Способ регистрации момента компенсации измеряемого напряжения переменного тока и устройство для его осуществления
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) ДополHèтельиое к авт. Cвид-оy (22) Заявлено 120978 (21) 2665384! 18 — ?1 «51) p«"
01 и 17 06 е присоединение, заявки До (23) Г1риоритет—
Государственный комитет
СССР оо делаи изобретений н открытий
Опубликовано 151280. Бюллетень ë 46
Дата опубликования описан.я 201280 (53) УД«.«. 621 . 317. 7. .083.5(088.8) «н ..,с
u Qo
«з„с
В. П. Степанон, С. D. Снеженцева и 1ф 1. Саликов, (72) Авторы изобретения
Научный центр "Каспий" АН Р.зербайджанской ССР (71) Заявитель (54 ) СГ10СОВ РЕГИСТРАЦИИ;OI !EHTA KOI"111EHC. Ì.,F11 ИЭл1Г«РЯЕМО«0
НАПРЯЖЕНИЯ IEPEYEHНОГО ТО CA И УСТРОЙСТВО,.Г1Я ОСУЩЕСТВ11ЕНИЛ
ЭТОГО СПОСОВй
Изобретение относится к и=-мерительной технике и может найти применение н системах телеизмерения, н устройствах автоматического контроля, вычислительной технике. Изобретение касается способа регистрации момента компенсации измеряемого напряжения переменного тока и устройства для ex"î осуществления которые преимущестненР - ° . Ъ -- () но предназначены для применения в развертывающих полярно-координатных компенсаторах на диапазон частот при спиральной или круговой развертках вектора компенсиру.ощего напряжения.
Известен способ, заключающийся н «5 том, что сравнивают фазы двух опорных напряжений и сигнала рассогласования, из последнего образуют канал компенсации по модулю, сдвигая его о предварительно по фазе на 90, об- 20 разуют канал компенсации по фазе, сигналы с ныхода фазочувствительных схем каналов компенсации посредством исполнительных двигателей измеряют параметры компенсирующего напряжения до регистрации момента компенсации. В момент компенсации с« U = 0 и O U = 0 и соответственно
Ои Сов т«« Uô Cos+!«>
U««S in Ч«« = U««S in !,; 30
Эти равенства выполняются прн U „= U н %„ = %н., что является моментом г
Yомпенсации 1,1 3.
Известный способ позволяет работать на одной или несколько фиксированных частотах, что является его существенным недостатком. Кроме того, искажение информации о фа" å сигнала рассог- ласонання в каждом иэ каналов приводит к взаимной связи контуров уранновешинания.
Известно устройство регистрации момента компенсации, которое содержит блок выд« ения сигнала рассогласования с подктвоченнь«л1и ко входам источниками измеряемого и компенсирующего напряхсения, выход его через предварительный каскад усиления подключен к входу первого ограничителя, выходом своим подключенного к входу амплитудного детектора. Выход амплитудного детектора через нторой усилитель подключен ко входу второго ограничителя, выход которого является выходом устройства (2).
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие при измерении в области низких частот, что объясняется большой постоянной .времени фильтра детектора. Недостаток
788011
Tc31<. КЕ ЗаКЛЮЧаЕТС51 В !" ОМ ЧТО ЕСЛИ 13
ПРОЦЕССЕ УСИЛСНИ>! П с>ОИ:3 ОЙДОT IIQT(РЧ постоянной саста})л>)ющей, ам!)литуга импульсов на выходе второго ограни
-.еля будет «епосто>)5)ной, что привет сс г к наруш 1)ии нормальной работы ус»тройства.
Известен сп особ регис-. рации моме}»вЂ” та компенсаеп(и;- устройство для его осуществления . (.))Особ з» а}(л)очает с>1 в том, что из>(с)р>)е(»ое напряжение пере— менного тока сравнив(нот с компенсирующим напр>?жением, сформированным из
ОПОРНОГО Нс»)1 DЯЖС. }1 ИЯ, BЫДQЛЯIОT CИГН(1Л рассогласования, усклива(от и ограничква}от по амплитуде сигнал рассогласования и опорное напряжение, формирун)т иэ них последовательности 1(мпульсов, которые затем славкина}от по (}>аэе.
