RU166785U1 - Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное - Google Patents
Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное Download PDFInfo
- Publication number
- RU166785U1 RU166785U1 RU2016130635/28U RU2016130635U RU166785U1 RU 166785 U1 RU166785 U1 RU 166785U1 RU 2016130635/28 U RU2016130635/28 U RU 2016130635/28U RU 2016130635 U RU2016130635 U RU 2016130635U RU 166785 U1 RU166785 U1 RU 166785U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- phase shifter
- converter
- controller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of ac into dc
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фазовый детектор, ПИ-регулятор и источник задающего сигнала, а фазосмещатель выполнен управляемым и дополнен управляющим входом, причем вход и выход управляемого фазосмещателя соединены соответственно с первым и вторым входами фазового детектора, выход которого соединен с первым входом ПИ-регулятора, второй вход которого соединен с выходом источника задающего сигнала, а выход ПИ-регулятора присоединен к управляющему входу управляемого фазосмещателя.
Description
Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для измерения переменного напряжения путем преобразования его в постоянное в широком диапазоне частот.
Известен преобразователь эффективного напряжения [Авторское свидетельство СССР №822056, МПК G01R 19/22, опубл. 15.04.1981 г.], содержащий двухполупериодный выпрямитель, квадратор, два фильтра нижних частот, амплитудный детектор, вычитающее и суммирующее устройства, причем выходом фильтра нижних частот соединен с входом амплитудного детектора и с неинвертирующим входом вычитающего устройства, а выход амплитудного детектора соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства и с одним входом суммирующего устройства, выход вычитающего устройства соединен со входом дополнительного фильтра нижних частот, выход которого соединен с другим входом суммирующего устройства, выход которого соединении с фокальным входом квадратора и является выходом устройства.
Недостатком данного преобразователя являются невысокие быстродействие и точность измерения напряжения, обусловленная наличием фильтров нижних частот в цепях прохождения сигнала постоянного тока.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное [Патент на ПМ №163230 РФ, МПК G01R 19/22, опубл. 10.07.2016 г.], содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, суммирующее устройство и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего устройства, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного преобразователя является то, что наряду с высоким быстродействием и точностью его область применения ограничивается только измерением напряжения промышленной частоты, так как фазосмешатель обеспечивает фазовый сдвиг в 90° только на этой частоте. На других частотах преобразователь не выполняет своей функции, так как его выходное напряжение будет иметь значительную переменную составляющую, соизмеримую с постоянной.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение рабочего диапазона частот преобразователя.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя, дополнительно введены фазовый детектор, ПИ-регулятор и источник задающего сигнала, а фазосмещатель выполнен управляемым и дополнен управляющим входом, причем вход и выход управляемого фазосмещателя соединены соответственно с первым и вторым входами фазового детектора, выход которого соединен с первым входом ПИ-регулятора, второй вход которого соединен с выходом источника задающего сигнала, а выход ПИ-регулятора присоединен к управляющему входу управляемого фазосмещателя.
Существенными отличиями предлагаемого преобразователя являются введение фазового детектора, ПИ-регулятора и источника задающего сигнала и выполнение фазосмещателя управляемым с управляющим входом. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - расширение рабочего диапазона частот преобразователя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 - характеристика управления управляемого фазосмещателя, на фиг. 3 - фазовая характеристика фазового детектора, на фиг. 4 - временные диаграммы напряжений uвх, u1-u4, uу и uвых.
Преобразователь (фиг. 1) содержит управляемый фазосмещатель 1, фазовый детектор 2, ПИ-регулятор 3, источник задающего сигнала 4, квадраторы 5, 6, сумматор 7 и блок извлечения квадратного корня 8.
Управляемый фазосмещатель 1 обеспечивает в соответствии с характеристикой управления (фиг. 2) сдвиг фазы Δφ синусоидального сигнала в диапазоне от 0° до 180° под действием сигнала управления Uy при единичном коэффициенте усиления в широком диапазоне частот.
Фазовый детектор 2 формирует на выходе постоянное напряжение, пропорциональное разности фаз сигналов на его входах (фиг. 3).
Преобразователь работает следующим образом. Измеряемое напряжение переменного тока uвх подается на входы управляемого фазосмещателя 1 и квадратора 5. На выходе управляемого фазосмещателя 1 в соответствии с напряжением управления Uу формируется напряжение u1, равное по амплитуде и сдвинутое по фазе Δφ относительно uвх на угол 90° в сторону отставания (фиг. 4).
На входы квадраторов 5, 6 поступают соответственно напряжения uвх и u1, одинаковые по амплитуде и сдвинутые по фазе Δφ относительно друг друга на угол 90°:
uвх=Um вхsinωt; u1=Um вхsin(ωt-90°)=-Um вхcosωt,
где Um вх - амплитуда измеряемого входного напряжения.
На выходах квадраторов 5, 6 формируются напряжения u2, u3, полученные после возведения в квадрат напряжений uвх и u1:
После суммирования напряжений u2 и u3 в сумматоре 7 и преобразований на его выходе получается постоянное напряжение u4 (фиг. 4):
После операции извлечения квадратного корня в блоке извлечения квадратного корня 8 на выходе преобразователя формируется напряжение Uвых:
В результате выходное напряжение Uвых преобразователя не содержит переменной составляющей, а его величина равна амплитуде измеряемого входного напряжения Um вх, то есть пропорционально действующему значению uвх.
