RU39407U1 - DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS Download PDF

Info

Publication number
RU39407U1
RU39407U1 RU2004109650/22U RU2004109650U RU39407U1 RU 39407 U1 RU39407 U1 RU 39407U1 RU 2004109650/22 U RU2004109650/22 U RU 2004109650/22U RU 2004109650 U RU2004109650 U RU 2004109650U RU 39407 U1 RU39407 U1 RU 39407U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
storage device
multiplier
adder
sampling
Prior art date
Application number
RU2004109650/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.И. Гольдштейн
А.О. Сулайманов
Н.Л. Бацева
А.В. Панкратов
Original Assignee
Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический университет filed Critical Томский политехнический университет
Priority to RU2004109650/22U priority Critical patent/RU39407U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU39407U1 publication Critical patent/RU39407U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области систем обработки информации и измерительной техники и может быть использовано для определения фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока при диагностике работоспособности электротехнических и электромеханических систем и устройств. Устройство для измерения сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами в цепях переменного тока снабжено первым и вторым устройствами выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам. Выход первого устройства выборки-хранения связан с третьим устройством выборки-хранения и с первым сумматором. Выход второго устройства выборки-хранения связан с четвертым устройством выборки-хранения и с вторым сумматором. Выход третьего устройства выборки-хранения связан с инвертором, выход которого соединен с первым сумматором. Выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к второму сумматору. Выходы первого и второго сумматоров связаны с первым перемножителем, который через интегратор соединен с перемножителем-делителем. Выходы тактового генератора подключены к входам первого, второго, третьего и четвертого устройств выборки-хранения. Входы второго перемножителя подключены к входным шинам, а его выход связан со вторым интегратором, выход которого подключен к The invention relates to the field of information processing systems and measuring equipment and can be used to determine the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits for diagnosing the health of electrical and electromechanical systems and devices. A device for measuring the phase shift between two sinusoidal signals in AC circuits is equipped with first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses. The output of the first fetch-storage device is connected to the third fetch-storage device and to the first adder. The output of the second fetch-storage device is connected to the fourth fetch-storage device and to the second adder. The output of the third sample-storage device is connected to an inverter, the output of which is connected to the first adder. The output of the fourth sampling-storage device is connected to the second adder. The outputs of the first and second adders are connected to the first multiplier, which is connected through an integrator to the divider multiplier. The outputs of the clock are connected to the inputs of the first, second, third and fourth sampling-storage devices. The inputs of the second multiplier are connected to the input buses, and its output is connected to the second integrator, the output of which is connected to

перемножителю-делителю. Технический результат: создано устройство, позволяющее измерять значение фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока, не обязательно принадлежащих одной и той же цепи или даже одному устройству.divisor multiplier. Technical result: a device is created that allows you to measure the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits that do not necessarily belong to the same circuit or even to one device.

Description

Изобретение относится к области систем обработки информации и измерительной техники, и может быть использовано для определения фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока при диагностике работоспособности электротехнических и электромеханических систем и устройств.The invention relates to the field of information processing systems and measuring equipment, and can be used to determine the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits for diagnosing the health of electrical and electromechanical systems and devices.

Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего измерять значение фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока, не обязательно принадлежащих одной и той же цепи или даже одному устройству.The objective of the utility model is to create a device that allows you to measure the value of the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits, not necessarily belonging to the same circuit or even to one device.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для измерения значения фазового сдвига между синусоидальными сигналами в цепях переменного тока, согласно полезной модели, содержит первое и второе устройства выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам. При этом выход первого устройства выборки-хранения подключен к входу третьего устройства выборки-хранения и к входу первого сумматора, а выход второго устройства выборки-хранения подключен к входу четвертого устройства выборки-хранения и к входу второго сумматора. Кроме того, выход третьего устройства выборки-хранения подключен к входу инвертора, выход которого соединен с входом первого The problem is achieved in that the device for measuring the phase shift between sinusoidal signals in AC circuits, according to the utility model, contains the first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses. The output of the first fetch-storage device is connected to the input of the third fetch-storage device and to the input of the first adder, and the output of the second fetch-storage device is connected to the input of the fourth fetch-storage device and to the input of the second adder. In addition, the output of the third sample-storage device is connected to the input of the inverter, the output of which is connected to the input of the first

сумматора. Выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к входу второго сумматора. Выходы первого и второго сумматоров связаны с входами первого перемножителя, который через интегратор связан с перемножителем-делителем. А выходы тактового генератора подключены к входам первого, второго, третьего и четвертого устройства выборки-хранения. Входы второго перемножителя подключены к входным шинам, а его выход к входу второго интегратора, выход которого подключен к входу перемножителя-делителя.adder. The output of the fourth sampling-storage device is connected to the input of the second adder. The outputs of the first and second adders are connected to the inputs of the first multiplier, which is connected through an integrator to the divider multiplier. And the outputs of the clock are connected to the inputs of the first, second, third and fourth sampling-storage devices. The inputs of the second multiplier are connected to the input buses, and its output is to the input of the second integrator, the output of which is connected to the input of the divider multiplier.

