SU1247765A1 - Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape - Google Patents

Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape Download PDF

Info

Publication number
SU1247765A1
SU1247765A1 SU843769113A SU3769113A SU1247765A1 SU 1247765 A1 SU1247765 A1 SU 1247765A1 SU 843769113 A SU843769113 A SU 843769113A SU 3769113 A SU3769113 A SU 3769113A SU 1247765 A1 SU1247765 A1 SU 1247765A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
voltage
phase
measuring
voltages
Prior art date
Application number
SU843769113A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Лещенко
Ирина Станиславовна Гусева
Original Assignee
Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.С.М.Кирова
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 Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.С.М.Кирова filed Critical Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.С.М.Кирова
Priority to SU843769113A priority Critical patent/SU1247765A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1247765A1 publication Critical patent/SU1247765A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в приборах дл  измерени  эффективного значени  переменного напр жени . Цель изобретени  - повышение точности, помехоустойчивости и расширение частотного диапазона. Поочередно квадратируют опорное, в качестве которого используют посто нное напр жение, и измер емое напр жение. Квадратирование осуществл ют в течение одинаковых интервалов времени, равных времени квадратировани . При этом формируют нулевой уровень напр жени , из результата квадратировани  выдел ют первую гармонику и измер ют ее начальную фазу. Устройство, реализующее способ, содержит управл емые ключи 2 и 4, квадратор 3, фа- зоизмерительный блок 6,отсчетный блок 7, блок 8 синхронизации и тактовый генератор 9. Реализаци  изобретени  позвол ет снизить погрешность до 0,005%. При зтом фаза первой гармоники меньше подвержена вли нию помех , чем другие параметры сигнала, Кроме того, может быть расширен часс (Л (PU8. 3The invention can be used in instruments for measuring the effective value of a variable voltage. The purpose of the invention is to improve the accuracy, noise immunity and expansion of the frequency range. Alternately square the reference, which is a constant voltage, and the measured voltage. Squaring is performed for identical time intervals equal to the squaring time. In this case, a zero voltage level is formed, the first harmonic is extracted from the result of the quadration, and its initial phase is measured. A device implementing the method contains controllable keys 2 and 4, quad 3, phase measuring unit 6, reading unit 7, synchronizing unit 8 and clock generator 9. Implementing the invention reduces the error to 0.005%. In this phase, the first harmonic phase is less susceptible to interference than other signal parameters. In addition, the clock can be extended (L (PU8. 3

Description

тотный диапазон измер емого напр жени  за счет соответствующего выбора частоты тактовых импульсов по отно- i шению к частоте измер емого напр жеcurrent range of the measured voltage due to the appropriate choice of the frequency of the clock pulses relative to the frequency of the measured voltage

Изобретение бтноситс  к электроизмерени м и может быть использовано в прибо6.ах дл  измерени  эффективного значени  переменного напр жени ,The invention is electrical measurements and can be used in instruments 6.x to measure the effective value of a variable voltage,

Цель изобретени  - повьшение точности и помехоустойчивости и расшире ние частотного диапазона путем преоб разовани  среднеквадратического значени  в начальную фазу первой гармо- ники напр жени , формируемого из опорного и измер емого напр жений,.The purpose of the invention is to increase the accuracy and noise immunity and increase the frequency range by converting the rms value in the initial phase of the first voltage harmonic, formed from the reference and measured voltages.

На фиг. 1 приведена временна  диаграмма напр жени , формируемого из опорного и измер емого напр жений; на фиг, 2 - зависимость начальной фазы первой гармоники напр жени , приведенного на фиг. 1, от отношени  частоты измер емого сигнала к частоте первой гармоники; на фиг.3 функциональна  схема устройства дл  измерени  среднеквадратического значени  повременного напр жени ; на фиг. А - вр еменные диаграммы, по с- н нлдие работу устройства; на фиг. 5- блок синхронизации.FIG. Figure 1 shows a time diagram of the voltage generated from the reference and measured stresses; Fig. 2 shows the dependence of the initial phase of the first harmonic of the voltage shown in Fig. 2; 1, from the ratio of the frequency of the measured signal to the frequency of the first harmonic; Fig. 3 is a functional diagram of a device for measuring the RMS value of time-based voltage; in fig. A - time diagrams, in accordance with the device operation; in fig. 5- block synchronization.

: . .:. .

