Способ измерения среднеквадратического значения напряжения

Способ измерения среднеквадратического значения напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах напряжения произвольной формы. Цель изобретения повышение точности измерения напряжения с постоянной составляющей. Согласно способу последовательно масштабируют, квадрируюти усредняют опорное напряжение Uo, измеряемое и нулевое напряжения и по полученным резутатам вычисляют среднеквадратическое значениеь Предварительное суммирование упомянутых квадрируемых напряжений с корректирующим напряжением U«, которое формируют в несколько тактов, в каждом из которых регулируют UK, последовательно масштабируют, суммируют с UK и квадрируют опорные напряжения U0 и -Uo, а заканчивают формирование UK при установлении равенства результатов квадрирования, устраняют линейное пролезание квадрируемых сигналов . 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБЛик (si)s G 01 R 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

« -Яка р

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702951/21 (22) 08.06.89 (46) 15.12,91. Бюл. № 46 (71) Кишиневский политехнический институт им. С.Лазо (72) Ф.И.Жуганарь и В.В.Кийсвик (53) 621.317.322(088,8) ((56) Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М.: Советское радио, 1977, с. 112.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1075175, кл. G 01 R 19/02, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах напряжения произвольной формы. Цель изобретения — .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах напряжения произвольной

Формы со встроенным вычислительным блоком, Цель изобретения — повышение точности измерения напряжения с постоянной составляющей.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый ключи 1,2,3 и 4 входы которых соединены соответственно с входом устройства, с выходом первого источника 5 опорного напряжения, с выходом второго источника 6 опорного напряжения и с общей шиной, выходы ключей 1,2,3 и 4 объединены и соединены через последова<» Ы 1698806 А1 повышение точности измерения напряжения с постоянной составляющей. Согласно способу последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют опорное напряжение Uo, измеряемое и нулевое напряжения и по полученным резутатам вычисляют среднеквадратическое значение Предварительное суммирование упомянутых квадрируемых напряжений с корректирующим напряжением U», которое формируют в несколько тактов, в каждом из которых регулируют О», последовательно масштабируют, суммируют с 0» и квадрируют опорные напряжения Uo и -Uo, а заканчивают формирование 0» при установлении равенства результатов квадрирования, устраняют линейное "пролезание" квадрируемых сигналов. 1 ил. тельно включенные масштабирующий блок

7, квадратор 8, усредняющий блок 9, пятый ключ 10, блок 11 преобразования, вычислительный блок 12 с входом отсчетного блока

13. Выход блока 12 соединен также с входом отсчетного блока 14 управления, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключей 1,2,3 и 4 с управляющим входом источника 15 корректирующего напряжения и с управляющими входами пятого и шестого ключей 10 и 16. Выход источника 15 соединен с вторым входом квадратора 8, Вход ключа 16 соединен с выходом квадратора 8, а выход - с выходом пятого ключа 10.

Способ осуществляют следующим образом.

1698806

Кл

2К, (5) В зависимости от величины и знака раз- 45 ности (4) посредством блока 14 управления и источника 15 производится изменение корректирующего напряжения О» в сторону уменьшения абсолютной величины разности (4). Процесс масштабирования и квадри- 50 рования опорных напряжений, изменения величины корректирующего напряжения повторяется. Изменение величины U» производится па определенному алгоритму(например, последовательного приближения, 55 поразрядного уравновешивания). При некотором j-м повторении величины В1 и В2) сравняются и обеспечится выполнение равенства (5), Достигнутое значение корректиВ первом такте ключ 2 и ключ 16 замыкаются, На вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение Uo источника 5, Выходное напря>кение масштабирующего блока 7 равно 5

U = Км Uo+ ем, (1) где Км eM — коэффициент передачи и напряжение смещения блока.7, Выходное напряжение квадратора 8 с учетом корректирующего напряжения 0» управляемого источника 15 рав- 10 но в1 = К, (к.0. + 8M+ 0») + к. (к. 0. + 8M+ г

+U,)+ ек (2) где К,,К,ек — коэффициенты передачи для квадратичной составляющей, линейной со- 15 ставляющей и напряжение смешения квадратора 8. Напряжение В поступает на вход блока 11, где преобразуется в форму, необходимую для дальнейшей вычислительной обработки и запоминается в вычислитель- 20 ном блоке 12.

