SU1429054A1 - Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration - Google Patents
Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration Download PDFInfo
- Publication number
- SU1429054A1 SU1429054A1 SU874231840A SU4231840A SU1429054A1 SU 1429054 A1 SU1429054 A1 SU 1429054A1 SU 874231840 A SU874231840 A SU 874231840A SU 4231840 A SU4231840 A SU 4231840A SU 1429054 A1 SU1429054 A1 SU 1429054A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- integrator
- counter
- key
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной и импульсной технике и может быть использовано при испытании устройств, например, дл сн ти врем токовых характеристик автоматов защиты. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет измерени длительности импульса - достигаетс тем, что в измеритель среднеквадратичного значени напр жени одиночного импульса случайной формы и длительности, содержащий датчик 1 сигнала, квадратор 4, элемент 8 сравнени , интегратор 13, введены компаратор 2, триггер 9, два счетчика 15, 18, цифроаналоговый преобразователь 17, многопредельный интегратор 6, переключающий ключ 5, источник опорного напр жени 10, генератор 14 тактовых импульсов, два блока 7, 16 вычислени пор дка, два g ключа 3, 11, сумматор 19, блок 20 уп равлени ключами. 2 ил.The invention relates to electrical measuring and pulse engineering and can be used in testing devices, for example, to measure the current characteristics of circuit breakers. The purpose of the invention — extending the functionality by measuring the pulse duration — is achieved in that the meter of the rms voltage of a single pulse of random form and duration, containing a signal sensor 1, quad 4, reference element 8, integrator 13, comparator 2, trigger 9 , two counters 15, 18, a digital-to-analog converter 17, a multi-range integrator 6, a switching key 5, a source of reference voltage 10, a generator of 14 clock pulses, two blocks 7, 16 calculating the order, two g keys 3, 11, adder 19, key control unit 20. 2 Il.
Description
СWITH
юYu
СПSP
I Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано испытании устройств, например, д|1 сн ти врем токовых характеристик аЬтоматов защиты, I Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет измерени длительности импульса,I The invention relates to a pulse technique and can be used to test devices, for example, g | 1 to remove the current characteristics of a protection circuit, I the purpose of the invention is to enhance the functionality by measuring the pulse duration,
На фиг.1 представлена блок-схема I-змерител среднеквадратичного значе- ги одиночного импульса случайной оормы и длительности; на фиг,2 - вре™ пенные диаграммы по сн ющие его работу Figure 1 shows the block diagram of the I-meter rms value of a single pulse of random size and duration; FIG. 2 - time ™ foam diagrams for his work
Предлагаемый измеритель содержит датчик 1 сигнала, компаратор 2, пер- зый ключ 3, квад,ратор 4, переключаю- 1ЦИЙ ключ 5 многопредельный интегратор 6, первый бло1х 7 вычислени по- р дка, элемент 8 сравнени , 9, источник 10 опорного напр жени , |второй ключ 11, третий ключ 12, пер- |вый интегратор 13, генератор 14 так- |товых импульсов, первый счетчик 15, второй блок 16 вычислени пор дка, ; цифроаналоговый преобразователь 17, второй счетчик 18, сумматор 19, блок 20 управлени клгочаШ , The proposed meter contains a signal sensor 1, a comparator 2, a first key 3, a quad, a rator 4, switching 1Ts key 5, a multi-range integrator 6, the first block 7 calculating order, element 8 comparison, 9, source 10 reference voltage , | the second key 11, the third key 12, the first | integrator 13, the generator 14 of these pulses, the first counter 15, the second block 16 for calculating the order,; a digital-to-analog converter 17, a second counter 18, an adder 19, a control block 20,
