RU2143120C1 - Способ и устройство для измерения напряжения - Google Patents
Способ и устройство для измерения напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143120C1 RU2143120C1 RU94046440A RU94046440A RU2143120C1 RU 2143120 C1 RU2143120 C1 RU 2143120C1 RU 94046440 A RU94046440 A RU 94046440A RU 94046440 A RU94046440 A RU 94046440A RU 2143120 C1 RU2143120 C1 RU 2143120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- computing device
- values
- functions
- resistors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/04—Voltage dividers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы для измерения напряжения. Техническим результатом является повышение точности. Способ основан на делении напряжения с использованием резисторов и определении искомого напряжения расчетным путем. Устройство содержит резисторы, измеритель напряжения и вычислительное устройство. 2 с. и 17 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится в общем к способам измерения напряжения, а в частности к способам измерения напряжения, используемым в электронных ваттметрах.
Для электронных ваттметров часто бывает необходимо иметь возможность точного измерения напряжения, имеющего большую амплитуду или по меньшей мере большое среднее или среднеквадратичное значение. Одним из способов измерения является деление напряжения с помощью резистивного делителя напряжения до таких величин, которые можно измерить обычным измеряющим напряжение устройством, таким как аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Между тем, точность измерения, полученного с помощью обычного способа, по патенту США N 3519931, ограничивается неточностью величин сопротивлений делителя напряжения. Точность величин сопротивления снижается рядом причин, включающим в себя как температурные эффекты, так и влияние перенапряжений. Более того, начальная точность величин сопротивлений может быть меньше необходимой.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа точного измерения неизвестного напряжения с помощью цепочки делителя, величины компонентов которого не известны с большой точностью.
Настоящее изобретение относится к способам измерения неизвестного напряжения (V1N) с помощью цепи делителя напряжения таким образом, что неточность величин сопротивлений (например, вызванная колебаниями температуры) не влияет на измерение. Соответствующие настоящему изобретению способы включают в себя этапы деления неизвестного напряжения на по меньшей мере три частичных напряжения, измерения частичных напряжений и вычисления неизвестного напряжения на основе частичных напряжений.
В предпочтительном варианте осуществления.
Способ измерения напряжения включает деление напряжения с использованием резисторов, измерение напряжения на резисторах и определение искомого напряжения расчетным путем с использованием измеренных значений, напряжение делят на три частных напряжения, причем величину первого напряжения измеряют на втором резисторе, величину второго напряжения измеряют на третьем резисторе, а величину третьего напряжения измеряют на параллельной комбинации второго и третьего резисторов, при этом искомое напряжение вычисляют по формуле
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03)+(V02 • V03)-(V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)};
где K1, K2, K3 - функции переменных V01, V02, V03,
функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием следующих уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01);
функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2,
K2 = R3/R1 + R3,
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
где R1, R2, R3 сопротивления первого, второго и третьего резисторов;
величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза;
величины V01, V02, V03 измеряют в любой последовательности;
вычисляют средние значения функций K1, K2, K3;
величины V01, V02, V03 измеряют при частоте 2,4 кГц;
отфильтровывают низкие частоты для функций K1, K2, K3;
величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза, а функции K1, K2, K3 вычисляют по уравнениям
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02);
Устройство для измерения напряжения содержит три делителя напряжения на резисторах, измеритель напряжения, предназначенный для измерения первого, второго и третьего напряжения на резисторах и вычислительное устройство для вычисления напряжения на основе указанных напряжений, вычислительное устройство предназначено для вычисления напряжения на основе измерения третьего напряжения на параллельной комбинации второго и третьего резисторов по формуле
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по крайней мере одного из следующих уравнений
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02);
вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений;
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01);
вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2,
K2 = R3/R1 + R3,
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок величин V01, V03, V03 в течение множества циклов измерения напряжения;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для изменения порядка в последовательности измерения выборок V01, V02, V03;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для вычисления средних значений величин K1, K2 и K3;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для получения выборок V01, V02, V03 при частоте 2,4 кГц;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для чередования выборок;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для низкочастотной фильтрации величин K1, K2, K3;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок V01, V02, V03 в течение множества циклов измерения напряжения и для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием следующих уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03),
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03),
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02),
а также для отделения низких частот при измерении величин K1, K2, K3,
Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему делителя напряжения.
