Измеритель параметров периодического сигнала

 

Союз Совет (72) Автор изобретения

Ю. П. Мальцев (73) Заявитель

Таллинский политехнический институт (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерительным преобразователям переменного напряжения в посто янное, и может быть использовано в измерителях компонент периодического сигнала общего вида.

Известно устройство для измерения средневыпрямленного напряжения периодического сигнала, содержащее выпрямительный преобразователь, формирователи компонент выпрямленного сигнала и сумматор компонент, преобразованного (выпрямленного) сигнала, в котором для вьщеления выпрямленного напряжения использован принцип компенсации пульсаций на выходе выпрямительного преобразователя противофазным переменным напряжением (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность вследствие неидентичности форм компенсирующего напряжения и напряжений пульсаций.

Наиболее близким по технической сущнос. ти к данному изобретению является измеритель средневыпрямленного значения перио2 дического напряжения, содержащий два однополупериодных преобразователя напряжения

t в постоянное, выходы которых, соединены соответственно с сумматором входного и преобразованного сигналов и субтрактором, 5 причем выход сумматора входного и преобразованного сигналов соединен через фильтр высоких частот со входом субтрактора. В данном измерителе осуществлена компенсация суммарных переменных составляющих выпрямленного напряжения двух однополупериодных преобразователей входным напряжением, что позволяет обеспечить высокую степень компенсации пульсации вследствие идентичности форм компенсируемых напряжений (2J.

Однако у известного устройства невысокие точность и быстродействие вследствие зависимости степени компенсации пульсаций от значений коэффициентов передачи сумматора и субтрактора, при изменении которых возникает нескомпенсированная составляющая пульсаций, а также вследствие оп,ределения времени установления выходного

3 напряжения устройства значением постоянной времени цепи выделения переменной составляющей выпрямленного напряжения, которая для обеспечения малого фазового сдвига суммируемого напряжения должна быть достаточно большой. Кроме того, известное устройство не способно измерять постоянную составляющую входного сигнала..

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе параметров периодического сигнала, содержащем два однополупериодных преобразователя переменного напряжения в постоянное, сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого однополупериодного преобразователя переменного напряжения в постоянное, и субтрактор, первый вход которого является входом устройства, а второй соединен с выходом сумматора, выход второго однополупериодного преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен со вторым входом сумматора, а выход субтрактора соединен со входами обоих однополупериодных преобразователей переменного напряжения в постоянное.

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Измеритель параметров периодического сиг30 нала содержит субтрактор 1, однополупериодные преобразователи 2 и 3 переменного напряжения в постоянное и сумматор 4. Входы субтрактора 1 соединены с входом устройства и выходом сумматора 4. Входы однополупериодных преобразователей 2 и 3 переменного напряжения в постоянное соединены с выходом субтрактора 1, а выходы— со входами сумматора 4 и являются выходами измерителя. Другим выходом измерителя является выход сумматора 4.

Измеритель параметров периодического сиг. нала работает следующим образом.

При появлении на вхоце измерителя (первом входе субтрактора 1) переменного пе. риодического напряжения

3О< <1 <4 -(j0 1= uo+ u u (t), где Чо — значение постоянной составляющей входного напряжения;

Vm — амплитудное значение переменной составляющей входного на951157 4 и 3 .переменного напряжения в постоянное.

Выходные напряжения обоих однополупериодных преобразователей 2 и 3 поступают на входы сумматора 4. При реализации значений разнополярных выходных напряжений

У> и Чз однополупериодных преобразователей 2 и 3 выделенный сумматором 4 разностный сигнал 41" Kg+Q(Up Q(V)U ) ™4Мъ Ь4 пряжения; (р(т) —. произвольная нормированная периодическая функция времени.

Разность между этим напряжением и напря55 жением на другом входе субтрактора 1 (выходным напряжением сумматора 4) поступает на однополупериодные преобразователя 2 где )+(9), g (ñÐ) — коэффициенты преобразования, учитывающие принятый вид преобразования переменного напряжения в постоянное (no средлевылрямленному, среднеквадратичному или амплитудному значению); кгпв к4 — коэффициенты передачи однополупериодных преобразователей 2 и 3 переменного напряжения в постоянное соответственно; дополняет в субтракторе 1 входной сигнал таким образом, чтобы постоянная составляющая выходного сигнала субтрактора 1 была минимальной, что соответствует случаю наибольшей близости значений выходного сигнала сумматора 4 и постоянной составляющей входного сигнала. Выходные напряжения U и U однополупериодных преобразователей

2 н 3 при этом соответствуют интенсивностям полуволн входного периодического сигнала с исключенной постоянной составляюгцей., При использовании преобраэовагелей по средневыпрямленному значению (g+ (9) IJ1 = g(Q) U> )

«г принятии:к2 =кз = к равенство (1) принимает вид

Таким образом, в случае обеспечения равных коэффициентов преобразования и передачи по средневыпрямленному значению к, кз и достаточно большой величине произведения кк к4 значение выходного напряжения измерителя Ч4 с заданной степенью точности равно значению постоянной составляющей входного сигнала V0, причем изменения коэффициентов передачи субтрактора, |однополупериодных преобразователей и сум57

ВНИИПИ Заказ 5938/ g Тираж 717 Подписное

Филиал ЛПП Латенг", i. Ужгород, ул. Проскгная,4

5 9511 матора устройства мало влияют на значение напряжения V4 вследствие стабилизирующего. действия отрицательной обратной связи.

В то же время постоянная времени устройства в целом существенно меньше постоянных времени составляющих его узлов вследствие действия обратной связи. При этом выходные напряжения однополупериодных преобразователей 2 и 3 переменного напря-. жения в постоянное составляют о

I т. е. они пропорциональны соответствующим значениям интенсивности полуволн входного напряжения с исключенной постоянной составляющей. В случае использования в измерителе преобразователей переменного напряжения в постоянное другого вида, например по уровню амплитудного значения, он может 20 быть калиброван для заданной формы входного сигнала.

В случае отсутствия необходимости в передаче внешним потребителям значения постоянной составляющей входного сигнала д субтрактор 1 и сумматор 4 могут быть выполнены в виде единого блока — алгебраического сумматора.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности и быстродействия по сравнению с известными измерителями nai раметров периодического напряжения и придает измерителю способность отдельного измерения интенсивности постоянной составляющей, а также разнополярных компонентов переменной составляющей входного сигнала.

Формула изобретения

Измеритель параметров периодического сигнала, содержащий два однополупериодных преобразователя переменного напряжения в постоянное, сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого однополупериодного преобразователя переменного напряжения в постоянное, и субтрактор, первый вход которого является входом устройства, а второй соединен с выходом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, выход второго однополупериодного преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с вторым входом сумматора, а выход субтрактора соединен с входами обоих однополупериодных преобразователей переменного напряжения в постоянное.

Источники информашки, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США, Р 3553566, кл. 328 — 26, 1971.

2. Патент США, Р 3555432, кл. 328 — 26, 1971.