Известна теорема Телледжена о квазимощности между любыми двумя синусоидальными сигналами, которые необязательно существуют в цепи одно и то же время и необязательно связаны одной зоной цепи [П.Пенфилд и др. Энергетическая теория электрических цепей / П.Пенфилд, Р.Спенс, С.Дюинкер. - М.: Энергия, 1974. - 152 с.] Также известно, что реактивная мощность может быть определена согласно методике О.А.Маевского [Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 1978. - 320 с.] по выражениюThe well-known Tallenge theorem on quasi-power between any two sinusoidal signals that do not necessarily exist at the same time in a circuit and are not necessarily connected by one zone of a circuit [P. Penfield et al. Energy theory of electric circuits / P. Penfield, R. Spence, S. Duinker . - M .: Energy, 1974. - 152 pp.] It is also known that reactive power can be determined according to the method of OA Mayevsky [Mayevsky OA Energy performance of valve converters. - M.: Energy, 1978. - 320 S.] in the expression

где FВАХ - площадь вольт-амперной характеристики для исследуемых сигналов, найденная в данном случае по формуле для определения площади многоугольника, заданного координатами концов отрезков where F CVC is the area of the current-voltage characteristic for the studied signals, found in this case by the formula for determining the area of the polygon given by the coordinates of the ends of the segments

[Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся Втузов. - М.: Наука, 1980. - 976 с.][Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Handbook of mathematics for engineers and students of technical colleges. - M .: Nauka, 1980. - 976 p.]

подставив формулу (2) в формулу (1) получим формулу для вычисления реактивной квазимощности по Маевскомуsubstituting formula (2) into formula (1) we obtain the formula for calculating the reactive quasi-power according to Mayevsky

Активная (средняя за период) квазимощность может быть определена по выражениюActive (average for the period) quasi-power can be determined by the expression

Авторами экспериментально установлено, что выражение (3) справедливо для вычисления реактивной квазимощностиThe authors experimentally established that expression (3) is valid for calculating reactive quasi-power , a выражение (4) - для вычисления активной квазимощности , тогда согласно треугольнику мощностей можно найти tgφab, как , a expression (4) - for calculating the active quasi-power then, according to the power triangle, we can find tgφ ab , as

поэтому способ определения сдвига фаз обладает рядом преимуществ, в частности нет необходимости отфильтровывать сигналы от постоянной составляющей и сдвигать сигналы по фазе на определенный угол. Относительная погрешность при определении сдвига фаз в среднем составляет 0,24%.Therefore, the method of determining the phase shift has several advantages, in particular there is no need to filter the signals from the DC component and shift the signals in phase by a certain angle. The relative error in determining the phase shift is on average 0.24%.

Устройство (фиг.1), включает в себя первое устройство выборки-хранения 1 (УВХ 1), второе устройство выборки-хранения 2 (УВХ 2), третье устройство выборки-хранения 3 (УВХ 3), четвертое устройство выборки-хранения 4 (УВХ 4), инвертор 5, первый сумматор 6 (Сумматор 1), второй сумматор 7 (Сумматор 2), первый перемножитель 8 (Перемножитель 1), первый интегратор 9 (Интегратор 1), перемножитель-делитель 10 (Перемножитель-делитель), тактовый генератор 11 (ТГ), второй перемножитель 12 (Перемножитель 2), второй интегратор 13 (Интегратор 2).The device (Fig. 1) includes a first fetch-storage device 1 (UVX 1), a second fetch-storage device 2 (UVX 2), a third fetch-storage device 3 (UVX 3), and a fourth fetch-storage device 4 ( UVX 4), inverter 5, first adder 6 (Adder 1), second adder 7 (Adder 2), first multiplier 8 (Multiplier 1), first integrator 9 (Integrator 1), multiplier-divider 10 (Multiplier-divider), clock generator 11 (TG), the second multiplier 12 (Multiplier 2), the second integrator 13 (Integrator 2).