ФаЗа СИГНаЛа с>аССОГЛассдан)!Я !!а Г!ЕРВОМ ЭтаПЕ ((ОбЛаСТЬ }!ЕДОКОМПЕ}!Осад})И) изменяется в пределах +180, в 06—
ЛаСТИ ЖЕ КОМПЕ НС аЦ "IИ с>)с» Э а СKа. it(ОЫ
О изменяется до 90, а вате>л фаза затухает по мере роста компенсиру)ощегс .напряжения. Скачок 3>азы при переходе из области недо}<омг)е Icci}IHH }3 область перекомпенсацик используют как сие нал
25 момента компенсации.
Устро).ство, реализующее этот способ, содержит блок выделения сигнала рассогласования с подключенными к од-!!ому входу ксточнкком измеряемого на- 30 пряжения, а к другому входу 1)r.)ходом блока формирования компенсирующего напряжения, уc )JIHTCJ>)r, огра} ):ч})тели и формирователк последователь н>ост}) импульсов выходы последних подк) —.юч 35 ны к входам схемы сов паде. :H}), вь ход кОтОРОИ I)QJ3,}(J)to rc H }(}3>(QTj „блокc} ()(ОР миро-.ания коглпепсируюк}его напряжеHHß >(3
НедОстатком известного способа и устроиства для его осу?((ествле})ия является то, что сигналы на схему совпа— дения подаются с((>ормированньемк в момент переходов напряжения через нуль в то время, }<ак совгадение по фазе происходит на каждом витке спирали вектора компе )сирующего напряжения прк произвольно;(значении фазы. Это
ПРИВОДИТ К ТОМУ, ЧТО Hci ВЫХОДЕ СХЕМЫ совпаде:-1(я Отсутствует сигнал момен— та компенсации, процесc измерения 50 повторяетcR, удлиняя время кзмерения, что огрицательно сказывается на работоспособности устройс BB. реализующего способ, в области низких частот.
" Цель изобретения — pасширение час- gs тотногo диагазона иэмеряе(логo напряжения путем увеличения быстроде !creHH процесса иэмеренкя в области низких частот.
Цель достигается тем, что в спосо- 1
-бе регистрации момента компенсации кз)леряемого напряжения переменного т 0 к а, 3 а }(хпс ч э )»3()1 ем с я в сравнении и э ме ряемого напряжения одной частоты с компенсирующим напряжением, с(1>ормир-:ь ) и»",,; }!:>!(Ор}».). (:; Ппряже}>и> j> .—
ГC >(1(l 1 СC) "с Ы, Э }??1(Л(3 }) ll }! СИI Н с;Ла Р с;С (с;:Г>,i >}3r!Hi(5) „(, (»IJ)(fr)»I! И Qr })})сса}»ИИ (i(> !М(.Г:HÒ "J!" CH Н;l )c! I)а: C: ГЛ:1;)!>>3(}ниi? (>!>(j.i! 3ГO !)11?3Р>?:",Е}:51,;, (}>ОP(,}HPnс)!»HH
I! H:(Г!,>С. ;1!ЭДО 3 а ГЕ.Г:1> i (!(TИ и(1:! Ь С о }3 .> : . . Щ Р >3 1 5 !1 13 (> Е?! !" 1): i 3, !;: I К Б П ., 1;,:! 0 С Л Е
:О :)аСС- а!) iË К (}ОСЛЕ ОВ ТЕЛ» с С CT;! сх>1Г(/ (}Ь 013 0! Io!. }{01 О "., I i (3 i . >Å l! r» с(! >,. ГO}1
r)PCИЗВ .Г„ЯТ В} . )И -;c}:)(Е Ча-,.т(> r; Е:33:5>ТИ—
П О С (! Д! 13 а 1 ". I ". i l О C т 11 I l . Н 1 „ .:: I> .: с 53 !О I :j:-! O 1 O
Н H!D>1:.:;С:()ИЯ :;)О И i!c):Х. l! > . !:;.С гг Iа
ТОТ C,,д ст r> (1(rr с!
