CS230430B1 - Zapojení pro měřeni střední hodnoty napětí libovolného průběhu s rychlou-časovou odezvou - Google Patents

Description

Vynález řeší zapojení pro měření střední hodnoty napětí libovolného průběhu s rychlou časovou odezvou měřícího systému na změnu střední hodnoty vstupního signálu s konstantní periodou, použitelné zejména v měřicí a regulační technice, kde je potřebná rychlá časová odezva měřicího systému na změnu střední hodnoty měřené v

veličiny a zároveň vysoké potlačení rušivých signálů.

V současném stavu je střední hodnota v měřicích a regulačních systémech získávána filtrací pomocí pasivních BC, nebo I»C členů případně aktivními filtry. Nevýhodou tohoto způsobu je skutečnost, že při velkých potlačeních nežádoucích harmonických signálů dochází zároveň k velkému zpomalení rychlosti odezvy filtru na změnu ve likosti střední hodnoty vstupního napětí. Proto je nutno volit kompromis mezi kvalitou filtrace a rychlostí odezvy. V regulačních smyčkách vede tento kompromis k náchylnosti k rozkmitání regulačního systému. Při použití v měřicí technice je vždy narušena dynamika měřícího procesu a výsledek měření je tedy zkreslený.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro měření střední hodnoty napětí libovolného průběhu s rychlou časovou odezvou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup indikátoru nulové hodnoty je spojen se vstupem prvního monostabilního klopného obvodu, jehož výstup je spojen se vstupem druhého monostabilního klopného obvodu Výstup druhého monostabilního klopného obvodu je spojen s nulovacím vstupem integrátoru, jehož výstup je spojen se signálovým vstupem spínače, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem prvního monostabilního klopného obvodu a výstup je spojen se vstupem paměti, jejíž výstup je výstupem zapojení. Vstup integrátoru je spojen se vstupem indikátoru nulové hodnoty a zároveň je vstupem celého zařízení.

Výhodami zapojení podle vynálezu jsou malá časová zpoždění

230 430 v_v kupního signálu za změnou střední hodnoty vstupního napětí při vysokém potlačení rušivých signálů bez nutnosti volby kompromisu mezi kvalitou potlačení rušivých signálů a dobou zpoždění výstupního napětí celého zapojení za změnou střední hodnoty vstupního napětí. Střední hodnota je dána právě integrálem a je tedy vyjádřena přesně. Zapojení je s pomocí integrovaných obvodů velmi jednoduše realizovatelné.

Nový účinek zapojení spočívá v tom, že vstupní napětí je v každé měřící periodě integrováno a výsledek integrace je na konci měření periody předán do paměti, kde je uchován po celou dobu následující měřící periody. Časové zpoždění odezvy výstupního napětí celého zapojení na změnu střední hodnoty vstupního napětí je rovno maximální době jedné měřící periody.

Příkladné provedení zapojení podle vynálezu je schematicky vyznačeno na připojených vyobrazeních, kde na obr. 1 je vyznačeno základní blokové uspořádání zapojení ..s^,indikátorem a prvním monostabilním obvodem, na obr. 2 jsou nakresleny průběhy signálů na obr. 3 jsou vyznačeny průběhy signálů pro různé charaktery průběhu vstupního napětí. Průběh signálů pro různé charaktery průběhu vstupního napětí je charakterizováno :

V

N

Ml

M2 ·········· vstupní napětí výstupní napětí indikátoru 2 nulové hodnoty výstupní napětí prvního monostabilního klopného obvodu 6 výstupní napětí druhého monostabilního klopného obvodu £ výstupní napětí integrátoru 1 výstupní napětí paměti 2 ^a zároveň výstupní napětí celého zapojení

Příklad.

Zapojení pro měření střední hodnoty napětí libovolného průběhu (obr. 1) je provedeno tak, že vstupní napětí Uy je spojeno s integračním vstupem integrátoru 1 a vstupem indikátoru 2 nulové hodnoty, jehož výstup je spojen se vstupem prvního monostabilního klopného obvodu 6, jehož výstup je spojen se vstupem dru hého monostabilního klopného obvodu £, jehož výstup je spojen s nulovacím vstupem integrátoru 1. Výstup integrátoru je spojen se signálovým vstupem spínače 2, jehož ovládací vstup je spojen

230

- 3 a výstupem prvního monostabilniho klopného obvodu 6 a výstup je spojen se vstupem paměti jejíž výstup Up je výstupem zapojení

Funkce zapojení spočívá v tom, že integrátor 1 integruje vstupní napětí Uy v době mezi průchody vstupního napětí Uy nulovou hodnotou. Okamžik průchodu Uy nulovou hodnotou je indikátorem 2 nulové hodnoty indikován a první monostabilní klopný obvod 6 v tomto okamžiku generuje impuls , který otevře spínač 2 a velikost výstupního napětí integrátoru Uj je uložena do paměti 2· Ukončením impulsu U^-, je druhým monostabilním klopným obvo dem £ generován nulovací impuls U_M?> který vynuluje integrátor 1 a cyklus se opakuje. Průběhy signálů jsou zřejmé z obr. 2 a obr. 3·

Zařazením nelineárního převodníku před zapojení podle vynálezu lze pomocí popsaného zapojení měřit nejen střední hodnotu vstupního napětí, ale i hodnotu danou průběhem nelineárního převodníku, například hodnotu efektivní v případě použití nelineárního převodníku kvadratického průběhu.

Claims (1)

1. Zapojení pro měření střední hodnoty napětí libovolného průběhu s rychlou časovou odezvou, vyznačené tím, že výstup indikátoru (5) nulové hodnoty je spojen se vstupem prvního monostabilního klopného obvodu (6), jehož výstup je spojen se vstupem druhého monostabilního klopného obvodu (4), jehož výstup je spojen s nulovacím vstupem integrátoru (1), jehož výstup je spojen se signálovým vstupem spínače (2), jehož ovládací vstup je spojen s výstupem prvního monostabilního klopného obvodu (6) a výstup je spojen se vstupem paměti (3), jejíž výstup je výstupem zapojení, přičemž vstup integrátoru (1) je spojen se vstupem indikátoru (5) nulové hodnoty a zároveň je vstupem celého zařízení.