Входные шины устройства подключены к входам устройств выборки-хранения: первого 1 (УВХ 1) и второго 2 (УВХ 2), а выходы которых - к входам третьего 3 (УВХ 3), четвертого 4 (УВХ 4) устройств выборки-хранения и к входам первого 6 и второго 7 сумматоров. Вход третьего устройства выборки-хранения 3 (УВХ 3) подключен к входу инвертора 5, выход которого соединен с входом первого сумматора 6. Выход четвертого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 4) подключен к входу второго сумматора 7. Выходы первого 6 и второго 7 сумматоров The input buses of the device are connected to the inputs of the sampling-storage devices: the first 1 (UVX 1) and second 2 (UVX 2), and the outputs of which are to the inputs of the third 3 (UVX 3), fourth 4 (UVX 4) of the sampling-storage devices and to the inputs of the first 6 and second 7 adders. The input of the third sampling-storage device 3 (UVX 3) is connected to the input of the inverter 5, the output of which is connected to the input of the first adder 6. The output of the fourth sampling-storage device 4 (UVX 4) is connected to the input of the second adder 7. The outputs of the first 6 and second 7 adders

связаны с входами первого перемножителя 8, выход которого соединен с входом первого интегратора 9. Выход первого интегратора 9 связан с входом перемножителя-делителя 10. Выходы тактового генератора 11 связаны с входами управления первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 устройств выборки-хранения. Входы второго 12 перемножителя подключены к входным шинам, а его выход к входу второго интегратора 13. Выход второго интегратора 13 подключен к множительному входу перемножителя-делителя 10.connected to the inputs of the first multiplier 8, the output of which is connected to the input of the first integrator 9. The output of the first integrator 9 is connected to the input of the multiplier divider 10. The outputs of the clock generator 11 are connected to the control inputs of the first 1, second 2, third 3, and fourth 4 sampling devices storage. The inputs of the second 12 multiplier are connected to the input buses, and its output is to the input of the second integrator 13. The output of the second integrator 13 is connected to the multiplier input of the multiplier divider 10.

Первое 1, второе 2, третье 3 и четвертое 4 устройства выборки-хранения могут быть реализованы на микросхемах 1100СК2. Инвертор 5 может быть реализован на микросхеме 140УД17А. Первый 6 второй 7, сумматоры могут быть реализованы на операционных усилителях 140УД17А. В качестве перемножителей 8, 12 и перемножителя-делителя 10 может быть использована микросхема 525ПСЗ. Интеграторы 9 и 13 могут быть реализованы на операционном усилителе 140УД17А. Тактовый генератор 11 может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.The first 1, second 2, third 3 and fourth 4 sampling and storage devices can be implemented on chips 1100SK2. Inverter 5 can be implemented on a chip 140UD17A. The first 6 second 7, the adders can be implemented on operational amplifiers 140UD17A. As multipliers 8, 12 and multiplier divider 10 can be used chip 525PSZ. Integrators 9 and 13 can be implemented on an operational amplifier 140UD17A. The clock generator 11 can be implemented on an AT80C2051 microcontroller.

Устройство работает следующим образом. На вход первого УВХ 1 поступает сигнал пропорциональный первому синусоидальному сигналу a(tj), а на вход второго УВХ 2 сигнал пропорциональный второму синусоидальному сигналу b(tj). В эти блоки записываются и хранятся текущие значение a(tj) и b(tj), которые по следующему сигналу переписываются в блоки 3, 4 и становятся предыдущими значениями. На The device operates as follows. The signal proportional to the first sinusoidal signal a (tj) is input to the input of the first I / O 1, and the signal proportional to the second sinusoidal signal b (tj) is input to the second I / O 2. The current values a (tj) and b (tj) are written and stored in these blocks, which are rewritten into blocks 3, 4 at the next signal and become the previous values. On the

выходе сумматора 6 получается сигнал равный разности текущего и предыдущего значений сигнала a(tj), а на выходе 7 сумма текущего и предыдущего значений сигнала b(tj). В блоке 8 эти сигналы перемножаются и подаются на интегратор 9, на выходе которого получается сигнал пропорциональный реактивной квазимощности , который поступает на вход перемножителя-делителя 10. В тоже время входные сигналы поступают на второй перемножитель 12, на выходе которого получается сигнал мгновенной мощности , который подается на вход второго интегратора 13. На выходе второго интегратора 13 получается сигнал, равный активной квазимощности , который подается на вход перемножителя-делителя 10. На выходе блока 10 получается значение пропорциональное фазе между входными сигналами .the output of adder 6 produces a signal equal to the difference between the current and previous values of the signal a (tj), and at output 7, the sum of the current and previous values of the signal b (tj). In block 8, these signals are multiplied and fed to an integrator 9, the output of which produces a signal proportional to reactive quasi-power , which is input to the multiplier divider 10. At the same time, the input signals are fed to the second multiplier 12, the output of which produces an instantaneous power signal , which is fed to the input of the second integrator 13. At the output of the second integrator 13, a signal is obtained equal to the active quasi-power , which is fed to the input of the multiplier divider 10. At the output of block 10, a value is obtained proportional to the phase between the input signals .