Выход датчика 1 подключен к входу компаратора 2 и первого ключа 3, Вы- ход компаратора 2 подключен к счетному входу триггера 9, входу Разрешение первого счетчика 15 и управл ющему входу первого ключа 3, выход которого объединен с вьпсодом первого интегратора 13 и подключен jc входу квадратора 4, выход котор ого соединен с общим контактом переключающего ключа 5. Размыкак дий контакт этого ключа соединен с входом многопредельного интегратора 6, а замыкаюпргй - с аналоговым входом дифроаналогового преобразовател , цифровые входы которого подключены к выходам первого счетчика 15. Вход управлени переклю чак дего ключа 5 объединен с входом Разрешение второго счетчика 18, первым входом блока 20 управлени :: ключами и соединен с пр мым выходом триггера 9, первый вход сброса которого соединен с выходом элемента 8 сравнени , один вход которого соединен с выходом цифроаналоговогб преобразовател , а второй вход - с выходом многопредельного интегратора 6 и входом первого блока 7 вычислени гуэр дка, первый выход - с управл ющи входом многопредельного интегратораThe output of sensor 1 is connected to the input of comparator 2 and the first key 3, the output of comparator 2 is connected to the counting input of trigger 9, the input of the resolution of the first counter 15 and the control input of the first key 3, the output of which is combined with the output of the first integrator 13 and connected to the jc input Quad 4, the output is connected to the common contact of the switching key 5. The open contact of this key is connected to the input of the multi-range integrator 6, and the short circuit is connected to the analog input of the diffraction analogue converter, which digital inputs are connected The outputs of the first counter 15 are entered. The control input of the switch of key 5 is combined with the input of the resolution of the second counter 18, the first input of the key control unit 20 and is connected to the forward output of the trigger 9, the first reset input of which is connected to the output of the comparison element 8, one input of which is connected to the output of the digital-to-analog converter and the second input to the output of the multi-channel integrator 6 and the input of the first power calculation unit 7, the first output to the control input of the multi-channel integrator
6, а второй выход - с первым входом сумматора 19, младший разр д вькода которого подключен к второму входу блока 20 управлени ключами. Второй вход сумматора 19 подключен к первому выходу второго блока 16 вычислени пор дка, вход которого подключен к выходу переполнени первого счетчика 15 5, а второй выход - к входу Yt- тановка этого йсе счетчика 15, Счетные входы первого и второго счетчиков 15 и 18 объединены и подключены к .вькоду генератора 1,4 тактовых импульсов s, а входы Сброс этих счетчиков объединены с вторым входом Сброс триггера 9 и подсоединены к шине Сброс. Первый и второй выходы блока 20 управлени ключами подсоединены соответственно к управл ющим, входам второго н третьего ключей 11 и 12J входы которых объединены и подключены к выходу источника 10 опорного напр жени , а выходы - к входам первого.интегратора 13,6, and the second output is with the first input of the adder 19, the low-order bit of the code of which is connected to the second input of the key management unit 20. The second input of the adder 19 is connected to the first output of the second calculating unit 16, the input of which is connected to the overflow output of the first counter 15 5, and the second output to the input Yt-setting of this counter 15, the counting inputs of the first and second counters 15 and 18 are combined and connected to the generator of 1.4 clock pulses s, and the Reset inputs of these counters are combined with the second input Reset trigger 9 and connected to the Reset bus. The first and second outputs of the key management unit 20 are connected respectively to the control, the inputs of the second and third keys 11 and 12J, whose inputs are combined and connected to the output of the voltage source 10, and the outputs to the inputs of the first integrator 13,
Измеритель работает следующим образом .The meter works as follows.
