SU1010569A1 - Способ измерени среднеквадратического значени напр жени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

V.. ..Способ измерени  среднеквад .patичёcкoro значени  напр жени , за- , ;К/80чающийс  в том, что два опорных о|)тогональных сигнала модулируют .по амплитуде j суммируют их и демо улируют , от,л и чающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона и уменьшени  времени измерени , один из опорных сигналов модулируют измер емым напр жением, а другой - демодзтированным и задержанным сигналом, одновременно формируют временной интервал, соответствующий времени усреднени , к концу котового амплитуду демодулированного си(- нала масштабно преобразуют и по результату определ ют величину среднеквадратического значени  измер емого напр жени  на сформированном интер (Л зале времени. сд 9 Г

Description

. „ Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее два модул тора , один из которых своим возбуждающим входом подключен к опорному генератору непосредственно, а другой - через фазосдвигающий блок, сумматор, входы которого подключены к выходам модул торов, а выход - к. амплитудному детектору, отличающеес , тем, что, в него дополнительно введены масштабный преобразователь , последовательно соединенный с ним блок выборки и запоминаний, формирователь временных интервалов, соединенный с управл ющими входамиамплитудного детектора и блока выборки и запоминани , причем, сигнальный вход первого модул тора соединен с входом устройства, а сигнальный вхо второго модул тора - с выходом амплитудного детектора и входом масштабного преобразовател , выход блока вы борки и запоминани   вл етс  выходом

устройства.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  среднеквадратичёского действующего, эффективного значени  напр жени ,произвольной формы .

Известен способ измерени  среднеквадратимеского значени  напр жени , основанный на модул ции амплитуды и длительности импульсной последователь ноети, в котором усредн ют модулированную импульсную последовательность, извлекают квадратный корень из усредненной величины и по результату определ ют среднеквадратичное значение напр жени 

Недостатками известного способа  вл ютс  ограниченность частотного диапазона измер емых напр жений и дополнительна  погрешность, св занна  с извлечением квадратного корн .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ измерени  напр жени , в котором измер емое напр жение раздел ют на две составл ющие, амплитудно модулируют ими два опорных ортогональных сигнала, которые затем суммируют и демодулируют, а по величине демодулированного сигнала суд т об измер емом напр жении 2jo

Способ осуществл ют с помощью устройства , содержащего два модул тора, один из которых подключен к источнику опорного напр жени  непосредственно, а другой - через фазосдвигающий блок сумматор, вхо,ды которого подключены к выходам модул торов, а выход - к амплитудному детектору

Недостатками таких способа и устройства  вл ютс  узкий частотный диапазон измер емых сигналов и большое врем  измерени .

Цель изобретени  - расширение частотного диапазона измер емых сигналов и уменьшение времени измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерение среднеквадратического значени  напр жени , заключающемс  в том, что два опорных ортогональных сигнала модулируют по амплитуде, суммируют их и демодулируют , один из опорных сигналов модулируют измер емым напр жением, а дру- -« гой - демодулированным и задержанным сигналом, одновременно формируют временной интервал, соответствующий вре-, мени усреднени , к концу которого амплитуду демодулированного сигнала масштабно преобразуют и по рез.ультату определ ют величину среднеквадратического значени  измер емого напр жени  на сформированном интервале времени.

Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим два модул тора , один из которых своим возбуждающим входом подключен к опорному генератору непосредственно, а другой через фазосдвигающийблок, сумматор входы которого подключены к выходам модул торов, а выход - к амплитудному детектору, в который дополнительно введены масштабный преобразователь , последовательно соединенный с .ним блок выборки и запоминани , формирователь временных интервалов, соединенный с управл ющими входами амплитудного детектора и блока выборки и запоминани , причем сигнальный вход первого модул тора соединен с входом устройства, а сигнальный вход второго - с выходом амплитуднсзго детектора и входом масштабного преобразов тел , выход блока выборки и запомина ни   вл етс  выходом устройства. На чертеже представлена структурна  схема устройства, осуществл ющего способ измерени  среднеквадратиче кого значени  напр жени . Устройство содержит первый 1 и второй 2 модул торы, выполненные по схеме с подавлением несущей, например балансные, опорный генератор 3, фазосдвигающий блок , сумматор 5, амплитудный детектор 6, масштабный преобразователь 7, блок 8 выборки и запоминани , формирователь 9 временных интервалов. При этом сигнальный вход модул тора 1  вл етс  входом устройства. Возбуждающий вход первого модул тора 1 соединен с выходом опорного генератора 3 а выход подключен к одному из входов сумматора 5 второй вход которого соединен с выходом второго модул тора 2. Возбуждающий вход второго модул тора 2 подключен к выходу опорного генератора 3 через фазосдвигающий блок k, а сигнальный вход - к выходу сумматора 5 через амплитудный детектор 6. Выход амплитудного детектора кроме того, подключен через масштабный преобразователь 7К блоку 8 выборки и запоминани , выход которого . вл етс  выходом устройства. Управл  ющие входы амплитудного детектора 6 и блока 8 вь|борки и запоминани  соединены с выходами формировател  9 временных интервалов. Устройство работает следующим образом .. В момент начала интервала усреднени  формирователь 9 времейных интервалов формирует импульс, устанавливающий нулевой уровень сигнала на выходе амплитудного детектора 6, а следовательно, и на выходе второго м дул тора 2. В св зи с тем что в пер вом модул торе 1 производитс  амплитудна  модул ци  колебаний опорного генератора величиной, пропорцйональ ной величине входного -напр жени  x(t), то на выходе первого модул тора 1 по витс  сигнал с амплитудой, пропорциональной x(tj). Так-как уровень сигнала на выходе второго модул тора 2 равен нулю, то при достиже .нии сигналом на выходе первого модул тора 1 и, следовательно, на :выходе сумматора 5 максимума, на выходе амплитудного детектора 6 по витр  на .пр жение, равное амплитуде сигнала первого модул тора 1. Уровень этого напр жени  будет сохран тьс  на выходе амплитудного детектора 6 и поступать на второй модул тор 2. Таким образом, до момента установлени  следующего максимума сигнала сумматора 5 амплитуда колебаний второго модул тора 2 будет пропорциональна знЭчению входного напр жени  xCt). Вто-Т рой максимум сигнала сумматора 5установитс  в течение второго периода опорных колебаний,при этом амплитуда сигнала первого модул тора 1 будет пропорциональна x(t), а второго модул тора 2 - x(to) . В течение последующих периодов колебаний опорного генератора 3 уровень сигнала на выходе амплитудного детектора 6 будет увеличиватьс . По окончании временного интервала, соответствующего времени усреднени  Т формирователь 9 временных интервалов на первом выходе формирует импульс, подающий сигнал амплитудного детектора на блок 8 выборки и запоминани  с масштабом, измененным масштабнымпреобразователем 7,-дл  дальнейшей обработки или индикации. При последующих измерени х процесс повтор етс . Из векторной алгебры известно соотношение ,определ ющее. модуль I 1C I вектора С, представленного суммой двух ортогональных векторов А и В /C| V/Aj2.+(ep (i) Если обеспечить изменение модул  одного из векторов f А / пропорциона льно значению измер емого напр жени  X j-t I в текуи1ий момент времени-fc , т.е. произвести амплитудную модул цию измер емым напр жен1ием сигнала, . описываемого вектором А, то можно получить/А ..к),ХикУ (2.) где К коэффициент, отражающий параметры модул тора. ; Обеспечив измене21ие модул  орто- гонального вектора В в текущий момент време.ни4;ц в соответствии со значеним модул  суммарного вектора С в предествующий момент времени ), т.е. ровед  амплитудную модул цию и за- . ержку сигнала, описываемого вектором

510105696

В, получаем равные значени  модулей между отсчетами значительно меньше векторов В и С в текущий момент вре- периода высшей гармоники спектра си|- .мени.нала, можно перейти к предельному Нк)1 Cltw Я .Ь) отношению и представить (6) в виде 5 интегральной зависимости

I |cUK)| VK x c-fcK)- lcctkMr () .ca))K,VTx(t)

Полага , что значение модул  век-°

тора С в момент времени, предшест- - В то же врем  среднеквадратическое вующий начальному, равно нулю, получа-ю значение ft напр жени - Xt-t на интеремвале усреднени  Т определ етс  выраicao )f VK ;x4to)o-x,x(to) u ,7Ху;

в последующие моменты времени 4-. ве- °

личина модул  суммарног вект С,5 образом, дл  получени  средописываетс  выражени ем.неквадратического значени  напр же ни  на интервале Т величину, пропорI C(t)))() Н1иональную амплитуде вектора - | С(Т)/ . - необходимо масштабно преобразовать,

(-t-i ) (т.е. домножить на посто нный коэффи|р (+. ,J 7a7T7r- rrF7rTf -- 20 циент, равный-IlKi-ff |CVta),X tt.a)(t,)f Ппименение поепл; KI (tx Х (-fc-i)+ ) I С .tv.) X(tK.)t I с (-Ьк-л) 1 «25 ф,V)K)V|f .) А (ЦУ При достаточно большом числе отсчетов ХК, стрем щемс  к бесконечности, и i при условии, что интервал времени I.-Применение предлагаемых спосооа устройства дл  выполнени  измерителей среднеквадратических ; напр жений позвол ет расши ть частотный диапазон и мер емых напр жений, уменьшить вре-, м  измерени  и тем самым повысить эффективность функционировани  устройств измерительной техники.

Claims (2)

1.„Способ измерения среднеквадраТичёского значения напряжения, за- , к ломающийся в том, что два опорных ортогональных сигнала модулируют по амплитуде, суммируют их и демодулйруют, от,л и чающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и уменьшения времени измерения, один из опорных сигналов модулируют измеряемым напряжением, а другой - демодулированным и задержанным сигналом, одновременно формируют временной интервал, соответствующий времени усреднения, к концу которого амплитуду демодулированного сигнала масштабно преобразуют и по результату определяют величину среднеквадратического значения измеряемого напряжения на сформированном интервале времени.

ЮЮ569

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее два модулятора, один из которых своим возбуждающим входом подключен к опорному генератору непосредственно, а другой - через фазосдвигающий блок, сумматор, входы которого подключены к выходам модуляторов, а выход - к. амплитудному детектору, о т л и ч аю щ е₍е с я . тем, что, в него дополнительно введены масштабный преобразователь, последовательно соединен ный с ним блок выборки и запоминания, формирователь временных интервалов, соединенный с управляющими входами амплитудного детектора и блока выборки и запоминания, причем сигнальный вход первого модулятора соединен с входом устройства, а сигнальный вход второго модулятора - с выходом амплитудного детектора и входом масштабного преобразователя, выход блока выборки и запоминания является выходом (устройства.