Для того чтобы напряжения u2, u3 на выходах квадраторов 5, 6 находились в противофазе в широком диапазоне частот, необходимо постоянно поддерживать угол сдвига фаз Δφ между напряжениями uвх и u1 равным 90° вне зависимости от частоты измеряемого напряжения. Для этого служит управляемый фазосмещатель 1, имеющий управляющий вход, на который подается напряжение uу с выхода ПИ-регулятора 3.
На выходе фазового детектора 2 формируется напряжение uФД, пропорциональное разности фаз Δφ между напряжениями uвх и u1 и подается на первый вход ПИ-регулятора 3, который сравнивает это напряжение с напряжением задания, соответствующим поддерживаемому напряжению с выхода фазового детектора 2, подаваемому на его второй вход.
ПИ-регулятор 3 обрабатывает напряжение рассогласования между входами при нулевой статической ошибке и поддерживает на управляющем входе управляемого фазосмещателя 1 напряжение управления uу, обеспечивающее угол сдвига фаз Δφ равный 90°.
В данном случае, судя по характеристикам (фиг. 2, фиг. 3), напряжение задания Uз, поступающее на первый вход ПИ-регулятора 3 от источника задающего сигнала 4, равно напряжению 3 В, что соответствует выходному напряжению uФД фазового детектора 2 при угле сдвига фаз 90°. При этом на выходе ПИ-регулятора 3 устанавливается напряжение управления Uу, равное 4 В, обеспечивающее фазовый сдвиг Δφ сигнала управляемого фазосмещателя, равный 90°. ПИ-регулятор 3 обеспечивает максимальное быстродействие системы при перерегулировании не более 5%.
Благодаря применению системы автоматического регулирования по отклонению разности фаз угол сдвига фаз Δφ между напряжениями uвх и u1 поддерживается неизменным во всем рабочем диапазоне частот входного напряжения и равным 90°, а выходное постоянное напряжение uвых преобразователя не содержит переменной составляющей.
При практической реализации предлагаемого преобразователя в качестве управляемого фазосмещателя 1 можно использовать известные схемы (Авторское свидетельство РФ №1667222, МПК Н03Н 11/20, опубл. 30.07.1991 г.; Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. - М.: Радио и связь, 1982, с. 107, рис. 6.13). Фазовый детектор 2 может быть выполнен по одной из схем (Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 2003, с. 80, рис. 9.52; Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. - М.: Радио и связь, 1982, с. 82, рис. 5.9). ПИ-регулятор 3 выполняется по стандартной схеме на операционном усилителе. При построении квадраторов 5, 6 можно использовать перемножители сигналов на микросхеме К525ПС3, объединив при этом ее информационные входы х и у. Сумматор 7 представляет собой обычный сумматор на операционном усилителе. В качестве блока извлечения квадратного корня 8 можно использовать схему на операционном усилителе, включив квадратор в цепь его отрицательной обратной связи.
Таким образом, за счет применения в предлагаемой полезной модели управляемого фазосмещателя, фазового детектора и ПИ-регулятора обеспечивается расширение рабочего диапазона частот преобразователя.
Claims (1)
- Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фазовый детектор, ПИ-регулятор и источник задающего сигнала, а фазосмещатель выполнен управляемым и дополнен управляющим входом, причем вход и выход управляемого фазосмещателя соединены соответственно с первым и вторым входами фазового детектора, выход которого соединен с первым входом ПИ-регулятора, второй вход которого соединен с выходом источника задающего сигнала, а выход ПИ-регулятора присоединен к управляющему входу управляемого фазосмещателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130635/28U RU166785U1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130635/28U RU166785U1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU166785U1 true RU166785U1 (ru) | 2016-12-10 |
Family
ID=57793060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016130635/28U RU166785U1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU166785U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195861U1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-02-07 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного тока в постоянный |
RU206669U1 (ru) * | 2021-04-09 | 2021-09-21 | Евгений Борисович Колесников | Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения |
RU211821U1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-06-23 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130635/28U patent/RU166785U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195861U1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-02-07 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного тока в постоянный |
RU206669U1 (ru) * | 2021-04-09 | 2021-09-21 | Евгений Борисович Колесников | Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения |
RU211821U1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-06-23 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU212274U1 (ru) * | 2022-04-19 | 2022-07-13 | Евгений Борисович Колесников | Фазочувствительный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU222350U1 (ru) * | 2023-10-18 | 2023-12-21 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU2817561C1 (ru) * | 2023-10-25 | 2024-04-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Способ измерения характеристик направленности излучающей гидроакустической антенны |
RU226073U1 (ru) * | 2024-03-01 | 2024-05-21 | Евгений Борисович Колесников | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2506692C1 (ru) | Управляемый генератор | |
Zhmud et al. | Modern problems of high-precision measurements of the phase differences | |
RU166785U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
WO2016176803A1 (zh) | 一种自动控制光调制器的偏置电压的方法及装置 | |
RU168373U1 (ru) | Устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения | |
RU167006U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU168700U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU168459U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU196044U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU168431U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU163965U1 (ru) | Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения | |
JP6774848B2 (ja) | インピーダンス測定装置 | |
RU2644612C1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU169439U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
US20190154742A1 (en) | Phase analysis circuit | |
RU206669U1 (ru) | Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения | |
RU163230U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU163765U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU226073U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
KR20140052152A (ko) | Lpn 필터를 이용한 전력계통의 위상추종 시스템 | |
RU187663U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU206074U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU205068U1 (ru) | Устройство сдвига фазы на 90 градусов | |
RU208079U1 (ru) | Управляемый фазовращатель | |
RU205166U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200726 |