Способ измерени  cpeднeквaдpaти ческих значений напр жений произвольной формы заключаетс  в том, что из опорного и измер емого напр жений формируют периодическое напр жение , которое в течение трети его периода равно посто нному квадрату опорного напр жени , в течение второй трети периода - квадрату измер емого напр жени  и в течение .последней трети периода - нуль, после чего из него выдел ют первую гармонику и измер ют его начальную фазу относительно начала последней трети периода формируемого напр жени ,The method of measuring the average values of voltages of arbitrary shape is that the reference and measured voltages form a periodic voltage, which during the third of its period is equal to the constant square of the reference voltage, during the second third of the period - the square of the measured voltage during the last third of the period is zero, after which the first harmonic is extracted from it and its initial phase is measured relative to the beginning of the last third of the period of the generated voltage,

Устройство дл  осуществлени  способа содержит источник 1 посто нного опорного напр жени , который через первый управл емый ключ 2 соединен с входом квадратора 3, к которомуAn apparatus for carrying out the method comprises a constant voltage source 1, which through the first controlled switch 2 is connected to the input of the quadrant 3, to which

ни . Способ и устройство могут быть использованй в случае отличи  формы измер емого напр жени  от синусоидального , 2 .с.п. ф-лы, 5 ил.neither The method and device can be used in the case of the difference in the shape of the measured voltage from the sinusoidal, 2 pp. f-ly, 5 ill.

5five

через второй управл емый ключ 4 подключена входна  шина. Выход квадратора 3 через фильтр 5 первой гармоники подключен к пербому входу фазо- измерительного блока 6, выход которого соединен с цифровым отсчетным- блоком 7. Управл ющие входы управл емых ключей 2, 4 и фазоизмеритель- ного блока 6 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 8 синхронизации, вход которого соединен с выходом тактового генератора 9.through the second control key 4 an input bus is connected. The output of the quadrant 3 through the filter 5 of the first harmonic is connected to the perpendicular input of the phase measuring unit 6, the output of which is connected to the digital readout unit 7. The control inputs of the controlled switches 2, 4 and the phase measuring unit 6 are connected respectively to the first, second and the third output of the synchronization unit 8, the input of which is connected to the output of the clock generator 9.

Сущность способа состоит в следующем . ..The essence of the method is as follows. ..

Из опорного напр жени  квадрата измер емого напр жени  формируют напр жение вида (фиг. 1)From the reference voltage of the square of the measured voltage form the voltage of the form (Fig. 1)

2020

(ABOUT

2525

опорного импульса и импульса квадрата измер емого напр жени  в сформированном напр жении;the reference impulse and the square impulse of the measured voltage in the generated voltage;

А - амплитуда импульса опорного напр жени  и сформированном напр жении;A is the amplitude of the pulse of the reference voltage and the voltage generated;

В- - амплитуда измер емого напр жени  ;B- is the amplitude of the measured voltage;

SI- частота измер емого напр жени .SI is the frequency of the measured voltage.

Если Т,If T,

22

йth

33

ТГTg

ы s

где т - период сформированного нап-, р жени ;where t is the period of the formed p-ry;

циклическа  частота первой гармоники,cyclic frequency of the first harmonic,

иОто можно определить коэффициенты .Фурье дл  первой гармоники функции (1)And, you can determine the coefficients. Fourier for the first harmonic of the function (1)

UU

2.2

Ь 1B 1

Q.-|f (t)coScJt-,(t). (2)Q.- | f (t) coScJt -, (t). (2)

Т„.J.T „.J.

. Ч. H

Начальна  фаза первой гармоникиInitial phase of the first harmonic

равнаequals

Ъ. B

.Ч arctq-1 .Подставив в соотношени  ни  f(t) системы (1), ,преобразований.C arctq-1. By substituting the relations f (t) of the system (1),, transformations

/.M../.M ..