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03)+(V02 • V03)-(V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)};
где K1, K2, K3 - функции переменных V01, V02, V03,
функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием следующих уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01);
функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2,
K2 = R3/R1 + R3,
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
где R1, R2, R3 сопротивления первого, второго и третьего резисторов;
величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза;
величины V01, V02, V03 измеряют в любой последовательности;
вычисляют средние значения функций K1, K2, K3;
величины V01, V02, V03 измеряют при частоте 2,4 кГц;
отфильтровывают низкие частоты для функций K1, K2, K3;
величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза, а функции K1, K2, K3 вычисляют по уравнениям
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02);
Устройство для измерения напряжения содержит три делителя напряжения на резисторах, измеритель напряжения, предназначенный для измерения первого, второго и третьего напряжения на резисторах и вычислительное устройство для вычисления напряжения на основе указанных напряжений, вычислительное устройство предназначено для вычисления напряжения на основе измерения третьего напряжения на параллельной комбинации второго и третьего резисторов по формуле
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по крайней мере одного из следующих уравнений
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02);
вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений;
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01);
вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2,
K2 = R3/R1 + R3,
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок величин V01, V03, V03 в течение множества циклов измерения напряжения;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для изменения порядка в последовательности измерения выборок V01, V02, V03;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для вычисления средних значений величин K1, K2 и K3;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для получения выборок V01, V02, V03 при частоте 2,4 кГц;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для чередования выборок;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для низкочастотной фильтрации величин K1, K2, K3;
вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок V01, V02, V03 в течение множества циклов измерения напряжения и для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием следующих уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03),
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03),
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02),
а также для отделения низких частот при измерении величин K1, K2, K3,
Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему делителя напряжения.
Фиг. 2 представляет собой блок-схему соответствующего настоящему изобретению ваттметра.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Как хорошо известно, систему из N совместных уравнений с N неизвестными можно решить для каждого из N неизвестных. Настоящее изобретение использует это для измерения напряжения на делителе напряжения.
Как хорошо известно, систему из N совместных уравнений с N неизвестными можно решить для каждого из N неизвестных. Настоящее изобретение использует это для измерения напряжения на делителе напряжения.
На фиг. 1 показана цепь резистивного делителя напряжения 10, содержащая переключатели S1, S2 и резисторы R1, R2 и R3. Переключатели S1, S2 в целях дальнейшего рассуждения можно считать идеальными. Выходное напряжение V01 может быть вычислено с помощью следующих трех уравнений, которые соответствуют трем состояниям делителя напряжения (как будет объяснено ниже, условие одновременного размыкания переключателей S1 и S2 не рассматривается):
условие 1: S1 замкнут
(1) V01 = V1N • R2 / (R1 + R2);
условие 2: S2 замкнут
(2) V02 = V1N • R3 / (R1 + R3);
условие 3: S1 замкнут и S2 замкнут
(3) V03 = V1N • R2R3 / (R1 + R2R3 = V1N • R2 • R3 / (R1 • R2 + R1 • R3 + R2 • R3)
Обычный способ измерения неизвестного напряжения на делителе напряжения использует условие 1. Выходное напряжение V01 измеряется в величинах резисторов R1 и R2, считающихся известными константами. Неизвестное напряжение V1N в этом случае вычисляется с помощью уравнения (1). Этот способ особенно хорош тогда, когда неизвестное напряжение ожидается очень большим. Соотношение между V1N и измеренным напряжением V01 удовлетворительно только в том случае, если величины R1 и R2 известны с необходимой точностью.