Полезная модель позволяет измерять значение сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами не обязательно принадлежащих одной цепи или одному устройству.The utility model makes it possible to measure the value of the phase shift between two sinusoidal signals that do not necessarily belong to the same circuit or to one device.

Claims (1)

Устройство для измерения сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами в цепях переменного тока, отличающееся тем, что оно снабжено первым и вторым устройствами выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам, при этом выход первого устройства выборки-хранения связан с третьим устройством выборки-хранения и с первым сумматором, а выход второго устройства выборки-хранения связан с четвертым устройством выборки-хранения и с вторым сумматором, кроме того, выход третьего устройства выборки-хранения связан с инвертором, выход которого соединен с первым сумматором, а выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к второму сумматору, причем выходы первого и второго сумматоров связаны с первым перемножителем, который через интегратор соединен с перемножителем-делителем, а выходы тактового генератора подключены к входам первого, второго, третьего и четвертого устройств выборки-хранения, при этом входы второго перемножителя подключены к входным шинам, а его выход связан со вторым интегратором, выход которого подключен к перемножителю-делителю.A device for measuring the phase shift between two sinusoidal signals in AC circuits, characterized in that it is equipped with first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses, while the output of the first sampling-storage device is connected to the third sampling-storage device and with the first adder, and the output of the second fetch-storage device is connected to the fourth fetch-storage device and with the second adder, in addition, the output of the third fetch-storage device is connected to the inverter, exit for which it is connected to the first adder, and the output of the fourth sampling-storage device is connected to the second adder, the outputs of the first and second adders are connected to the first multiplier, which is connected through the integrator to the divider multiplier, and the clock outputs are connected to the inputs of the first, second, the third and fourth sampling-storage devices, while the inputs of the second multiplier are connected to the input buses, and its output is connected to the second integrator, the output of which is connected to the multiplier divider.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004109650/22U 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS RU39407U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109650/22U RU39407U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109650/22U RU39407U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU39407U1 true RU39407U1 (en) 2004-07-27

Family

ID=38311162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109650/22U RU39407U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU39407U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102232257B (en) Battery model identification method
CN102545611B (en) The system and method for the measurement of inductive current in DC DC transducer
CN102608559B (en) Method for collecting electric energy errors of electric energy meter and device thereof
CN107741526A (en) A kind of Research on Unified Power Quality Conditioner and its method for the detection of harmonic distortion amount
CN103904693A (en) Power grid synchronization method based on frequency self-adaptive virtual flux linkage estimation
CN106154034A (en) The harmonic measuring device of a kind of power model and method
RU39407U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS
Salcic et al. An improved Taylor method for frequency measurement in power systems
RU39408U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS
RU2263322C1 (en) Method for determining power coefficient in three-phase three-wire alternating current grid
RU2264631C1 (en) Method for determining phase shift between two sinusoidal signals
JPWO2019064368A1 (en) Phase analysis circuit
RU2264630C1 (en) Method for determining phase shift between two sinusoidal signals
Yi et al. A single-phase harmonics extraction algorithm based on the principle of trigonometric orthogonal functions
Kezunovic et al. Modeling of digital relay and power system signals
JPH09211038A (en) Diagnosing apparatus for phase/amplitude detecting apparatus, phase detecting apparatus, amplitude detecting apparatus, frequency detecting apparatus, phase/amplitude/frequency detecting apparatus
RU223943U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER
CN109975598A (en) A kind of periodic signal effective value measurement circuit
CN112350721B (en) Phase compensation method and device for quadrature phase-locked amplifier based on time-division multiplexing
RU196115U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU212147U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU64387U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF A LINEAR CURRENT-LIMITING REACTOR / RESISTOR
JP7514719B2 (en) Reactor loss calculation method, reactor loss measurement device, and waveform measurement device
RU212580U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
CN108693422A (en) A kind of Weak Signal Detecting Circuit and its detection method

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20050401