SU1109661A1 - Digital ac voltmeter - Google Patents

Digital ac voltmeter Download PDF

Info

Publication number
SU1109661A1
SU1109661A1 SU833568269A SU3568269A SU1109661A1 SU 1109661 A1 SU1109661 A1 SU 1109661A1 SU 833568269 A SU833568269 A SU 833568269A SU 3568269 A SU3568269 A SU 3568269A SU 1109661 A1 SU1109661 A1 SU 1109661A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
counter
output
block
voltage
Prior art date
Application number
SU833568269A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Константинович Новиков
Виктор Валентинович Моисеенко
Сергей Александрович Летемин
Original Assignee
Владимирский политехнический институт
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 Владимирский политехнический институт filed Critical Владимирский политехнический институт
Priority to SU833568269A priority Critical patent/SU1109661A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1109661A1 publication Critical patent/SU1109661A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  действую щего и среднего значений переменног напр жени  произвольной формы. Известно устройство дл  измерени действующего значени  напр жени  ин ранизкой частоты, содержащее нульорган , управл емый генератор, счетчики импульсов, преобразователь кода в напр жение, генератор тактовых импульсов и Арифметическое устройст во, производ щее операции делени  и извлечени  корн  ij. К недостаткам этого устройства (ОТНОСЯТСЯ сложность аппаратурной ре лизации, причиной которой  вл етс  применение АЦП с нелинейной (квадратичной ) характеристикой (квадратичный АЦП включает нуль-орган, управл емьй генератор, счетчик и преобразователь кода в напр жение), а также малое быстродействие, так как дл  получени  Квадратичной характеристики в обратную св зь АЦП включено корнеизвлекающее устройство, в соста которого вход т счетчик и преобразователь кода в напр жение. Дл  того чтобы напр жение с преобразовател  достигл срабатывани  нульоргана , необходим значительный интервал времени заполнени  счетчика. Устройство не позвол ет также одновременно измер ть действующее и сред нее значени  напр жени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  цифро .вой вольтметр переменного напр жени  содержащий блок образцовых напр жений , блок сравнени , ключи, реверсив ный счетчик, два сумматора, счетчик периода, генератор образцовой частоты , подключенный к входу первого ключа, блок управлени , первый и второй выходы которого соединены G управл ющими ключей, делител кодов, элемент ИЛИ, три блока перено са, блок сравнени  выполнен в виде параллельно включенных нуль-органов по количеству уровней квантовани , первые входы которых соединены с входной клеммой, вторые входы - с cooтвeтcтвyющи и выходами блока обра цовых напр жений, а выходы - с входами блока управлени , третий вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход с управл ющим входом первого блока переноса и входом второго разр да реверсивного счетчика, выходы разр дов которого подключены через первый и второй блок переноса соответственно к первым входам первого и второго сумматоров, вторые входы последнего через третий блок переноса соединены с выходами первого сумматора , а выходы - с первыми входами делител  кодов, вторые входы которого через счетчик периода подключены к управл ющим входам второго и третьего блоков переноса и выходу второго ключа, вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выходы делител  кодов соединены с вторыми входами первого сумматора, выход которого подключен к входу первого ключа, а четвертый выход блока управлени  соединен с входами реверса реверсивного счетчика и первого сумматора С2. Недостатками известного вольтметра  вл ютс  сложность схемь и ограниченные функциональные возможности. Целью изобретени   вл етс  упрощение и расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерени  действующего и среднего значений напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой вольтметр переменного напр жени , содержащий реверсивный счётчик, последовательно соединенные блок образцовых напр жений и блок сравнени , второй вход которого соединен с входной шиной, последовательно соединенные генератор опорной частоты и счетчик периода измерени , последовательно соединенные сумматор и блок извлечени  квадратного корн , введены счетчик, последовательно соединенн 1е дешифратор опорного уровн , преобразователь кода с гиперболической характеристикой и блок сравнени  кодов, выход которого соединен с первыми входами реверсивного счетчика и счетчика, управл ющим входом ешифратора опорного уровн , п инормационных входов которого соединеы с выходными блока сравнени , п-й нформационный вход соединен с вторым ходом реверсивного счетчика, а выод - с первым входом сумматора, торой вход которого соединен с выхоом счетчика периода измерени , входоторого соединен с вторым входом четчика, выход которого соединен с торым входом блока сравнени  кодов. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема вольтметра. Вольтметр содержит блок 1 сравнени , блок 2 образцовых напр жений, дешифратор 3 опорного уровн , преобразователь 4 кода с гиперболической характеристикой, блок 5 сравнени  кодов, счетчик 6, генератор 7 опорной частоты, сумматор 8, блок 9 извлечени  квадратного корн , счетчик 10 периода измерени , реверсивньм счетчик 11, Блок 1 содержит набор нуль-органов на первые входы которых подаетс  измер емое напр жение. Блок 2 подключен к вторым входам нуль-органов и задает уровни их срабатывани . Выходы нульорганов блока 1 сравнени  соединены с входами дешифратора 3. Выход нульоргана с нулевь1м уровнем срабатывани  соединен с управл ющим входом реверсивного счетчика М. Выход дешифратора 3 соединен с информационным входом сумматора 8 и входом преобразовател  4, выполненного, например, в виде посто нного запоминающего устройства Выход сумматора 8 соединен с блоком 9 Выход преобразовател  4 соединен с одним из входов блока 5, второй вход (Которого подключен к выходу счетчика 6. Генератор 7 соединен со счетчиком 6 непосредственно, а с -управл ющим входом сумматора 8 - через счетчик 1 Выход блока 5 соединен с установочны входом счетчика 6, управл ющим входом дешифратора 3 и счетным входом реверсивного счетчика 11. - Блок 5 реализует логическую функцию ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ. Сумматор 8 состоит из комбинационного сумматора дл  хр&нени  промежуточного результата. Преобразователь 4  вл етс  частным случаем применени  делительных устройств , реализующих зависимость при С 1 и выполненных, например, с помощью двоичных умножителей или функциональных преобразователей кодкод на основе программируемых логических матриц. Вольтметр работает следующим образом . Измер емое напр жение подаетс  на общий вход нуль-органов блока 1, количество которых определ етс  допустимой погрешностью квантовани . Другие входы соединены с вьгходами блока 2, формирующего сетку опорных напр жений . Один из нуль-органов блока 2 формирует импульс пол рности при переходе измер емого напр жени  через нуль и управл ет им работой реверсивного счетчика 11, перевод  его в режим суммировани  или вычитани . Импульсы с выхода блока 1 поступают на дешифратор 3, где преобразуютс  в параллельный двоичный код, пропорциональный измер емому мгновенному значению напр жени  в момент квантовани  - входное напр жение; К - коэффициент преобразовани . Код с дешифратора 3 одновременно поступает на сумматор 8 и преобразователь 4, который преобразует код N в выходной код в соответствии выражением . Блок 5 сравнивает выходной код преобразовател  с текущим значением кода счетчика 6, линейно измен ющего свой код при подсчете импульсов генератора 7. При равенстве кодов на выходе блока 5 формируетс  импульс, который по установочному входу счетчика 6 переводит его в исходное (нулевое) состо ние , а по управл ющему входу дешифратора 3 формирует на выходе дешифратора 3 параллельный код следующего мгновенного значени  U ,- . В цифровом вольтметре интегралы замен ютс  конечными суммами и, переход  к последовательности мгновенных значений, действующее и среднее зна1ени  напр жени  равны (м. , где и.(t) значение намгновенное момент считыпр жени  в вани ; интервал времени между моментами считывани  мгновенных значений (шаг дискретизации); число шагов дискретизации . Учитьгиа  гииерОопическую характе ристику преобразовател  4, шаг длскрстичаиииД1 . , формируемый вспомогательным счетчиком, равен 4t- N, вых о входной и выходной код где Ng,N преобразовател ; период квантующих импульсов генератора 7. Подставл   уравнени  (1) и (3) в получаем, что действующее и среднее значени  напр жени  определ ютс  как Таким образом, измерение сводитс  к простому суммированию кодов дешифратора 3 в сумматоре 8 в моменты считывани  дл  действующего значени  напр жени  и суммированию количества .шагов квантовани  реверсивным счетчи ком 11 дл  среднего значени  напр жени . Оба значени  измер ютс  одновр менно . Деление суммы кодов и коли чсс 1 ил шаго кн нтоиаип  на шриол Т сигипла orymecTiuiHCTCfr путем формировашг  премени измерени  Т из услови  того, чтобы про вилось cnoiicTBO усреднени . Это достигаетс  обработкой сидналов до момента переполнени  счетчика 10. Извлечение квадратного корн  из суммы кодов осуществл етс  блоком 9, выходной код которого пропорционален действующему значению напр жени . Выходной код реверсивного счетчика пропорционален среднему значению напр жени  . . Упрощение схемы вольтметра достигаетс  исключением операции возведени  в квадрат последовательности кодов , пропорциональных мгновенным значени м , что позвол ет исключить из известной Схемы такие достаточно сложные и объемные по количеству элементов блоки, как один из сумматоров, три блока переноса, блок управлени  со сложной логикой работы и др. В предлагаемом устройстве возведение кодов в квадрат заменено их суммированием с переменным шагом дискретизации , причем параллельные коды формируютс  в дешифраторе опорного уровн , а переменный шаг дискретизации обеспечиваетс  совокупностью преобра- зоватеп  А счетчика 6 и