Многопредельньй интегратор 6 с блоком 7 вычислени пор дка выполнены , например., как операционный усилитель , на инвертирующий вход которого через резистор приходит интегри сигнал, а в цепи обратной св зи операционного усилител в зависимости от предела переключаютс ем- , КОСТИ. Соотношение посто нных времени интегрировани интегратора на разных пределах &, . 1510; 100 интегрирование начинаетс с наименьшей посто нной времени Г, (включена емкость С , в цепи обратной св зи операционного усилител ). Когда напр же- н ие на выходе интегратора достигает некоторой пороговой величины, пороговое устройство подключает парш-шельно еккости С, емкость С 9С, а перераспределени зар дов на емкост х напр жение на выходе операционного усилител уменьшаетс в 10 раз (это равносильно тому что интегратор до этого работал с посто нной времени Cj 10 t, ) , Дальнейшее интегрирование проводитс с емкостью С + С. ЮС,, т.е. 10 раз большей посто нной времени . Если напр жение на выходе инте-. гратора достигает еще раз пороговой величины, аналогичным образом подклю чаетс треть емкость С, 9(С,-(-С) Таким образом, посто нна времениThe multi-range integrator 6 with the order calculation unit 7 is made, for example, as an operational amplifier, the inverting input of which receives an integrating signal through a resistor, and switches the capacitance and bones to the feedback circuit of the operational amplifier. The ratio of the constant integration time of the integrator at different limits &.1510; 100, the integration starts with the shortest time constant G, (capacitance C included, in the feedback circuit of the operational amplifier). When the voltage at the output of the integrator reaches a certain threshold value, the threshold device connects the secondary capacitance C, the capacitance C 9C, and the charge redistribution on the capacitances, the voltage at the output of the operational amplifier decreases 10 times (this is equivalent to the integrator Before that, he worked with a constant time Cj 10 t,). Further integration is carried out with a capacity of C + C. YuS, i.e. 10 times more constant time. If the output voltage is inte-. the grator once again reaches the threshold value, the third capacity C, 9 is connected in the same way (C, - (- C). Thus, the time constant
многопредельного интегратора 6 может принимать значение сГ , 10 cl. По окончании цикла интегрировани на выходе o oгoпpeдeльнoгo интегратора величина напр жени пропорциональна интегралу входной в-еличины, а первый блок 7 вычислени пор дка на втором выходе выдает код величины е, т.е. пор док интегрируемой величины.multi-limit integrator 6 can take the value of sG, 10 cl. At the end of the integration cycle at the output of the primary integrator, the voltage is proportional to the integral of the input value, and the first calculator 7 for calculating the order at the second output gives the value code e, i.e. order of integrable value.
Первый счетчик 15 двоичный на 10 разр дов, при достижении в счетчике значени числа , на выходе переполнени счетчика возникает импульс , приход пщй на вход второго блока 16 вычислени пор дка, который по входу установки устанавливает в счетчике 15 значение содержимого, равное , и переключает его счет ный вход таким образом, что на него начинает поступать тактова частота в 10 раз меньше, чем до переполнени При следующем переполнении эта процедура повтор етс .The first counter 15 is binary for 10 bits, when the value of the number reaches the counter, a pulse appears at the exit of the counter overflow, the arrival of the order of the second calculator 16, which, by the installation input, sets the content equal to 15 in the counter and switches it the counting input in such a way that the clock frequency starts to arrive at it 10 times less than before the overflow. At the next overflow, this procedure is repeated.
Таким образом, по окончании цикла измерени в счетчике 15 хранитс двоичный .код измер емого интервала вре Thus, at the end of the measurement cycle, a binary code of the measured time interval is stored in the meter 15.
мени в диапазоне 100.-.-ЮООChange in the range of 100.-.- YuOO
10 ten
а наand on
втором выходе второго блока 16 вычислени пор дка - номер диапазона счет- чика или пор док этого числа.the second output of the second order calculator 16 is the number of the counter range or the order of this number.
Цифроаналоговый преобразователь 17 представл ет множительно-делитель- ный ДАЛ.The digital-to-analog converter 17 represents a multiplier-divisor GAL.
