Измеритель эффективного значения напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<111970243 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 291280 (21) 3226811/18-21 с присоединением заявки №

Р М К„з

G R 19/02

Государственный комитет

ССС P но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(ЯЗ) УДК 621 ° 317. .7 (088.8) Опубликовано 301082, Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30,1Ц82

В.Т. Белан, Г.А. Безымянный, Е.М. Снежно

Днепропетровский ордена Трудового Красно государственный университет им. 300-лети е. Й. %имЩУМ

° атйтнаТЕХИИ ИКМАЕ (72) Авторы изобретения

3a gyy (71) Заявитель

Украины с Россией (54) ИЭМЕРИТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к изме рителям эффективного значения переменного напряжения различной формы, и может .быть использовано в составе измерительных комплексов и автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Известно устройство для измерения действующего значения напряжения, содержащее усилитель с регулируемык коэффициентом передачи и управляющий им компаратор, сравнивающий входное напряжение с напряжением источника постоянного тока (1).

Недостатками устройства являются сложность измерения сигналов перемфнной частоты, низкое быстродействие и точность. аиболее близким к предлагаемому .является:измеритель эффективного значения напряжения, содержащий масштабный усилитель, последовательно соединенный с квадратором, ключами и интегратором.

В течение одного периода на вход интегратора поступает напряжение, пропорциональное квадрату входного напряжения, в течение второго перирда — напряжение обратного знака, пропорциональное квадрату выходного напряжения (21.

5 К недостаткам измерителя относятся недостаточное быстродействие, поскольку время измерения значительно больше одного периода, и низкая точность, ограниченная точностью

f0 квадратора в заданном динамическом диапазоне.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения эффективного значения напряжения переменной часТоты в течение одного периода..

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель эффективного значения напряжения, содержащий входной блок, включающий масштабный усилитель, последовательно соединенный с квадратором и интегратором, дополнительно введены. аналогичные входные блоки по числу диапазонов измерения, выходы которых подключены к соответствующим входам мультиплексора и управляющего им блока выбора диапазона, последовательно соединенные блок. нормировки, подключенный к выходу мультиплексора, блок извлечения корня и устройство выборки-эа970243 поминания, блок временных интервалов, вход которого соединен с входами масштабных усилителей, а выход— с управляющими входами интеграторов входных блоков, управляющим входом устройства выборки-запоминания и через введенные генератор и счетчик с управляющим входом блока нормиров ки.

На чертеже представлена:структурная схема предлагаемого измерителя.

Устройство содержит масштабные усилители 1, квадраторы 2, интеграторы 3, мультиплексор 4, блок 5 выбора диапазона, блок 6 временных интервалов, генератор 7, счетчик 8, блок 9 нормировки, блок 10 извлечения корня, устройство 11. выборкизапоминания .

Измеритель эффективного значения напряжения работает следующим образом.

Входной сигнал U переменной частоты и формы поступает íà N параллельных каналов, образованных входными блоками, Каждый входной блок включает масштабный усилитель 1, квадратор 2, интегратор 3. Коэффициенты передачи усилителей 1 выбраны таким образом, чтобы был перекрыт весь .динамический диапазон входного сигнала, а выходной сигнал в рабочем диапазоне соответствовал допустимому входному сигналу квадраторов 2.

Все квадраторы 2 и интеграторы 3 имеют одинаковые области допустимых входных сигналов. Диапазон этих областей определяется допустимой погрешностью преобразования и может быть выбран достаточно узким. Сигналы с интеграторов 3 поступают на мультиплексор 4, а также блок 5 выбора диапазона. Если выходной сигнал интегратора 3 канала, начиная с наименьшего диапазона, превышает определенную величину, то подключается следующий канал и т.д. В конце периода к мультиплексору 4 будет . подключен канал, выходной сигнал которого ниже допустимого значения.

Из блока 5 поступает информация о номере подключенного канала или о перегрузке устройства. Для сброса измерителя в исходное состояние и при завершении отдельного измерения в (блоке 6 временных интервалов вырабатываются сигналы начала и конца периода (полупериода — для симметричного напряжения).,С генератора 7 импульсы поступают на счетчик 8.

В конце периода число импульсов в счетчике 8 пропорционально его длительности. Частота генератора 7 и разрядность счетчика 8 определяются диапазоном частот входного сигнала и точностью преобразования. лом окончания измерения от блока 6 временных интервалов.

10 Введение в измеритель блока 9 нормировки и цифрового измерителя длительности периода, содержащего генератор 7 и счетчик 8, включенного после интеграторов 3, позволяет производить измерения эффективного значения напряжения переменной частоты в течение одного периода при несимметричном напряжении и в течение одного полупериода - при симметричном напряжении.

Введение в измеритель блока 5 выбора диапазона, включенного после интеграторов 3 и подающего сигнал на управляющий вход мультиплексора

4, позволяет расширить динамический диапазон и повысить точность измерения, не усложняя нелинейные функ- циональные блоки возведения в квадрат и извлечения квадратного корня.

Разработанный измеритель эффективного значения напряжения переменной частоты может быть использован при создании измерительных комплексов.и автоматизированных систем управления технологическими

35 процессами, что позволит улучшить

Качество измерения. рами использование предлагаемого

40 измерителя эффективного значения переменного напряжения позволит производить замеры напряжения с большим выигрышем во времени (быстродействие измерителя увеличено более., чем на порядок) и с большей точностью (точность измерения 0,1%).

Формула изобретения

Этот код поступает на блок 9 нормировки. Сигнал на выходе блока 9 нормировки пропорционален частному от деления входного сигнала на число, записанное в счетчике 8. Эатем сигнал поступает на блок 10 извлечения корня и блок 11 выборки-запоминания, который стробируется сигна

° .

По сравнению с известными прибоИзмеритель.эффективного значения напряжения, содержащий входной блок, включающий масштабный усилитель, последовательно соединенный с квадратором и интегратором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него дополнительно введены аналогичные входные блоки по числу диапазонов измерения, выходы которых подключены к соответствующим входам мультиплексора и управляющего им блока выбора диапазона, последовательно соединенные блок нормировки, подключенный к выходу мультиплексора, блок извлечения кор970243

Составитель О. Глухарев

Редактор М. Янович Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар

Заказ 8380/54 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 йя и устройство выборки-запоминания, блок временных интервалов, вход которого соединен с входами масштабных усилителей, а выход — с управляющими входами интеграторов входных блоков, управляющим входом устройства выборки-запоминания и через введенные генератор и счетчик с управляющим входом блока нормировки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартяшин А.И., Шахов Э.K., флян4 ин В.М. Преобразователи электрических параметров для измерительных приборов и систем. М., Энергия, 1976, с. 166.

2. Электронная техника в автоматике. Сборник. И., 1976, вып.8, с. 228.