условие 1: S1 замкнут
(1) V01 = V1N • R2 / (R1 + R2);
условие 2: S2 замкнут
(2) V02 = V1N • R3 / (R1 + R3);
условие 3: S1 замкнут и S2 замкнут
(3) V03 = V1N • R2R3 / (R1 + R2R3 = V1N • R2 • R3 / (R1 • R2 + R1 • R3 + R2 • R3)
Обычный способ измерения неизвестного напряжения на делителе напряжения использует условие 1. Выходное напряжение V01 измеряется в величинах резисторов R1 и R2, считающихся известными константами. Неизвестное напряжение V1N в этом случае вычисляется с помощью уравнения (1). Этот способ особенно хорош тогда, когда неизвестное напряжение ожидается очень большим. Соотношение между V1N и измеренным напряжением V01 удовлетворительно только в том случае, если величины R1 и R2 известны с необходимой точностью.
Настоящее изобретение исключает необходимость точно знать величины сопротивлений. В соответствии с изобретением, с помощью измерения выходного напряжения V01 для каждого из трех перечисленных выше условий можно получить систему из трех совместных уравнений. Это возможно, если сначала, замкнув переключатель S1, измерить выходное напряжение V01, затем, разомкнув переключатель S1 и замкнув переключатель S2, измерить V02 и, наконец, замкнув оба переключателя S1 и S2, измерить V03. Заметьте, что для получения системы и в самом деле совместных уравнений необходимо, чтобы неизвестные V1N, R1, R2 и R3 в течение измерений трех выходных напряжений были постоянны. Для резисторов предположение вполне допустимо, поскольку постоянная времени изменения величины сопротивления достаточно велика по сравнению со временем измерения. Если напряжение V1N представляет собой сигнал переменного тока и поэтому его мгновенное значение не постоянно, тем не менее, в течение времени, необходимого для измерения трех выходных напряжений, можно считать постоянным его среднеквадратичное или среднее значение. Рассмотрим справедливость данного предположения.
Поскольку главной целью является определение величины V1N независимо от величин трех резисторов, то систему уравнений нужно решать, чтобы найти три коэффициента, описывающие связи между входным напряжением V1N и тремя выходными напряжениями V01, V02 и V03.
Во-первых, уравнения (1) и (2) можно преобразовать, чтобы выразить R2 и R3 в виде функций R1, V01, V02 и V1N:
(4) R2 = R1 • V01 / (V1N - V01)
(5) R3 = R1 • V02 / (V1N - V02).
(4) R2 = R1 • V01 / (V1N - V01)
(5) R3 = R1 • V02 / (V1N - V02).
Во-вторых, уравнение (3) можно преобразовать, чтобы выразить V1N в виде функции V03, R1, R2 и R3:
(6) V1N = V03 • (R1 / R3 + R1 / R2 + 1).
(6) V1N = V03 • (R1 / R3 + R1 / R2 + 1).
Затем, уравнения (4) и (5) можно подставить в уравнение (6), чтобы выразить V1N в виде функции V01, V02 и V03:
(7) V1N = V01 • V02 • V03 / [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)].
(7) V1N = V01 • V02 • V03 / [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)].
Поставленная цель в некоторой степени достигнута, поскольку получено соотношение для V1N, которое как не зависит от величин сопротивлений, так и является функцией напряжений, которые можно точно измерить. Однако интересно знать соотношение между входным напряжением и каждым из соответствующих выходных напряжений для применения электронного ваттметра там, где необходимо постоянно знать уровень входного напряжения. При таком определении эти соотношения для V01, V02 и V03 называются соответственно K1, K2 и K3.
K1, K2 и K3 определяются следующими уравнениями:
V1N = K1 • V01;
V1N = K2 • V02;
V1N = K3 • V03.
V1N = K1 • V01;
V1N = K2 • V02;
V1N = K3 • V03.
Из уравнения (1) следует, что K1 является функцией R1 и R2.
(8) K1 = R2 / (R1 + R2).
С помощью подстановки уравнений (4) и (7) в уравнение (8) K1 можно преобразовать в функцию V01, V02 и V03:
(9) K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V02 • V03).
(9) K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V02 • V03).
Аналогично, K2 и K3 тоже можно выразить в виде функций V01, V02 и V03:
(10) K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V01 • V03);
(11) K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V01 • V02).