Блок 20 управлени ключами представл ет собой комбинационную схему, котора работает следующим образом. Когда присутствует сигнал логической 1 на первом входе блока 20 с выходаThe key management unit 20 is a combinational circuit that operates as follows. When there is a logical 1 signal at the first input of block 20 from the output
В момент времени t, срабатьшает компаратор 2, включаетс первый ключ t 3 и напр жение Ua(t) попадает на вход квадратора 4. Напр жение на вьгходе квадратора описываетс вьгражениемл At time t, the comparator 2 triggers, the first switch t 3 turns on, and the voltage Ua (t) falls into the input of the quadrant 4. The voltage at the quadrature input is described by the expression
U(t) K,-U2(t) K -K|X4t), (2) где К( - коэффициент преобразовани U (t) K, -U2 (t) K -K | X4t), (2) where K (is the conversion factor
квадратора.quad.
С выхода квадратора 4 напр жение и (t) поступает на вход интегратора 6 через размыкающие контакты переклю- чакщего ключа 5. На выходе интегратора 6 начин ет нарастать напр жение по закону - From the output of the quadrant 4, the voltage and (t) enter the input of the integrator 6 through the opening contacts of the switching key 5. At the output of the integrator 6, the voltage increases according to the law -
U4 f U,(t)dt. (3)U4 f U, (t) dt. (3)
На фиг.2 в момент времени t показан переход интегратора на второй предел. В общем виде сигнал на выходе интегратора к моменту времени t описываетс выражениемFigure 2 at time t shows the transition of the integrator to the second limit. In general, the signal at the integrator output by the time t is described by the expression
и -Т,- j x4t)df 10, (4)and -T, - j x4t) df 10, (4)
25 где С 25 where C
ЗО ZO
3535
посто нна времени инт егри- ровани на первом- пределе, е - номер предела интегратора, при котором окончилось интегрирование , записанное в первом блоке 7 вычислени пор дка.the intrinsic integration time is constant at the first limit, e is the number of the integrator limit at which the integration, recorded in the first block 7 of the order calculation, ended.
Кроме того, компаратор по входу Разрешение счетчика 15 разрешает производить этому счетчику подсчет импульсов с генератора 14 тактовых импульсов и к моменту времени t в нем и во втором блоке 16 вычислени пор дка образуетс значение длительности измер емого импульса, котороеIn addition, the input comparator Resolution of the counter 15 permits the counter to count the pulses from a generator of 14 clocks and, by the time t in it and in the second calculator 16, the duration of the measured pulse is formed, which
интегратора 6, то, если младший раз- 40 можно представить вьфажениемintegrator 6, then if the youngest is 40, you can imagine
р д на выходе сумматора 19 равен О (т.е. суммарный сигнал на выходе сумматора четный), включаетс ключ 11, если младший разр д на выходе сумматора 19 равен 1 (т.е. сигнал нечетный ), включаетс ключ 12.the row at the output of the adder 19 is equal to O (i.e., the sum signal at the output of the adder is even), key 11 is turned on, if the low-order bit at the output of adder 19 is 1 (i.e., the signal is odd), key 12 is turned on.
В исходном состо нии счетчики 15 и 18 и триггер 9 наход тс в нулевом состо нии, с выхода датчика 1 напр жение равно О. В момент времени t, (фиг.2) на вьрсоде датчика 1 начинает нарастать напр жение.In the initial state, the counters 15 and 18 and the trigger 9 are in the zero state. From the output of the sensor 1, the voltage is O. At the time t, (Fig. 2), the voltage of the sensor 1 begins to increase.
Напр жение на выходе.датчика опи- сьгоаетс выражениемThe voltage at the output of the sensor is described by the expression
Т,. п X 10T. nx 10
гЧMS
4545
5050
- fj - II л. I у- fj - II l. I y
где п - двоичное число в диап 100,0 -1000,5 , записан счетчике 15, а - пор док числа Т во вwhere n is a binary number in the range of 100.0-1000.5, the counter is recorded 15, and a is the order of the number T in
блоке 16 вычислени п В момент времени tj закрыв первый ключ 3 и задним фронто пульса, приход щего на счетны триггера 9, опрокидьгоает его ничное состо ние.In block 16, the calculation of the p At the instant of time tj, by closing the first key 3 and the back of the front pulse arriving at the countable trigger 9, its single state is tilted.