блока 5. Это позвол еФ также свести измерение среднего значени  напр жени  к простому суммированию шагов дискретизации , что осуществл етс  одновременно с измерением действующего значени  напр жени .The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure the effective and average values of variable voltage of arbitrary shape. A device for measuring the effective value of a voltage of low frequency, containing a null organ, a controlled oscillator, pulse counters, a code-to-voltage converter, a clock generator, and an arithmetic unit that performs dividing and extracting the root ij, is known. The disadvantages of this device (RELATED is the complexity of the hardware implementation, the cause of which is the use of an ADC with a nonlinear (quadratic) characteristic (a quadratic ADC includes a zero-body, a control generator, a counter and a code-to-voltage converter), as well as low speed, How to obtain a quadratic characteristic, an ADC feedback device includes a root extraction device, which includes a counter and a code-to-voltage converter, so that the voltage from the converter reaches the slave The device requires a considerable time interval for filling the meter. The device also does not allow simultaneous measurement of the effective and average voltage values. The closest to the invention according to its technical essence is a digital alternating voltage voltmeter containing a block of exemplary voltages, a comparison unit , keys, reversible counter, two adders, period counter, generator of exemplary frequency, connected to the input of the first key, control unit, the first and second outputs of which are connected by a G control they include keys, a code divider, an OR element, three transfer units, a comparison unit is made in the form of parallel-connected null organs by the number of quantization levels, the first inputs of which are connected to the input terminal, the second inputs are connected to the output voltage and output voltage block, and the outputs - with the inputs of the control unit, the third input of which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the first key, and the output to the control input of the first transfer unit and the input of the second discharge of the reversible counter, outputs the bits of which are connected through the first and second transfer unit respectively to the first inputs of the first and second adders, the second inputs of the last through the third transfer unit are connected to the outputs of the first adder, and the outputs to the first inputs of the code divider, the second inputs of which are connected to the control the second and third transfer units and the output of the second key, the input of which is connected to the generator output of the reference frequency, the outputs of the code divider are connected to the second inputs of the first adder, the output cat The first is connected to the input of the first key, and the fourth output of the control unit is connected to the inputs of the reverse of the reversible counter and the first adder C2. The disadvantages of the known voltmeter are the complexity of the circuit and the limited functionality. The aim of the invention is to simplify and extend the functionality by simultaneously measuring the actual and average voltage values. The goal is achieved in that an alternating voltage digital voltmeter containing a reversible counter, a serially connected unit of exemplary voltages and a comparison unit, the second input of which is connected to the input bus, a serially connected reference frequency generator and a metering period counter, a serially connected adder and block square-root extraction, entered a counter, serially connected 1e level reference decoder, code converter with hyperbolic characteristic and block with codes, the output of which is connected to the first inputs of the reversible counter and the counter, the control input of the reference level encoder, the information inputs of which are connected to the output comparison block, the nth information input connected to the second stroke of the reversible counter, and the output from the first input of the adder The second input of which is connected to the output of the meter of the measurement period, the input of which is connected to the second input of the meter, the output of which is connected to the second input of the code comparison unit. The drawing shows a structural electrical circuit of a voltmeter. The voltmeter contains a comparison unit 1, a unit 2 exemplary voltages, a decoder 3 of the reference level, a code 4 transducer with a hyperbolic characteristic, a code comparison block 5, a counter 6, a reference frequency generator 7, an adder 8, a square root extractor 9, a measurement period counter 10 The reversible counter 11, Block 1 contains a set of null organs to the first inputs of which the measured voltage is applied. Block 2 is connected to the second inputs