ЦЕ J! l! 11 . Рб !Е Tt H (H >! О Ё(i) Г:(}(! И » ((С Г(я тс- «же т 1 Iто iU ; -l ."I :° c l в щ(СТВЛЕII З ГОГО С:ПОС (.:...; ..".;; =pc.. =:.;ЕЕ (>Е)ОК I! !,!ЕЕ():!(> })НЕ(CH." ;! }Jl 1,;а С, Г;: I>COB() I? (t;: (:01 К>IIО i(> } Н?>)(i(,,i!)03".,! ВХ., .C () сп)-(h,, H ",1- !>>(Cf O);с;:>-; >>!;»;P(ri(r-, > К >РУ— гому I3!c(
C J)c J!CJ HH 1 E JIH I)OCTH H (>>> J! }! CQI)
ВДТЕХI}>! 10 СОЕДH 1(3 I)ЫЕ ВTC!- Сй УСHЛ} . i")! ЕJ(Ь
ОГРДНИЧИтЕЛЬ И ВТОРО;:. ",>ОР>ЛИРОВсат(JJ.H
Г:осл едо в ат ель ности и >л!3 у>) ь с о в, в ход второго усклителя †Ограничите соеди— нен с выходом блока фср((}крова})ия комгге}-»cHpy!orrreго напряжения, введены дьа (ормировате (я коротких импульсов пÎ и ередне(лу фронту „форм5)ров атель короткихх импульсов по заднему ронту, блок выч)!тан (я частот, блок выделения так Io !oão импульса, к входам которо"о .- Одклю:)ены у,омяну.-ь)е ",. Ор))ирoaci Tели !
10след-.,ватель}?Ос)т)1 и."...}уль сов через
СВОИ Hi3à;(rok>НЫЕ фОРМ) РО}, ТЕЛИ КСПЗОТКИХ имгульсов Г}о передке".у }>ронту, в:-(ход его под.(òïîч(3}) к первому входу блока вычита и5е частот второй вход которого соеди )eH с выходом второго формирователя последов тельности импуль—
СОЕ) ЧЕРЕЗ ВВСДЕН}!с?Й фoР".П(РОВа "ЕЛЬ КО— ротких кмпульсов Г)о задне "13! )!po})TV, а выхс(. r б)10}са вычитан кя частот и ОДклю— че.(к вх(3ду блока формирсвания компенС И Р У (О!1! Е Г О }1 с) П Р Я ж С: Н И Я .
Г>лагодар}) укаэанным особенностям
ВЫПОЛНС.НИ Я i)PCJIJicti >)GMOI 0 Cr!Особс) устройства ДJ)5) его Осуществления обес— пе квается возможность регистрацик м<.мента компенсации при измерении напряженкя переменного тока в шкроком -..i1с1 ОтнОМ диапазоне Г)утем уве.(!ичения быстродействия процесса в области низких частот.