..

em-e)--()em-e) - ()

fToJ UoJfToJ UoJ

-,) -,)

( ..I i V(..I i V

ч 3 i T 17h 3 i T 17

2 2 /Fsг:2 2 / Fsg:

ГА HA

чА-Y .ujCHA-Y .uj

г.- /- Trsi  city- / - Trsi

l-mr-j-CoSI l-mr-j-coSI

/   , /,

((

LXJLxj

В результате подстановки а., равенство (З), получаемAs a result of the substitution a., Equality (W), we get

1247765412477654

после чего ключи 2 и 4размыкаютс , и до прихода следующего тактового импульса с генератора 9 напр   ение . на входе квадратора 3 равно нулю. 5 Выходное напр жение квадратора (фиг. 4, ж) поступает на фильтр 5 первой гармоники. Перва  гармоника (фиг. 4, з) подаетс  на фазоизмери- тельный блок 6, измер ющий начальнуюafter which the keys 2 and 4 are opened, and until the next clock pulse arrives from the generator 9, the voltage is open. at the input of the quad 3 is zero. 5 The output voltage of the quad (Fig. 4, g) is fed to the filter 5 of the first harmonic. The first harmonic (Fig. 4, h) is fed to the phase measuring unit 6, measuring the initial

10 фазу первой гармоники, котора  фиксируетс  цифровым отсчетным блоком 7. Результаты экспериментов показывают , что предлагаемый способ измерени  -среднеквадратических значений10 is the phase of the first harmonic, which is fixed by the digital reading unit 7. The results of the experiments show that the proposed method of measuring rms values

15 переменного напр жени  позвол ет снизить погрешность до 0,005%, Фаза первой гармоники меньше подвержена вли нию помех, чем другие параметры сигнала . Кроме того, может быть распда-15 AC voltage reduces the error to 0.005%. The first harmonic phase is less susceptible to interference than other signal parameters. In addition, it may be

20 . рен частотный диапазон измер емого напр жени  за счет соответствующего выбора частоты тактовых импульсов по отношению к частоте измер емог о напр жени .20 . The frequency range of the measured voltage is rendered due to the appropriate choice of the frequency of the clock pulses relative to the frequency of the measured voltage.

.. 25 Можно показать математически, что предлагаемые способ и устройство могут быть использованы в отли- и Ъ, в чи  формы измер емого напр жени  от синусоидальной... 25 It can be shown mathematically that the proposed method and device can be used in different and b, in the form of the measured voltage from the sinusoidal.

(3)(3)

(2) эначе- получаем после(2) meaning is obtained after

icJ /icJ /

ATrS2iATrS2i

л т,1 А-В(-.lt, 1 AB (-.

- -

, 2 ) 4 -arctg -j------ ., 2) 4 -arctg -j ------.

А.В(.ц-|,.,) .A.V. (.ts- |,.,).

EcлиЙ oJ, что определ етс  выбором периода сформированного найр жени  (фиг. 1), то можно показать,If oJ, which is determined by the choice of the period of formed search (Fig. 1), it can be shown

g2g2

что , т.е. начальна  фаза сформированного напр жени  пропорциональ на среднеквадратичному значению измер емого напр жени . Из фиг. 2 видно , что необходимо, чтобы ,What do you want. the initial phase of the generated voltage is proportional to the rms value of the measured voltage. From FIG. 2 shows that it is necessary that

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом.A device for implementing the method works as follows.

Генератор.9 формирует тактовые импульсы (фиг. 4, а), поступающие на блок 8 синхронизации, состо щий, например, из трех D-триггеров (фиг. 5), Блок 8 синхронизации фор- ФIpYeт на первом и втором вы.ходах . . импульсы, управл ющие ключами 2 и 4 а также фазоизмерительным блоком (фиг, 4 б, в, г). На вход квадратора подаютс  поочередно через ключ 2 опорные напр жени  от источника 1 (фиг. 4, д), через ключ 4-измер емое напр жение с входной шины (фиг. 4, еGenerator 9 generates clock pulses (Fig. 4, a), arriving at block 8 of synchronization, consisting, for example, of three D-flip-flops (Fig. 5), Block 8 of synchronization for-FIpYet at the first and second outputs. . the pulses controlling the keys 2 and 4 as well as the phase-measuring unit (fig. 4 b, c, d). To the input of the quadrant, alternately, through the switch 2, the reference voltages from source 1 (Fig. 4, d) are supplied, through the switch 4-measurable voltage from the input bus (Fig. 4, e

icJ /icJ /

Claims (2)