(10) K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V01 • V03);
(11) K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)] / (V01 • V02).
Поскольку ожидается, что величины R1, R2 и R3 изменяются медленно, то следует ожидать, что величины K1, K2 и K3 также будут изменяться медленно. Настоящее изобретение использует это, чтобы сводить к минимуму любые проблемы, связанные с изменением среднеквадратичного или среднего напряжения. В соответствии с настоящим изобретением среднеквадратичное или среднее выходное напряжение измеряется в течение одного периода линейного напряжения для каждого условия, то есть для решения одной системы уравнений потребуется три периода линейного напряжения. K1, K2 и K3 вычисляются постоянно в каждый третий период линейного напряжения. Кроме того, K1, K2 и K3 усредняются за множество периодов, чтобы свести к минимуму эффект случайных вариаций входного напряжения V1N. Более того, последовательность, в которой используются три указанные условия, изменяется, чтобы свести к минимуму влияние систематических изменений входного напряжения.
На фиг. 2 показана блок-схема ваттметра, использующая изложенные выше идеи настоящего изобретения. Этот ваттметр, кратко описанный ниже, представляет собой предпочтительную сферу применения настоящего изобретения. Дальнейшие сведения об этом ваттметре можно найти в патенте США, прилагаемом к делу по настоящей заявке под номером ABB-008.
Представленный на фиг. 2 ваттметр включает в себя три цепи резистивных делителей напряжения 10A, 10B и 10C типа, описанного выше со ссылками на фиг. 1; интегральную микросхему 12 аналого-цифрового преобразователя и процессора цифрового сигнала АЦП и ЦП); микроконтроллер 14 (например, модель 50428 фирмы Mitsubishi); три сенсора тока 16A, 16B и 16C, переключаемый источник питания 18 на 12 В, способный принимать входные напряжения от 96 до 528 В; линейный источник питания 20 на 5 В; энергонезависимый источник питания 22, который переключается на батарею 24, если не работает источник питания 20 (это особенно полезно для ваттметра, отслеживающего реальное время суток); эталон 26 прецизионного напряжения 2,5 В; жидкокристаллический индикатор 28; генератор с частотой 32,768 кГц (который может использоваться для счета времени при исчезновении питания или отказа линии 120 Гц микроконтроллера 14); генератор 32 с частотой 6,2208 МГц, обеспечивающий тактовые сигналы для аналого-цифровых преобразователей микросхемы 12 (не показаны), сигнал которого делится на 1,5 для получения тактового сигнала 4,1472 МГц для микроконтроллера 14; электрически стираемое программируемое ПЗУ 34 на 2 килобайта, способное хранить данные идентификации типа ваттметра, которые могут загружаться блоком 12; линию последовательной связи 35; разъем 36 для подключения дополнительных устройств; и порт оптической связи 38, который может использоваться для считывания показаний ваттметра.
Линия с маркировкой "PFAIL (A)" используется для подачи сигналов на микроконтроллер 14, означающих отказ питания и наличие или отсутствие напряжения фазы A. Линия "PHASE B" используется для подачи сигналов, означающих наличие напряжения фазы B. Линия "120 kHz (C)" используется для подачи сигналов, означающих наличие напряжения фазы C, и сигнала с частотой 120 Гц (двукратной линейной частотой 60 Гц), используемой микроконтроллером 14 для хронирования. (Фаза A, фаза B и фаза C представляют собой три напряжения, вырабатываемые в трехфазной системе питания). Линии "WHR DEL2" и "WHR REC" подают сигналы, означающие, соответственно, вырабатываемые и потребляемые ватт•часы, а линии "VARHR DEL" и "VARHR REC", соответственно, вырабатываемую и потребляемую кажущуюся мощность. Линия "4.1472 МГц" подает на микроконтроллер тактовый сигнал.