Сумматор 19 производит сум ние кодов, поступанлпих на его с выходов первого блока вычис пор дка и второго блока 16 в ни пор дка. U (t) Kg.X(t), . (1) где К - коэффициент преобразовани The adder 19 produces the sum of the codes entered into it from the outputs of the first block of the order and the second block 16 in the order. U (t) Kg.X (t),. (1) where K is the conversion factor
датчика, X(t) - измер ема величина.sensor, X (t) - measured value.
0 можно представить вьфажением0 can be imagined
Т,. п X 10T. nx 10
гЧMS
5five
00
5five
- fj - II л. I у- fj - II l. I y
где п - двоичное число в диапазоне 100,0 -1000,5 , записанное в счетчике 15, а - пор док числа Т во второмwhere n is a binary number in the range of 100.0-1000.5, recorded in the counter 15, and is the order of the number T in the second
блоке 16 вычислени пор дка. В момент времени tj закрываетс первый ключ 3 и задним фронтом импульса , приход щего на счетный вход триггера 9, опрокидьгоает его в единичное состо ние.block 16, calculating the order. At time tj, the first key 3 is closed, and by the falling edge of the pulse arriving at the counting input of the trigger 9, it is tilted to the one state.
Сумматор 19 производит суммирование кодов, поступанлпих на его 2 входа с выходов первого блока вычислени пор дка и второго блока 16 вычислени пор дка. Сигнал с выхода триггера 9 переключает переключающий ключ 5, разрешает счетчику 18 производить счет The adder 19 performs the summation of the codes received at its 2 inputs from the outputs of the first order calculation unit and the second order calculation unit 16. The signal from the output of the trigger 9 switches the switching key 5, allows the counter 18 to produce an account
ьсов, поступак цих на его счетный вхЬд с выхода генератора 14 тактовых и yльcoв, а также воздействует на бд|ок 20 управлени ключами. Сигнал с выхода этого блока в зависимости от сигнала, приход щего на его первый вход с выхода сумматора 19, включает первый ключ 11 или второй ключ 12. С вьхода источника опорного напр жени 1C напр жение U поступает на вход интегратора 13. Напр жение на выходе интегратора 13 измен етс по закону In particular, it acts on its counting input from the generator output of 14 clocks and ylks, and also affects the key management of the DB 20; The signal from the output of this block, depending on the signal arriving at its first input from the output of the adder 19, includes the first switch 11 or the second switch 12. From the voltage input of the reference voltage 1C, the voltage U is fed to the input of the integrator 13. The output voltage integrator 13 is changed by law
.1 .one
. II. II
п.P.
ii
dtdt
ыs
wlwl
е с/,e s /,
X 10X 10
сwith
ГR
10 ten
(5) (five)
- посто нна времени интегрировани интегратора 13. При этом если открыт второй ключ II, то С 0, если открыт третий клю 1:, то С 1.- constant integration integrator time 13. Moreover, if the second key II is open, then C 0, if the third key 1 is open: then C 1.