8а (},иг, 1 изображена блок-схема одного из возможных устройств для
ОСy}ЩЕСТВлeНКSr СПОСОб(3; На фИГ, 2 представлена векторная диаграм:ла, поясняющая предлагаемое изобретение. устройство для осуществления предлагае)лого способа содержит блок выделения сигнала рассогласован((я 1 с подклю !еннымк к Одному входу и"точником измеряемого })апряженкя, а к дру—
788011
f(U О ) — fU =0, "к указывающая на состояние сации, -.. е. На входе бло сов нет. В ссллууччааее, когда
U,- О, на входе блока 9, Ф fU, будем иметь пе к А потерю одногo импульса в последовательности. Часто перекомпенка 2 импульОК вЂ” О, вследствие риадическую тактовой та следова1 ому B J.o J „ Bl:lход зм 031ак а фар. -".lpс13 а ния к Mi".å»lñ»fpóï,åão н.»п»р11:женин 2, ус .— л тели-органичители сигнала рассогла— со нанни H oIIOP llo I", 11 а»»РЯ ic fi _#_ l: и 4 соответстнен» а, формировате7»i посл=— довательнасти импульсов сиг .ала рас—
СОГЛаСОВаНИЯ " И ОПОРНОГа BaiiPЯ:-:;cc:НИЯ б у Выходь» их через 11>срмиро»3 а те 7: »(o рОтких импульсов па пс ред»{ е »у ф . с н ту саотвеTñòBåaíî 7 и 8 подключен». a входы блока выделения тактового им1 1 пульса 9, выход которогo 7одклю .ен к ОднОму вхОду блОка. вычитания ciac тот 10, ко 33торому входу которого подключен вь»ход формирователя 6 через формирователь коротких и:.:пульсов по заднему фронту 11, выход блока вычитания частот 10, являюк;ийся выходом устройства, подключен к одному входу блока формирования компенсирующего напряжения 2, «а второй вход которого подключен источник опорного 1»апряже- щ ния. устройство работает cJIc c iJIB,;III!I Об— разом. . При пос: óïëåíèè измеряемого и компенсирующего напряжений на выходе блока 1 появляется сигнал pacсогласонания. Этот сигнал, усиленный и ограниченный па амплитуде усилителем-ограничителем 3, с»»»армирован»3ый в последовательность импуль" îâ на выходе фармирователя 5, а затем сфор»яирова»13Q ный в ниде коротких импульсоB, по Гереднему фронту после фср;.»ировател 7 подается на один вход блока выделения тактовых импульсов 9, на второй вход этого блока подается сформированный аналогичным образом сиг:-:ал опорного напряжения. Тогда на выход"= блока выделения тактовьх импульсов
9 будет действовать последовательнocòü импульсов f(U + U,) в строгом соответствии с тактом опорного напряжения и независимо от момента поступления импульсной последовательности сигнала рассогласования в пределах периода
Т», которая подается на один в.од блока 10 на другой вход кото."..o=«o подается импульсная последовательность опорного напряжения, сформированная па заднему фронту формирователями б и 11. Таким образом, устремляется информация об амплитуде и фазе результирующего сигнала и остаетс-с только информация о частоте этого сигнала, Если на входе блока 1 действует только -U (О = О), на выходе блока 10 при этом погучится
55 и »I и liOT caPB!l!IB: I» iiii .У 311 ii B O:1Рс ДЕ ii il 1 С cl как
Эту потеря у. авл»13ает блок 10, в ре— зуль. ате ч2ГО на 121 О выха, = :. .е .ется и.".и; льс: =-;я последе в;- те:1ьн ..OTAL с чac— то7ой следования F им» ул»-: B, 1:осту— п аюших на вход бГ»о к 2 2 и ук с зыв аюших на состояние едокомпенса.ilii.
ПРеДлаi cilемые способ: РегистРации маме Ta lo..fi c:-:caö и измеряе»»ого напряже»3». я 1»е- е "е «»НОГО TGIl a ii устройства для ега осущес:влечия могут быть пояснены так:-::е векторной диаграммой (ф1»Г, ") В Основу кОтО oi положена смена частоты колебаний вектора ре=- JcB Ti У»ОЩЕГа -. аПРЯжЕНИЯ. ДЛЯ СЛУЧаЯ
U . - 0,. U » О и U, Ох результ»»ру»»11»1ий век cp ."р = 0 + 6 совершает колебаTåëBBo12 движение относительно вектора
»,стсутств»»е компe«caI»I I 5 сслучае, коI-Jia U Ф О, О К Ф О, О, > О, полажение изменится и результирую-„.ий вектор
Ор будет совершать колебательнае движение относительно нектopa UI; (нектарная диаграф»а не приведена) и наступает состояние перекампенсации. Применение спиральной развертки вектора компенсирующего переменного iaпряжения
S is.), тгебует применения в каче—
ic, честве компенc;:pó.с»,его напряжения частота которого fU, » . где частота измеряема»го напряжения. При этом доц ст»»мс = значение разности частот F оп редел; TOB требуемь м быстродействием и точностью уравновешивания.