Объем настоящего изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения, не ограничивается конкретными описанными выше вариантами осуществления. Например, цепи делителей напряжения 10A, 10B и 10C могут находиться в блоке АЦП и ЦП 12. Это должно уменьшить количество деталей, но потребовать, чтобы ток делителя протекал через микросхему, что может оказаться нежелательным. Делители показаны вне блока 12, что требует двух внешних линий возбуждения на фазу (по одной на каждый из переключателей S1 и S2) и шести дополнительных выводов блока 12. Кроме того, следует заметить, что, если делители напряжения 10A, 10B и 10C находятся внутри блока 12, а оба переключателя одновременно разомкнуты, то выходное напряжение V1 (V1N) может оказаться достаточно большим, чтобы повредить микросхему. И, наконец, настоящее изобретение не ограничено использованием резистивного делителя напряжения, так что могут использоваться другие типы делителей напряжения и даже делители тока.
Claims (19)
1. Способ измерения напряжения, включающий деление напряжения с использованием резисторов, измерение напряжения на резисторах и определение искомого напряжения расчетным путем с использованием измеренных значений, отличающийся тем, что напряжение делят на три частных напряжения, причем величину первого напряжения измеряют на втором резисторе, величину второго напряжения - на третьем резисторе, а величину третьего напряжения - на параллельной комбинации второго и третьего резисторов, при этом искомое напряжение вычисляют по формуле
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение;
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений:
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где K1, K2, K3 - функции переменных V01, V02, V03.
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение;
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений:
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где K1, K2, K3 - функции переменных V01, V02, V03.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием следующих уравнений:
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01).
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что функции K1, K2, K3 вычисляют с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2;
K2 = R3/R1 + R3;
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
где R1, R2, R3 - сопротивления первого, второго и третьего резисторов.
K1 = R2/R1 + R2;
K2 = R3/R1 + R3;
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3),
где R1, R2, R3 - сопротивления первого, второго и третьего резисторов.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что величины V01, V02, V03 измеряют в любой последовательности.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что вычисляют средние значения функций K1, K2, K3.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что величины V01, V02, V03 измеряют при частоте 2,4 кГц.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что отфильтровывают низкие частоты для функций K1, K2, K3.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что величины V01, V02, V03 измеряют более одного раза, а функции K1, K2, K3 вычисляют по уравнениям
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02).
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02).
10. Устройство для измерения напряжения, содержащее три делителя напряжения на резисторах, измеритель напряжения, предназначенный для измерения первого, второго и третьего напряжения на резисторах, и вычислительное устройство для вычисления напряжения на основе указанных напряжений, отличающееся тем, что вычислительное устройство предназначено для вычисления напряжения на основе измерения третьего напряжения на параллельной комбинации второго и третьего резисторов по формуле
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений:
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01V02)}.
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)},
где V1N - искомое напряжение;
V01 - первое напряжение;
V02 - второе напряжение;
V03 - третье напряжение,
или с использованием по меньшей мере одного из следующих уравнений:
V1N = V01/K1;
V1N = V02/K2;
V1N = V03/K3;
V1N = V01 • V02 • V03/{(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01V02)}.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01).
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V01).
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вычислительное устройство предназначено для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием уравнений
K1 = R2/R1 + R2;
K2 = R3/R1 + R3;
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3).
K1 = R2/R1 + R2;
K2 = R3/R1 + R3;
K3 = R2R3/(R1R2 + R1R3 + R2R3).
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок величин V01, V02, V03 в течение множества циклов измерения напряжения.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для изменения порядка в последовательности измерения выборок V01, V02, V03.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для вычисления средних значений величин K1, K2 и K3.
16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для получения выборок V01, V02, V03 при частоте 2,4 кГц.
17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для чередования выборок.
18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для низкочастотной фильтрации величин K1, K2, K3.
19. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вычислительное устройство дополнительно предназначено для измерения множества выборок V01, V02, V03 в течение множества циклов измерения напряжения и для вычисления функций K1, K2, K3 с использованием следующих уравнений
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02),
а также для отделения низких частот при измерении величин K1, K2, K3.