of the null organs and sets the levels of their triggering. The outputs of the nullorgans of the comparator unit 1 are connected to the inputs of the decoder 3. The output of the nullorgan with a zero response level is connected to the control input of the reversible counter M. The output of the decoder 3 is connected to the information input of the adder 8 and the input of the converter 4, made for example in the form of a permanent memory device The output of the adder 8 is connected to block 9 The output of the converter 4 is connected to one of the inputs of block 5, the second input (of which is connected to the output of counter 6. The generator 7 is connected to counter 6 directly, and from - equaling input of the adder 8 - through counter 1 The output of block 5 is connected to the installation input of counter 6, the control input of the decoder 3 and the counting input of the reversing counter 11. - Block 5 implements the logical function EXCLUSIVE OR. The adder 8 consists of a combination adder for xr & intermediate result. Converter 4 is a special case of the use of dividing devices that realize the dependence at C 1 and are made, for example, using binary multipliers or functional converters, code based on ogrammiruemyh logic arrays. The voltmeter works as follows. The measured voltage is applied to the common input of the null-organs of block 1, the number of which is determined by the permissible quantization error. The other inputs are connected to the inputs of the block 2, which forms a grid of reference voltages. One of the zero-organs of block 2 generates a polarity impulse when the measured voltage passes through zero and controls the operation of the reversible counter 11, switching it to the summation or subtraction mode. The pulses from the output of block 1 are fed to the decoder 3, where they are converted into a parallel binary code proportional to the instantaneous value of the voltage measured at the time of quantization — the input voltage; K - conversion factor. The code from the decoder 3 simultaneously arrives at the adder 8 and the converter 4, which converts the code N into an output code according to the expression. Block 5 compares the output code of the converter with the current code value of the counter 6, linearly changing its code when counting the pulses of the generator 7. When the codes of the output of block 5 are equal, a pulse is generated, which translates it into the initial (zero) state at the installation input of the counter 6, and at the control input of the decoder 3 generates at the output of the decoder 3 a parallel code of the next instantaneous value U, -. In a digital voltmeter, the integrals are replaced by finite sums and, the transition to a sequence of instantaneous values, the effective and average voltage values are (m, where and. (T) is the instant readout time; the time interval between reading instantaneous values (step discretization); the number of discretization steps. Teachgiiiogeriopicheskoy characteristics of the transducer 4, the step for the cross section and D1., formed by an auxiliary counter, is equal to 4t-N, output about the input and output code where Ng, N transducer; of the generator pulse 7. By substituting equations (1) and (3) in, we find that the effective and average voltage values are determined as Thus, the measurement is reduced to a simple summation of the decoder codes 3 in the adder 8 at the moments of reading for the current voltage value and summing the number of quantization steps by a reversible counter 11 for an average voltage value. Both values are measured simultaneously. Dividing the sum of the codes and the number of pulses 1 or step by ctoiip by sriol T sigipla orymecTiuiHCTCfr by forming the measurement premium nor T from the condition that the cnoiicTBO averaging be performed. This is achieved by processing the seed until the counter overflows 10. The square root of the sum of the codes is extracted by block 9, the output code of which is proportional to the actual voltage value. The output code of the reversible counter is proportional to the average value of the voltage. . Simplification of the voltmeter circuit is achieved with the exception of the operation of squaring a sequence of codes proportional to the instantaneous values, which makes it possible to exclude from the well-known Scheme such rather complex and volume-based blocks as one of adders, three transfer blocks, a control block with complex logic and In the proposed device, the squaring of codes is replaced by their summation with a variable discretization step, with the parallel codes being formed in the decoder of the reference level, and menny sampling step is provided set of transform zovatep A meter unit 6 and 5. This allows Eph also reduce measurement of the average voltage values to a simple summation of the sampling steps, which is carried out simultaneously with the measurement of the current voltage value.