Так»»м образом,. замена информации о фазе на информацию о частоте измеряемого напряжения устраняет пропуски н реги трации момента компенсации что увеличивает быстродейстние процес— са измерения и абеспечинает нозмажнссть мсмента КОкпенсации из любОй частоты измеряемого диапазона, Ка» показывают результаты испытаний предлагаемого способа н устройстве для его осуществления на макете развертынак3щ8ГО палярнс †координатно кОмпенсатОра диапазОн частОт нзмеря
ЕМОГО НаПРЯжЕНИЯ -ePeicIÅÍIIOÃO тОКа Равен 50-20000 Рц. Техническое преимущество предлагаемых способа и устройства для его Осуществления заключается н том, что расширен:-111й частотный диапазон измеряемого сигнала позволит перейти к принципиально новому виду измерения на переменном токе — в трехмерном пространстве, т, е. измерению амплитуды,. частоты, фазы «oìïåíñàöè †онным методом. фор».ла изобретения
1. Способ регистрации момента компенсации измеряемого напряжения переменного тока, заключающийся в сраннении измеряемого напряжения одной час—
788011
Фиг. /
ВНИИПИ
Тираж 1019
Заказ 8344/52
Подписное тоты с компенсирующим напряжением, сформированным из опорного напряжения другой частоты, выделении сигнала рассогласования, усилении и ограничении по амплитуде сигнала рассогла— сОвания и ОпОрнОгО напряженияр фОр мировании и=". них последовательности импульсов, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью расщирения частотного диапазона измеряемого напряжения путем увеличения быстродействия процеcса измерения в области низких час— тот, осуществляют временную привязку последоваTåëüHoñòH импульсов сигнала рассогласования к последовательности импульсов опорного напряжения, затем производят вычитание частот результирующей серии имгульсов и упомянутой последовательности импульсов опорно"о напряжения и по сигналу разности частот судят о моменте компенсации.
2. Устройство для Осуществления способа по и. 1, содержащее блок выделения сигнала рассогласования с
ПОдключенными к ОднОму вхОду источни— ком измеряемого напряжения, а к другому выходом блока формирования компенсирующего напряжения, а к выходу последовательно соединенными усилителем-ограничителем и формирователем последовательности импульсов, последовательно соединенные второй усилитель-ограничитель и второй формирователь последовательности импульсов, вход второго усилителя-ограничите.".я филиал ППП "Патент"", г. Ужгород, ул. Проектная,4 соединен с выходом блока формирования компенсирующего напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введены два формирователя коротких импульсов по переднему Фронту, форми5 рователь коротких импульсов пс э адне— му фронту, блок вычитания частот и блок выделения тактового импульса, к входам которого подключены упо <янутые формирователи последовательности импульсов через свои введенные Формирователи коротких импульсов по переднему фронту, выход его подключен к первому входу блока вычитания астот второй вход которого соеди»е . с выходом второго формирователя последовательности импульсов через введенный формирователь коротких импульсов по заднему Фронту, а выход блска вычитания частот подключен к входу блока формирования компенсирующего напряQQ жения °
Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе
1. Алиев Т. Y.. и др, Автокомпенсационные измерительные устройства переменного тока. "Энергия", 1977, с. 126.
2. Алиев Т. М. и др. Развертывающие компенсаторы комплексных величин
"Энергия", 1969, с. 52, 3. Алиев Т. М. и др. Развертывающие компенсаторы комплексных величин.
"Энергия", 1969, с. 60.