K1 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V02 • V03);
K2 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V03);
K3 = [(V01 • V03) + (V02 • V03) - (V01 • V02)]/(V01 • V02),
а также для отделения низких частот при измерении величин K1, K2, K3.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US839,789 | 1992-02-21 | ||
US07/839,789 US5256979A (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Method and apparatus for measuring an unknown voltage, and power meter employing the same |
PCT/US1992/009563 WO1993017347A1 (en) | 1992-02-21 | 1992-11-06 | Method and apparatus for measuring voltage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94046440A RU94046440A (ru) | 1998-02-27 |
RU2143120C1 true RU2143120C1 (ru) | 1999-12-20 |
Family
ID=25280620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94046440A RU2143120C1 (ru) | 1992-02-21 | 1992-11-06 | Способ и устройство для измерения напряжения |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5256979A (ru) |
EP (1) | EP0627084B1 (ru) |
CN (1) | CN1043817C (ru) |
AU (1) | AU659259B2 (ru) |
BR (1) | BR9207089A (ru) |
CA (1) | CA2130093C (ru) |
DE (1) | DE69229639T2 (ru) |
ES (1) | ES2135420T3 (ru) |
MX (1) | MX9206349A (ru) |
RU (1) | RU2143120C1 (ru) |
WO (1) | WO1993017347A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4211944A1 (de) * | 1992-04-09 | 1993-10-14 | Philips Patentverwaltung | Hochspannungseinheit mit einer Meßteiler-Widerstandsanordnung |
US5514969A (en) * | 1994-05-24 | 1996-05-07 | Reliable Power Meters, Inc. | Impedance measurement in a high-voltage power system |
US5627759A (en) * | 1995-05-31 | 1997-05-06 | Process Systems, Inc. | Electrical energy meters having real-time power quality measurement and reporting capability |
US5831427A (en) * | 1996-12-11 | 1998-11-03 | Elsyn, Inc. | Voltage measuring device for a source with unknown resistance |
US20050231212A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-20 | Moghissi Oliver C | Voltage measurement with automated correction for input impedance errors |
US7506283B2 (en) * | 2004-10-08 | 2009-03-17 | Spirent Communications Of Rockville, Inc. | System and method for accelerating circuit measurements |
US9325133B2 (en) * | 2010-08-04 | 2016-04-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electrical adapter power rating determination |
CN103424590A (zh) * | 2012-05-15 | 2013-12-04 | 苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司 | 用于自动重合闸的电压采样电路 |
FR2996645B1 (fr) * | 2012-10-08 | 2015-12-11 | Thales Sa | Procede et dispositif de mesure de tension electrique |
US9166465B2 (en) * | 2013-05-21 | 2015-10-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Current divider for extended current measurement |
CN103698562B (zh) * | 2013-12-26 | 2016-03-16 | 艾德克斯电子(南京)有限公司 | 一种电子负载装置及其仿真方法 |
EP3413467A1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-12 | Samsung SDI Co., Ltd | Passive conjunction circuit and voltage measurement circuit |
CN108844664B (zh) * | 2018-08-20 | 2020-11-24 | 武汉中旗生物医疗电子有限公司 | 体温测量电路自动校准方法及装置 |
CN109581022A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-05 | 漳州市东方智能仪表有限公司 | 一种双阻抗输入万用表及在万用表上显示电池电量的方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3320530A (en) * | 1964-07-08 | 1967-05-16 | Nexus Res Lab Inc | Quasi-logarithmic multimeter for providing an output which is a linear function of the logarithmic of the input |
US3454877A (en) * | 1965-07-02 | 1969-07-08 | Julie Research Lab Inc | Potentiometer means for providing a standardized precision low voltage |
US3519931A (en) * | 1966-05-02 | 1970-07-07 | Frank R Bradley | Scaling circuits for voltage dividers of the constant source impedance type |
US3702401A (en) * | 1968-11-22 | 1972-11-07 | Sanders Associates Inc | Bridge balancing circuit |