Во втором такте ключ 2 размыкается, ключ 3 замыкается и на вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение Uo источника 6, равное по величине, на 25 противоположное по знаку напряжению источника 5. При этом выходное напряжение квадратора 8 равно

B2i = Ê, (-К.0. + ем + а) + К. (-К.0. + ем

+ 0») +ек (3) 30

Далее это напряжение преобразуется и запоминается, В вычислительном блоке 12 величины В1; и В2 сравниваются, С учетом выражений (2) и (3)

2Ап - p2i = 2Км0ор (2Кк(ем + 0») + Kn) (4) 35

Выражение (4) отражает специфическую погрешность, вызванную наличиеM в выходном сигнале квадратора паразитных членов, линейно зависимых от Uo. Для ее устранения необходимо выполнение равен- 40 ства рующего напряжения запоминается и хранится, В третьем такте ключ 3 и ключ 16 размыкаются, ключ 2 и ключ 10 замыкаются, На вход масштабирующего блока 7 поступает ( опорное напряжение Uo источника 5. Выходное напряжение усредняющего блока 9 по окончании интервала времени Т усреднения с учетом выражений (2) и (5) равно

А1 =.1 9 (" 4) Ky(Kk(K м0 o+8 м+ U к+28м0к)+ гт

+Кл(ем+ Ui)+ е ) dt+ ey, (6) где Ky ey — коэффициент передачи и напряжение смещения усредняющего блока 9;

9() — импульсная характеристика (весовая функция) усредняющего блока 9. Значение А1 запоминается.

В четвертом такте ключ 3 размыкается, ключ 1 замыкается. На вход масштабирующего блока 7 поступает измеряемое напряжение .U. Выходное напряжение усредняющего блока 9 по окончании интервала времени усреднения равно

А2=Х 9(Т-т) Ку(К»(К м0+е м+О к+2ем0»)+Кл(ем+

+0к) + ек) d<+ ey . (7)

Значение Аз запоминается.

В пятом такте ключ 1 размыкается, ключ

4 замыкается. Вход масштабирующего блока 7 подключается к общей шине. Выходное напряжение усредняющего блока 9 по окончании интервала времени усреднения равно

Аз =) 9 (Т-t) Ку(К»(8„0» + 2ем0»)+

+ К,(ем+ 0к)+ ек) dt+ ey. (8)

Значение Аз запоминается, в блоке 12 производится вычисление по формуле

В случае достаточного подавления пульсаций напряжений усредняющим блоком выполняется равенство

) 9 (T-t) 0 dt = U ) 9 (T-t) dt . .(10)

Из выражений (6) — (10) следует, что ucl

UÄ,=U./ó 9(т — 1)+Clt г,2 ) 9(Т tiL69t

Таким образом, за счет применения автоматической подстройки корректирующего напряжения 0к, суммирующего с квадрируемыми напряжениями, удалось устранить влияние напряжения смещения масштабирующего блока и погрешности квадратора, связанной с линейным "проле1698806

1(А2 — Аз

0скз = Uo(А А — Аз

Составител ь С. P ыбин

Редактор Ю.Середа Техред М,Моргентал Корректор Э.Слиган

Заказ 4393 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 занием" квадрируемых сигналов. Вследствие этого точность измерения сигналов с постоянной составляющей существенно повышается, Формула изобретения

Способ измерения среднеквадратического значения напряжения, заключающийся в том, что последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют первое опорное напряжение Up, измеряемое напряжение и нулевое напряжение и запоминают полученные результаты усреднения А1, Az, Аз соответственно, вычисляют среднеквадратическое напряжение по формуле, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности измерения напряжения с постоянной составляющей, формируют второе опорное напряжение, равное по величине и противоположное по знаку первому опорному напряжению, каждое из упомянутых квадрируемых напряжений предварительно суммируют с корректирующим напряжением постоянного тока, которое

5 формируют в несколько тактов, в каждом из которых регулируют величину корректирующего напряжения, последовательно масштабируют, суммируют с корректирующим напряжением и квадрируют первое и второе

10 опорные напряжения, сравнивают полученные в этом такте результаты квадрирования, заканчивают формирование корректирующего напряжения при установлении равенства указанных результатов квадрирования, а

15 среднеквадратическое значение напряжения

О к вычисляют по формуле