности временных интервалов, выделенных схемой сравнения в те моменты времени, когда измеряемое напряжение по абсолютному значению превышает опорное, чего в случае кратности или равенства частот эталонного генератора (частоты квантования) и измеряемого напряжения добиться трудно. Этот недостаток снижает точность вольтметра с ростом частоты измеряемого напряжения, и при некоторой ча2 стоте входного сигнала любой выделяемый временной интервал становится меньше периода эталонной частоты и измерение теряет смысл вообще.

Погрешность, обусловленная кратностью или равенством частот квантования и измеряемого напряжения, не свойственна другому известному устройству. Это устройство содер1о жит генератор последовательности импульсов с переменной (случайной) частотой следования, устройство квантования измеряемого напряжения по времени, устройство запоминания мгновенных значений с усреднителем и

15 отсчетное устройство (2).

Недостатком данного устройства является большая погрешность измерения, обусловленная погрешностью аналогового запоминания мгновенных значений, особенно заметная с

gp увеличением частоты измеряемого сигнала.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения. Это достигается в предлагаемом вольтметре, содержащем генератор случайной последовательности импуль25 сов, устройство квантования измеряемого напряжения и отсчетное устройство, тем, что в нем устройство квантования выполнено в виде функционального цифро-аналогового преобразователя, двух схем сравнения, двух схем зо совпадения и элемента ИЛИ. Причем по од568901

5О

55 ному входу схемы сравнения соединены между собой и с входом вольтметра, а по другому — с выходом функционального цифроаналогового преобразователя, по одному входу схемы совпадения соединены между собой, с выходом генератора случайной последовательности импульсов и входом функционального цифро-аналогового преобразователя, а по другому — с выходом схем сравнения, выходы схем совпадения через элемент ИЛИ соединены со счетным входом отсчетного устройства, установочный вход которого подключен к выходу функционального цифро-аналогового преобразователя, На фиг. 1 представлена схема цифрового вольтметра;,на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Вольтметр содержит генератор 1 случайной последовательности импульсов, устройст. во квантования измеряемого напряжения, выполненное в виде функционального цифроаналогового преобразователя 2, схем сравнения 3 и 4, схем совпадения 5 и 6 и элемента

ИЛИ 7, и отсчетное устройство 8. Выход генератора 1 соединен с входами схем 5 и 6, выходы преобразователя 2 соединены с входами схем 3 и 4 и установочным входом отсчетного устройства. Вторые входы схем 3 и 4 соединены с входом вольтметра, выходы — с вторыми входами схем 5 и 6, которые через элемент ИЛИ 7 подключены к счетному входу отсчетного устройства 8.

Цикл измерения задается преобразователем 2, который сбрасывает в нуль устройство

8 и под воздействием импульсов генератора 1 генерирует полупараболическое напряжение положительной и отрицательной полярности (на фиг. 2 а представлено налряжение положительной и отрицательной полярности U+ и

U,„è входное напряхкение).

Измеряемое 1на иряжение,произвольной фстр мы (на фиг. 2а) падается,на входы схем

3 и 4, которые определяют больше или меньше измеряемое надряжение U» текущего значения опорного на пряжепия. Если к моменту прихода импульса .с генератора 1 (фиг. 2б) а бсолютное значение измеряемого напряжения больше абсолютного значения опар ного на иряжения, то через схему 5 ил и 6 и далее через логический элемент ИЛИ 7 импульс п роходит в у стройство 8 и фиксируется им (фиг.

2 в).

Таким образам, в дан но м вольтмепре квантование измеряемого напряжения осуществ25 зо

4 ляется не только по времени (в моменты, зада ваемые случайной последовательностью импульсо в), но и по у ровню iso:ипараболического развертывающего напряжен|ия (oHIHaipHoe квзнтовапие по уровню) В этом случае не требуется запоминания ми о вен ных значений с,вы сакой точностью и сложного осредняющего устрой ства — фильтра с переменной в зависимости от частоты изме ренин полснеой, так как ос ред|нение идет уже по бинарно-KBBIHToваяному cHnrra ay в счетчике устройства 8.

Цикл измерения заканчивается после пе ребара в сех уровней преобразователя 2, который вырабатывает,сигнал yirripairrления для фиксации результата измерения в отсчетном устройстве 8, Таким образом, после полного цикла ра боты и!реобразователя в успрой стве

8 оудет зафиксированно чис|ло им пульсов, хара ктеризующее,дей стиующее значение измеряемого на пряжения.

Ф ор м ул а и з обер ете н и я

Циф ровой и нтегри рующий вольтмепр дейспвующего значения, садержащий генера"пор случай ной,последовательности им пульсов, устройство ква нго вания измеряемого пап ряжения и о псчепное у с"пройотво, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, устройство квантования выпол нено в виде фун кцианального циф ро-arraaorioirroro преобразователя, двух схем сра в не ния, двух схем совпадения и элемента ИЛИ, п ричем по opiHcolv входу схемы QpàHíeíèÿ соединены между собой и с вхоpoM вольтмепра, а по другому —,с,выходом функционального цифро-а на логового преобразователя, по од ному входу схемы сонпа дения соединены между собой, с выходом генератора случайной последовательности импульсав и входом фун кционалыного ци фро-а налогавото преобразователя, а по другому — с выходом схем сравнения, выходы схем со|епа дения через элемент ИЛИ соединены со счетным Bxoäioiм опсчегного устройспва, устано вачный,вход,которого подключе|н к выходу фуикцианального цифро-а налогового преобразавателя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 250305, кл. G 01R 19/02, 06.08.67.

2. Патент США № 3412331, кл. 324-120, 1967.

568901

Фиг.!

1 х оп фиг. 2

Составители В. Латышев

Корректор И. Позияковская

Редактор Т, Юрчикова

Подписное

Заказ 7488

МОТ, Загорский филиал

Изд. ¹ 843 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5