SU1173331A1

SU1173331A1 - Method of measuring of the square of effective value alternating current of arbitrary shape

Info

Publication number: SU1173331A1
Application number: SU833670217A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Кандыбин
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1985-08-15

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КВАДРАТА ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ,включающий формирование треугольного напр жени с амплитудой, большей амплитуды входного напр жени ,сравнение мгновенных значений входного и треугольного напр жений, формирование импульсов по результатам сравнени и их усреднение, о т л и ч а ю щи и с тем, что, с целью упрощени у импульсы формируют из входного напр жени с длительностью, равной интервалам времени, в течение которых мгновенные значени входного напр жени превышают мгновенные значени треугольного напр жени .A METHOD FOR MEASURING SQUARE OF EFFECTIVE VALUES OF VARIABLE VOLTAGE OF AN ARBITRARY FORM, including the formation of a triangular voltage with amplitude, greater amplitude of the input voltage, turn-off voltage, turn-off voltage, turn-off, and formation of impulses based on the results of comparison and generation and so that, in order to simplify, the pulses are formed from an input voltage with a duration equal to the time intervals during which the instantaneous values of the input voltage exceed Stakeholder value of the triangular voltage.

Description

ЧH

00 0000 00

соwith

Фи. 7 1I Изобретение относитс к технике электроизмерений и может быть использовано в устройствах дл измерени эффективных значений переменных напр жений ,, произвольчой формы. Цель изобр)в|тени - упрощение способа путем изменени алгоритма преобразовани и- замены двух опера« , иди одной. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства дл осуществлени способа измерени квадрата эффективного значени переменного напр жени произвольной формы; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие преобразование входного сигнала при воздействии треугольного переменного напр жени при Т Т., (Т - период входного сигнала, Т период треугольного напр жени ); на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие преобразование входного сигнала при Т « Т. Устройство дл осуществлени способа измерени квадрата эффективного значени переменного напр жени произвольной формы содержит компаратор 1, первый вход которого соединен с входной шиной, второй - с выходом генератора 2 переменного треугольного напр жени , а выход с управл ющим входом ключа 3, сигнальный вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом фильтрующего блока 4. Сущность способа измерени квадрата эффективного значени переменного напр жени произвольной формы состоит в следующем. Входное напр жение и формируемое переменное треугольное напр жение с амплитудой, превышающей амплитуду входного сигнала, сравнивают по амплитуде и в моменты, когда мгновенные значени входного сигнала начинают превьшать мгновенные значени треугольного напр жени , из входного напр жени формируют импульсы (фиг. 2 и 3). Дл случа Т Т (фиг, 2) полуволны входного напр жени на каждом периоде треугольного напр жени можно аппроксимировать отрезка ми пр мых Аналитическое вьфалсение дл напр жени входного сигнала U(t) 27-Ь-, (1) где и - амплитуда напр жени входного сигнала. 173331 П ных U(t) из 5 имп инт ние U О П ног са р , 5 S; ти где 30 где 1 40 и 5 зу Е;т i- гд 55 + 2 о результатам сравнени мгновензначений входного напр жени и треугольного напр жени U-,(t) ходного напр жени формируют льсы с длительност ми, равными рвалам времени t t, в течекоторых ( t) U(t). ри положительной полуволне входнапр жени площадь i-ro импульавна (фиг.2) At.U. .-H.-i-IIill .|i ..t.U,,,, реднее значение последовательносформированных импульсов состав-I ,; ь з 2Т . п Т - длительность положительной полуволны входного напр жени . 1 4U - амплитуда треугольного напр жени . осле преобразовани получим 1 т Фinт , т:и |i- + 4- г п. -Ii , р .- „ М( Поскольку т TT . то испольпредельный переход, получим 2 f . пV UutMU tilJt; Cim (tyi, i4i- 0biJ TT At --- . 11 - U(t)dt и 2T и 5ju(t)dt.Phi. 7 1I The invention relates to an electrical measurement technique and can be used in devices for measuring effective values of alternating voltages, of arbitrary shape. The purpose of images in shadows is to simplify the method by changing the algorithm for converting and replacing two operas, go one. FIG. 1 shows a functional diagram of an apparatus for implementing a method for measuring the square of the effective value of a variable voltage of arbitrary shape; in fig. 2 - timing diagrams explaining the conversion of the input signal under the influence of a triangular ac voltage at T T., (T is the period of the input signal, T is the period of the triangular voltage); in fig. 3 shows timing diagrams explaining the conversion of the input signal at T Устройство T. A device for implementing the method for measuring the square of the effective value of a variable voltage of arbitrary shape contains a comparator 1, the first input of which is connected to the input bus, the second input to the output of alternating generator 2 of a variable triangular voltage and the output with the control input of the key 3, the signal input of which is connected to the input bus, and the output to the input of the filter unit 4. The essence of the method of measuring the square of the effective value of the variable A freeform yarn is as follows. The input voltage and the generated alternating triangular voltage with an amplitude exceeding the amplitude of the input signal are compared in amplitude and at the moments when the instantaneous values of the input signal begin to exceed the instantaneous values of the triangular voltage, pulses are generated from the input voltage (Fig. 2 and 3) . For the case T T (FIG. 2), the half-wave input voltage at each period of the triangular voltage can be approximated by straight-line segments. Analytical peak voltage for the input signal voltage U (t) is 27-b-, (1) where and is the voltage amplitude input signal. 173331 Pnykh U (t) of 5 imp intii U U P leg sa p, 5 S; where 30 where 1 40 and 5 s e; t i-dd 55 + 2 about the results of comparing the instantaneous values of the input voltage and the triangular voltage U -, (t) of the voltage, form lsa with durations equal to the time slots tt, leaking (t) U (t). In the positive input wave half-wavelength, the area i-ro is impulsive (Fig.2) At.U. .-H.-i-IIill. | I ..t.U ,,,, the earlier value of successively formed pulses composition-I,; s 2T. n T is the duration of the positive half-wave input voltage. 1 4U is the amplitude of the triangular voltage. After the transformation, we get 1 t Fint, t: and | i- + 4- g p. -Ii, p .- „M (Since t TT. then using the limit transition, we get 2 f. pV UutMU tilJt; Cim (tyi, i4i- 0biJ TT At ---. 11 - U (t) dt and 2T and 5ju (t) dt.