1. Способ измерени  среднеквадра- тических значений напр жений произвольной формы, заключающийс  в по- .1. A method of measuring the rms values of voltages of arbitrary shape, consisting in a-. очередном квадратировании опорного и измер емого напр жени  в течение одинаковых интервалов времени, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, помехоус- тойчивости и расширени  частотного диапазона, в качестве опорного напр жени  используют посто нное напр жение в течение интервала времени, равного интервалам времени квадратировани  опорного и измер емого напр жени , формируют нулевой уровень, напр жени , из результата квадратирова- ни  выдел ют первую гармонику и измер ют ее начальную фазу.regular squaring of the reference and measured voltages for the same time intervals, characterized in that, in order to increase accuracy, noise immunity and expand the frequency range, a constant voltage is used as the reference voltage during the time interval squares of the reference and measured voltage, form a zero level, the voltage, from the result of the square, isolate the first harmonic and measure its initial phase. 2. Устройство дл  измерени  сред- неквадратических значений напр жений произвольной формы, содержащее квадратор , к входу которого подключены первый и второй управл емые ключи, 2. A device for measuring the rms values of voltages of arbitrary shape containing a quad, to the input of which the first and second controlled keys are connected, с входом второго ключа соединена входна  шина, к управл ющим входам ключей , подключены выходы блока синхронизации , вход которого соединен сThe input bus is connected to the input of the second key; to the control inputs of the keys, the outputs of the synchronization unit are connected, the input of which is connected to выходом тактового генератора и так же цифровой отсчетный блок, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, помехоустойчивости и расширени  частотного диапазона, в него дополнительно вве ден источник посто нного опорного напр жени , соединенный с входомa clock generator output and also a digital readout block, characterized in that, in order to increase accuracy, noise immunity and expand the frequency range, a constant reference voltage source is additionally connected to the input первого управл емого ключа, фильтр первой гармоники,, включенный между выходом квадратора и первым входом фазоизмерительного блока, второй Вход которого соединен с дополнительным выходом блока синхронизации, а выход - с входом цифрового отсчет- ного блока.the first controlled key, the first harmonic filter, connected between the quad output and the first input of the phase-measuring unit, the second input of which is connected to the additional output of the synchronization unit, and the output to the input of the digital reading unit. -Ти/2-Ti / 2 9u8. 19u8. one ОABOUT Ти/2Ti / 2 3 «,5 6. 7,5 9 10,5 f2 S2/Uf 3 ", 5 6. 7.5 9 10.5 f2 S2 / Uf Физ. 2Fiz. 2
SU843769113A 1984-07-09 1984-07-09 Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape SU1247765A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843769113A SU1247765A1 (en) 1984-07-09 1984-07-09 Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843769113A SU1247765A1 (en) 1984-07-09 1984-07-09 Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1247765A1 true SU1247765A1 (en) 1986-07-30

Family

ID=21130065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843769113A SU1247765A1 (en) 1984-07-09 1984-07-09 Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1247765A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Измерительна техника, 1968, №9, .с. 55-56. Авторское свидетельство СССР № 761920, кл. G 01 R 19/02, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6025745B2 (en) Power measurement method
US4363099A (en) Method and system for measuring frequency deviation of low frequency signals
RU2144197C1 (en) Gear and method measuring electric energy
SU1247765A1 (en) Method and apparatus for measuring root-mean-square values of voltages having arbitrary shape
US4068171A (en) Frequency comparator
RU2127867C1 (en) Method of dynamic measurement of angular displacements
SU879499A1 (en) Commutation phase-meter
SU883786A1 (en) Device for signal non-synchronism determination
KR0122501B1 (en) Signal processing device and its method
SU834597A1 (en) Compensation phase-meter
SU508745A1 (en) The method of the decadal-follow equilibrium-hanging of digital automatic bridges of alternating current
SU956966A1 (en) Displacement measuring device
RU1780036C (en) Method and device for measuring frequency of ac current
SU1323974A2 (en) Method for determining alternating voltage frequency and device for effecting same
SU446848A1 (en) Comparison method for the phase of two variable signals of the same frequency
SU922658A1 (en) Method of harmonic signal phase shift measurement
SU1150577A1 (en) Method of measuring time of switching
SU1166010A1 (en) Digital autocompensating phasemeter
SU1186939A2 (en) Contactless tensometric apparatus for dynamic measurements
SU924621A1 (en) Device for measuring non-linear element parameters
SU732761A1 (en) Commutation phase meter
SU673989A1 (en) Frequency characteristic determining device
SU467302A1 (en) Digital resistance, capacitance and inductance meter
RU1178224C (en) Method of monitoring insulation of pickup circuits
SU638901A1 (en) Method of comparing phases of two variable signals of equal frequency