Напр жение U поступает на вход к:задратора 4 и через переключающий ключ 5 на аналоговый вход цифроана- лЬгового преобразовател . На выходе UJUI 17 напр жение описываютс выраже The voltage U is fed to the input to: the driver 4 and through the switching key 5 to the analog input of the digital-to-analog converter. The output of the UJUI 17 voltage is described by the expression
и,.„„ 7 r-TUL t. X 10 . (6)and,. „„ 7 r-TUL t. X 10. (6)
( -« i В момент времени t (фиг,2), когд напр жение на выходе многопредельно- Г|О интегратора 6 станет равным напр чению на выходе ЦАП 17, элемент 8 фавнени сбросит триггер 9 в нулево Оосто ние. Дл этого момента времени d учетом выражений 4 и 6 справедливо равенство (- “i At time t (FIG. 2), when the voltage at the output of the multi-range -G | O integrator 6 becomes equal to the voltage at the output of the D / A converter 17, the fusion element 8 will reset trigger 9 to zero. For this time point d considering expressions 4 and 6, equality is true
%К5 f Х (t)dt X 1 о I ys-Uon t X % K5 f X (t) dt X 1 about I ys-Uon t X
(7)(7)
отсюдаfrom here
10-°%10-%
i4i4
t2t2
-€4cl- € 4cl
Х2 (t)dtX10 , (8)X2 (t) dtX10, (8)
IrlliisJIrlliisJ
; п ; P
Й интервал времени преобразовани t. 0-t пропорционален измер емой ВеличинеTH is the time interval of the transformation t. 0-t proportional to the measured value
Х2 (t)dt X 10X2 (t) dt X 10
(9)(9)
где К - коэффициент преобразовани where K is the conversion factor
... К L1... To L1
Согласно выражению (9) в счетчи :ке 18 после преобразовани хранитс код числа, пропорциональный мантиссе измер емого среднеквадратичного знас 0 According to expression (9), in the counter: 18 after the conversion, a number code is stored that is proportional to the mantissa of the measured rms value
5five
0- 0-
5five
0 5 0 5
00
5five
00
5five
чени импульса, а пор док этого значени образуетс на выходе сумматора 19, Деление на 2 этого значени согласно вьфаженик) (9) осуществл етс отбрасьтанием младшего разр да значени кода. С помощью величины С осуществл етс преобразование показател степени в четную величину. На фиг.2 показан также процесс измер - ки среднеквадратичного значени , когда величина (-1 + d) в выражении (8) нечетное число.The pulse, and the order of this value is formed at the output of the adder 19, the division by 2 of this value according to the exponent) (9) is carried out by rejecting the least significant bit of the code value. Using the value C, the conversion of the exponent to an even value is performed. Figure 2 also shows the process of measuring the rms value when the value (-1 + d) in expression (8) is an odd number.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874231840A SU1429054A1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874231840A SU1429054A1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1429054A1 true SU1429054A1 (en) | 1988-10-07 |
Family
ID=21299090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874231840A SU1429054A1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1429054A1 (en) |
-
1987
- 1987-03-24 SU SU874231840A patent/SU1429054A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Электронна техника в авт ома- тике. Сб. статей. Вып. 15, М., 1984, с. 260-264. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4250449A (en) | Digital electric energy measuring circuit | |
SU1429054A1 (en) | Meter of mean square value of voltage of single pulse of random shape and duration | |
SU1112301A1 (en) | Device for measuring amplitude of single pulse signals | |
RU2028730C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
RU2027303C1 (en) | Analog-to-code functional converter | |
SU725238A1 (en) | Pulse repetition frequency divider with fractional division coefficient | |
SU1109661A1 (en) | Digital ac voltmeter | |
SU894864A1 (en) | Statistic analyzer of instrumental error of analogue-digital converter | |
SU805487A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU769734A1 (en) | Method and device for analogue-digital conversion | |
SU540367A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU570025A1 (en) | Device for conversion of pulse frequency | |
RU2024028C1 (en) | Low-frequency phase shift meter | |
SU1661998A1 (en) | Servo analog-to-digital converter | |
SU1278733A1 (en) | Digital phasemeter | |
SU1372245A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU1652933A1 (en) | Digital voltmeter for measuring ac effective values | |
SU905999A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU1265642A1 (en) | Device for determining sign of phase difference | |
SU911722A1 (en) | Analogue-digital converter | |
RU2028635C1 (en) | Device for measuring transient and frequency characteristics of electric instruments | |
SU838612A1 (en) | Device for determining dynamical characteristics of transducers | |
SU805337A1 (en) | Function generator | |
SU864552A1 (en) | Adaptive analogue-digital converter | |
SU1162037A1 (en) | Pulse rate divider |