г g

Таким образом, среднее значение импульсной последовательности, сформированной из г1оложительной полуволны входного напр жени , представл ет собой сумму квадрата эффективного значени с коэффициентом /2у и половины средневыпр мленного значени входного напр жени .Thus, the average value of the pulse sequence formed from the r1-positive half-wave of the input voltage is the sum of the square of the effective value with a factor of / 2y and half of the linear average of the input voltage.

Площадь i-ro импульса, сформированного при отрицательной пол рности входного напр жени ,The area of the i-ro pulse generated by the negative polarity of the input voltage,

.Ли. .Li.

в результате аналогичньк преобразований получитс среднее значение напр жени за врем Т. - длительность отрицательной полуволны входного напр жени as a result of analogous transformations, the average value of the voltage will be obtained for the time T. - the duration of the negative half-wave of the input voltage

, г 5™- I - - 5тg 5 ™ - I - - 5t

U(t)dt..(7) Напр жение, получаемое при усре нении импульсов за весь период Т UCP ср+ ср г г Г -L Т. nu(t)dt Если из выходного напр жени фор мируют импульсы с длительностью, ра ной интервалам времени, когда U(t) : U(t) среднее напр жение Uf. определ етс аналогично, но имеет противоположный знак. U (t) dt .. (7) Voltage received by pulse trimming over the entire period T UCP cf + cfg r G –L T. nu (t) dt If pulses of duration with duration of output voltage are generated from the output voltage Noah, when U (t): U (t) is the average voltage Uf. is defined similarly, but has the opposite sign.

733314733314

Устройство, реализующее способ измерени квадрата эффективного значени переменного напр жени , работает следующим образом.A device that implements a method for measuring the square of the effective value of the alternating voltage works as follows.

5 Компаратор 1 сравнивает мгновенные значени входного напр жени и треугольного напр жени , формируемые генератором 2 переменного треугольного напр жени . Как только мгновенные значени входного напр жени превыс т мгновенные значени треугольного напр жени , компаратор подает отпирающий сигнал на ключ 3, который подключает входное напр жение к входу усредн ющего блока 4. Когда мгновенные значени входного напр жени станов тс меньше мгновенных значений треугольного напр жени , компаратор 1 запирает ключ 3 и напр жение на входе усредн ющего.блока 4 становитс равным нулю.5 Comparator 1 compares the instantaneous values of the input voltage and the triangular voltage generated by the alternating voltage generator 2 of the triangular voltage. As soon as the instantaneous values of the input voltage exceed the instantaneous values of the triangular voltage, the comparator sends a release signal to the key 3, which connects the input voltage to the input of the averaging unit 4. When the instantaneous values of the input voltage become less than the instantaneous values of the triangular voltage, the comparator 1 locks the key 3 and the voltage at the input of the averaging unit 4 becomes zero.

Усредн нлций блок 4 вьщел ет среднее значение импульсного напр жени .The average value of the block 4 is the mean value of the pulse voltage.

поступающего на его вход. Математическим путем можно показать , что и при соотношении Т « Т среднее значение напр жени при осуществлении способа пропорционально квадрату эффективного значени входного напр жени . Таким образом, формирование импульсов , из входного напр жени позвол ет всесто операции алгебраического суммировани и усреднени вьшолн ть только операцию усреднени , что упрощает способ измерени квадрата эффективного значени переменного напр жени произвольной формы.incoming at his entrance. Mathematically, it can be shown that, at a ratio T «T, the average value of the voltage when implementing the method is proportional to the square of the effective value of the input voltage. Thus, the formation of pulses from the input voltage allows the entire operation of algebraic summation and averaging to perform only the operation of averaging, which simplifies the method of measuring the square of the effective value of a variable voltage of an arbitrary shape.

Claims

METHOD FOR MEASURING THE SQUARE OF AN EFFECTIVE VALUE OF AN AC VARIABLE FORM, including the formation of a triangular voltage with an amplitude greater than the amplitude of the input voltage, comparing the instantaneous values of the input and triangular voltages, generating pulses from the results of comparison and their averaging, and in order to simplify ^ the pulses are formed from the input voltage with a duration equal to the time intervals during which the instantaneous values of the input voltage exceed the instantaneous values of the triangular voltage.