Claims (1)

(5/) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий реверсивный счетчик, 'последовательно соединенные блок образцовых напряжений и блок сравнения, второй вход которого соединен с входной шиной, последовательно соединенные генератор опорной частоты и счетчик периода измерения, последовательно соединенные сумматор и блок извлечения квадратного корня, .(5 /) A DIGITAL VOLTAGE VOLTOMETER of alternating voltage, comprising a reversible counter, connected in series to a reference voltage block and a comparison unit, the second input of which is connected to an input bus, a reference frequency generator and a measurement period counter connected in series, an adder and a square root extraction block connected in series, . отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения действующего и среднего значений напряжения, в него введены счетчик, последовательно -соединенные дешифратор опорного уровня, преобразователь кода с гиперболической характеристикой и блок сравнения кодов, выход которого соединен с первыми входами реверсивного счетчика и счетчика, управляющим входом дешифратора опорного уровня, η информационных входов которого соединены с выходами блока сравнения, n-й информационный вход соединен с вторым входом реверсивного счетчика, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом счетчика периода измерения, вход которого соединен с вторым входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов.characterized in that, in order to simplify and expand the functionality by simultaneously measuring the current and average voltage values, a counter, series-connected reference level decoder, a code converter with a hyperbolic characteristic and a code comparison unit, the output of which is connected to the first inputs of the reversible input, are introduced into it counter and counter controlling the input of the reference level decoder, η information inputs of which are connected to the outputs of the comparison unit, the nth information input oedinen with the second input up-down counter, and the output - to the first input of the adder, a second input coupled to an output of the counter measurement period, the input of which is connected to a second input of the counter, the output of which is connected to the second input of the comparison block codes.
SU833568269A 1983-03-24 1983-03-24 Digital ac voltmeter SU1109661A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833568269A SU1109661A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Digital ac voltmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833568269A SU1109661A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Digital ac voltmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1109661A1 true SU1109661A1 (en) 1984-08-23

Family

ID=21055132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833568269A SU1109661A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Digital ac voltmeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1109661A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 241535, кл. G 01 R 19/02, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР № 918869, кл. G 01 R 19/25, 1980 (прототип)., *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1109661A1 (en) Digital ac voltmeter
US3947673A (en) Apparatus for comparing two binary signals
Gryzhov et al. Flexible converter of analog signal into discrete digital one with the example of double integration voltmeter
RU2024877C1 (en) Device for electric energy quality control
RU2096788C1 (en) Statistic analyzer of quality of electric power characteristics
SU1061260A1 (en) Analog/digital converter
SU864137A1 (en) Multi-function analogue-digital converter
RU2725678C2 (en) Integrating analogue-to-digital voltage converter
SU864550A2 (en) Device for measuring distribution function of random errors of analogue-digital converters
SU1124346A1 (en) Analog-digital multiplying device
SU570025A1 (en) Device for conversion of pulse frequency
Abdul-Karim et al. A digital power-factor meter design based on binary rate multiplication techniques
SU1695326A2 (en) Device for adaptive sliding averaging
SU600469A1 (en) Digital frequency meter
SU905999A1 (en) Analogue-digital converter
SU1029410A1 (en) Device for converting voltage to resiual class system code
SU741281A1 (en) Device for integrating functions of peak shape
RU2022348C1 (en) Device for monitoring electrical energy characteristics
SU980015A1 (en) Instantaneous value phase meter
SU1429054A1 (en) Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration
SU771561A1 (en) Digital frequency meter
SU677095A1 (en) Number code- to-pulse recurrence frequency converter
SU748864A1 (en) Stroboscopic a-d converter
SU1728857A2 (en) Multichannel measuring device
SU838598A1 (en) Universal digital integrating voltmeter