US3614611A (en) * | 1970-06-25 | 1971-10-19 | Fred Benjamin | Voltage and wattage indicator for arc lamps |
US4274143A (en) * | 1979-08-02 | 1981-06-16 | John Fluke Mfg. Co., Inc. | Recirculating RMS AC conversion method and apparatus |
CA1325037C (en) * | 1986-06-02 | 1993-12-07 | National Research Council Of Canada | Rms measuring apparatus for ac/dc voltages |
-
1992
- 1992-02-21 US US07/839,789 patent/US5256979A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-05 MX MX9206349A patent/MX9206349A/es active IP Right Grant
- 1992-11-06 AU AU31287/93A patent/AU659259B2/en not_active Expired
- 1992-11-06 DE DE69229639T patent/DE69229639T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-06 ES ES92925099T patent/ES2135420T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-06 WO PCT/US1992/009563 patent/WO1993017347A1/en active IP Right Grant
- 1992-11-06 CA CA002130093A patent/CA2130093C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-06 BR BR9207089A patent/BR9207089A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-11-06 EP EP92925099A patent/EP0627084B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-06 RU RU94046440A patent/RU2143120C1/ru active
- 1992-12-21 CN CN92114562A patent/CN1043817C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69229639T2 (de) | 2000-04-06 |
AU3128793A (en) | 1993-09-13 |
DE69229639D1 (de) | 1999-08-26 |
MX9206349A (es) | 1993-09-01 |
CA2130093C (en) | 1998-04-28 |
AU659259B2 (en) | 1995-05-11 |
US5256979A (en) | 1993-10-26 |
CA2130093A1 (en) | 1993-09-02 |
CN1075551A (zh) | 1993-08-25 |
EP0627084A4 (en) | 1996-02-28 |
ES2135420T3 (es) | 1999-11-01 |
WO1993017347A1 (en) | 1993-09-02 |
BR9207089A (pt) | 1995-12-12 |
EP0627084A1 (en) | 1994-12-07 |
CN1043817C (zh) | 1999-06-23 |
EP0627084B1 (en) | 1999-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2143120C1 (ru) | Способ и устройство для измерения напряжения | |
US7642788B2 (en) | Voltage measurement instrument and method having improved automatic mode operation | |
US5294889A (en) | Battery operated capacitance measurement circuit | |
US6236197B1 (en) | Apparatus and method for detecting tampering in a multiphase meter | |
JPH0862266A (ja) | 静電容量変化量検出装置 | |
JPS63243767A (ja) | 分極の影響を除去した導電率測定方法及び装置 | |
US6753678B2 (en) | Voltage detector with improved accuracy | |
JPS63139258A (ja) | 高抵抗測定装置 | |
Riggs et al. | Component evaluation by means of voltage and current measurements | |
JP2954449B2 (ja) | 容量測定回路及びそれを備えたlcrメ−タ | |
Reynolds et al. | DC insulation analysis: A new and better method | |
GB2093292A (en) | Apparatus and methods for analogue-to-digital conversion and for deriving in-phase and quadrature components of voltage and current in an impedance | |
SU635432A1 (ru) | Устройство дл воспроизведени напр жени переменного тока высокой частоты | |
JPH03257327A (ja) | 電磁流量計 | |
SU1674010A1 (ru) | Способ измерени параметров нерезонансных двухполюсников | |
SU1081555A1 (ru) | Автоматический цифровой мост переменного тока | |
SU1402951A1 (ru) | Устройство дл измерени среднеквадратического значени переменного напр жени | |
SU132324A1 (ru) | Автоматический неуравновешенный мост переменного тока | |
SU1755213A1 (ru) | Устройство дл измерени омического сопротивлени электрических источников переменного напр жени | |
SU1128179A1 (ru) | Способ измерени параметров комплексного сопротивлени при помощи уравновешенных мостовых цепей | |
SU926602A1 (ru) | Измеритель СВЧ мощности | |
SU1228021A1 (ru) | Измеритель параметров комплексных сопротивлений | |
Draganov | ELECTRICAL ENERGY MEASURING MODUL WITH GALVANOMAGNETIC CURRENT TRANSDUCER | |
SU788035A1 (ru) | Цифровой стробоскопический импедансметр | |
RU2057294C1 (ru) | Измерительный преобразователь |