Способ измерения параметров напряжения переменного тока и устройство для его осуществления

 

Союз Соевтеиитт

Соцлвлмстммвсиитт

Реслеблик (11) 611159

К АВТОРСКОМУ СВИДНИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17.11.75 (21) 2190045/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.06.78. Бюллетень № 22 (45) Дата опубликования описания 15.05.78 (5I) М. Кл.

G 01 R 25/00

Государствеиный комитет

Совета Министров СССР.ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Устинников, С. М. Вишневский и Д. В. Наумкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

И УСТЮЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения сдвига фазы и частоты.

Известны способ измерения параметров напряжения переменного тока, основанный на квантовании преобразованного интеграла последовательностью импульсов, сформированной из входного сигнала, и устройство для его осуществления, представляюшее собой фаэометр с цифровым отсчетом (1). Однако это устройство не обеспечивает из- !0 мерения частоты переменного тока.

Наиболее близким к изобретению техничес ким решением является способ измерения параметров напряжения переменного тока, включающий в себя предварительное преобразование вели- !б чин тока н напряжения в измерительные сигналы с последующим преобразованием этих сигналов в импульсы постоянного тока, и устройство для его осуществления с двумя входными каналами, содержашее два измерительных трансформатора по одному в канале измерения тока и канале измерения напряжения, два формирователя и триггерный фазометр, подключенный на выходы формирователей (2). Однако такой способ имеет значительную погрешность иэмерения угла сдвига фазыэч

2 вследствие дрейфа частоты и погрешность измерения частоты, вызываемой дрейфом фазы.

Целью изобретения является снижение погрешности измерения угла сдвига фазы вследствие дрейфа частоты и погрешности измерения частоты, вызываемой дрейфом фазы. Это достигается тем, что по предлагаемому способу производят одновременное измерение частоты и фазы, для чего направляют импульсы постоянного тока в два аналогичных канала, в которых преобразуют их в напряжения U,и U>, причем U, пропорционально углу р сдвига фазы, а.Uq — дополнению угла сдвига фазы до полного периода (2%i- g) .

В предлагаемое устройство для осуществления описываемого способа введены преобразователи и усилители; причем выход триперного фазометра выполнен в вице двух раздельных каналов, в кая:дом нз которых выход фазометра соединен с входом преобразователя, выход которого последовательно соединен с усилителем.

На чертеже дана блок-схема устройства для эсуществления предлагаемого способа.

Устройство для измерения параметров напряжения переменного тока содержит два канала 1 и

2, два измерительных трансформатора, пча фвр611159 мирователя по одноМУ в каждом канале 1на схеме трансформаторы и формирователи отд.-льно не показаны, они объединены во вход>и»е устройсп>а

3 и 4, соответственно) и триггсрный .фаэометр

5, подключенный к выходам формирователей. Кроме того, в устройство введены преобразователи 6 и 7 и усилители 8 и 9, Выход триггерного фаэометра 5 выполнен в виде двух раздельных каналов, в которых од и выход фазометра соединен с входом преобразователя 6, выход которого иод. включен к входу усилигеля 8, а другой выход фазометра соединен с входом преобразователя 7., выход которого подключен к входу усилигеля 9.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

По каналу l подается напряжение U,, а тю каналу 2 — напряжение U> одной н той же час. тоты, между которыми необходимо определить сдвиг фаз. Эти напряжения попадают соответственно HB входные устройства 3 и 4, которые преоб>разовывают входное синусоидальное напряжение в импульсы малой длительности. Перед>1ий фронт короткого импульса формируется в момент перехода входного сипуоэидального напряжения через нуль в одном направлении. Трщтерный фаэометр

5 преобразует время между передними фронтами коротких импульсов, поступающих по каналам 1 и 2, в прямоугольный импульс постоянного напряжения так, >то на выходе 10 фазометра длительность прямоугольного импульса пропорциональна времени между передними фронтами двух ближайших коротких импульсов, следующих с входного устройства 3, а на выходе l l — следующих с выходов входных устройств 4 и 3.

Таким образом, длительность широкого импульса, следующего с фазометра 5 по выходу 10, пропорциональна углу,р сдвигу фаз, а по выходу 1>— углу ч>", явля>ошемуся дополнением угла р до полного периода о.1t=tp+>g".При этом сумма дли- ло тельностей импульсов с выходов вхоцных устройств 4 и 3 иронорциональна частоте, т.е, Л у--(Ф, я

Длинные импульсы поступают с выходов фаэометра 5 соответственно «а входы преобразователей 6 и 7, где преобразуются в постоянные наиряt . жения U, n U,. Эти напряжения подаются на усилители 8 и 9, с выходов 12 и 13 которых они поступают на ЭВМ, где преобразуются в электрические сигналя>, пропорциональные фазе и частоте согласно следующим выражениям

2U ъ.г

Б„.У .С.,У

С

rge C > и С, — константы, определяемые пара>ие>раг >и электрической схемы;

Я =3,14;

y — сипил, пропорциональный углу сдвига фазы;

f — сигна., пропорциональный частоте.

Фо рмула изо бре те ни я

1. Способ измерения параметров напряжения переменного тока, включающий в себя предварительное преобразование величин тока и напряжения в измерительные сигналы с последующим преобра эовапием этих сигналов в импульсы постоянного тока, отличающийся тем,что.с целью снижения погрешности измерения угла сдвига фазы вследствие дрейфа частоты и погрешности иэмере>шя частоты, вызываемой дрейфом фазы, производят одновременное измерение частоты и фазы, для чего направляют импульсы постоянного тока в два аналогичных канала, в которых преобразуют их в напряжения Ut и U,, причем

Ut пропорцнонально углу р сдвига фазы, а Uq— дополнению угла сдвига фазы до полного периода(2». — >Р)

2. Устройство для осуществления способа по п, 1 с двумя входными каналами, включающее в себя два измерительных трансформатора по одному в канале измерения тока и канале измерения напряжения, два формирователя и триггерный фазометр, подключенный на выходы формирователей, о т л и ч à to щ е е с я тем, что, в него введены преобразователи и усилите>и, причем выход триггерного фаэометра выполнен в виде двух раздельных каналов, в каждом из которых выход фаэомстра соединен с входом преобразователя, выход которого последовательно соединен с усилителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Архипенко А. Ф, и др. Приборы и устройства автоматики. Новочеркасск, 1974.

2, Туричин М. М. Электрические измерения неэлектрических величин. М., "Энергия", 1966.

611159

Сосзавнтель 10. Еркин

Техред Н. Андрейчук.

Корректор С. Гарасиняк

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 3149/37

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретения н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская маб., д. 4/5