SU1651219A1 - Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies - Google Patents
Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies Download PDFInfo
- Publication number
- SU1651219A1 SU1651219A1 SU884611699A SU4611699A SU1651219A1 SU 1651219 A1 SU1651219 A1 SU 1651219A1 SU 884611699 A SU884611699 A SU 884611699A SU 4611699 A SU4611699 A SU 4611699A SU 1651219 A1 SU1651219 A1 SU 1651219A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- voltages
- measured
- switched
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в точных средствах измерени напр жени . Цель изобретени - упрощение и повышение точности измерений. Указанна цель достигаетс путем формировани вспомогательного напр жени посредством поочередной коммутации стабильных и равных по амплитуде синусоидальных напр жений двухфазного генератора, частоту которого устанавливают в соответствии с частотой измер емого напр жени , при этом отношение частоты коммутации к частоте коммутируемых напр жений выбирают кратным четырем, а период коммутации - не менее чем на пор док меньшим тепловой посто нной времени термопреобразовател . Измерение осуществл ют в два этапа: сначала, установив фазовый сдвиг между коммутируемыми 0°. равным путем од- напр же ни ми новременного одинакового регулировани амплитуд коммутируемых напр жений производ т уравновешивание измер емого напр жени вспомогательным напр жением, затемаустано- вив фазовый сдвиг равным 90°, производ т уравновешивание выставленного вспомогательного напр жени известным посто нным напр жением, по значению которого суд т о среднеквадратическом значении измер емого напр жени . 3 ил. О СThe invention can be used in accurate voltage measurement tools. The purpose of the invention is to simplify and improve the accuracy of measurements. This goal is achieved by forming an auxiliary voltage by alternately switching stable and equal amplitude sinusoidal voltages of a two-phase generator, the frequency of which is set in accordance with the frequency of the measured voltage, while the ratio of the switching frequency to the frequency of switched voltages is chosen to be a multiple of four, and the period commutations are no less than an order of magnitude lower than the thermal time constant of the thermal converter. The measurement is carried out in two stages: first, by setting the phase shift between the switched 0 °. by equal and simultaneous equal adjustments of the amplitudes of the switched voltages, the measured voltage is balanced by the auxiliary voltage, then by setting the phase shift to 90 ° C, the exposed auxiliary voltage is balanced by the known constant voltage by the value of which the rms value of the measured voltage is judged. 3 il. O S
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при создании точных средств измерени напр жени в области ин- фразвуковых частот.The invention relates to a measurement technique and can be used to create accurate means for measuring voltage in the area of infrasonic frequencies.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.
На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ измерени ; наFIG. 1 shows a device implementing a measurement method; on
фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, по сн ющие сущность способа; на фиг. 3 - формирователь коммутирующих функций.FIG. 2 - time diagrams of signals, explaining the essence of the method; in fig. 3 - shaper commuting functions.
Устройство содержит формирователь 1 вспомогательного напр жени , выполненный с применением регулируемого по уровню двухфазного генератора 2 равных по амплитуде синусоидальныхThe device contains a shaper 1 auxiliary voltage, made using a two-phase generator regulated at a level of 2 equal in amplitude sinusoidal
формиform
колебаний, фазовый сдвиг между которыми можно установить 0 или 90 ровател 3 коммутирующих функций и двух коммутаторов 4 и 5 напр жени , частотомер 6, переключатель 7, термопреобразователь 8, измеритель 9 посто нной составл ющей напр жени , выполненный с применением преобразовател 10 напр жени в частоту, ши- ротно-импульсного аппроксиматора 11 весовой функции, элемента И 12 и цифрового отсчетного устройства 13, а также калибратор 14 напр жени посто нного тока.oscillations, the phase shift between which you can set 0 or 90 rotator 3 switching functions and two voltage switches 4 and 5, frequency meter 6, switch 7, thermal converter 8, meter 9 constant voltage component, made using voltage converter 10 the frequency, the pulse-width approximator 11 of the weight function, the element I 12 and the digital reading device 13, as well as the calibrator 14 of the DC voltage.
Вход устройства соединен с частотомером 6 и первым неподвижным контактом переключател 7, второй и третий неподвижные контакты которого соединены соответственно с выходом формировател 1 вспомогательного напр жени и выходом калибратора 14 напр жени посто нного тока, а подвижный контакт через термопреобразователь 8 подключен к измерителю 9 посто нной составл ющей напр жени . Сигнальные выходы двухфазного генератора 2 подключены к сигнальным входам коммутаторов 4 и 5 напр жени , выходы которых объединены и образуют выход формировател 1 вспомогательного напр жени .The input of the device is connected to the frequency meter 6 and the first fixed contact of the switch 7, the second and third fixed contacts of which are connected respectively to the output of the auxiliary voltage shaper 1 and the output of the calibrator 14 of the direct voltage, and the movable contact through the thermal converter 8 is connected to the constant meter 9 component voltage. The signal outputs of the two-phase generator 2 are connected to the signal inputs of the voltage switches 4 and 5, the outputs of which are combined and form the output of the auxiliary voltage driver 1.
Управл ющие входы коммутаторов 4 и 5 напр жени соединены соответственно с первым и вторым выходами формировател 3 коммутирующих функций, который своими первым и вторым выходами подключен к соответствующим синхрониThe control inputs of the voltage switches 4 and 5 are connected respectively to the first and second outputs of the imaging unit 3 switching functions, which by their first and second outputs are connected to the corresponding synchronous
Фазовый сдвиг ме ми U| и U2 устанав да выходное напр же тел 1 вспомогательPhase shift me mi u | and U2 is set by yes the output is tel 1 auxiliary
;чг(ад+; chg (hell +
зирующим выходам двухфазного генератора 2. Входом измерител 9 посто н- Q имеет вид (фиг. 2д) ной составл ющей напр жени вл етс ..../« - . - « т, вход преобразовател 10 напр жени в частоту, выход которого подключен к первому входу элемента И 12, второй вход которого соединен с первым выхо- 45 дом широтно-импульсного аппроксиматора 11 весовой функции, а выход - с информационным входом цифрового отсчетного устройства 13, которое своим установочным входом подключено к вто1- JQ рому выходу широтно-импульсного аппроксиматора 11 весовой функции.the output outputs of the two-phase generator 2. The input of the meter 9 constant n-Q has the form (Fig. 2e) of the voltage component is .... / "-. - "t, the input of the converter 10 voltage to frequency, the output of which is connected to the first input of the element 12, the second input of which is connected to the first output of the pulse width approximator 11 of the weight function, and the output to the information input of the digital reading device 13 which is connected to the second 1-jq rum output of the pulse-width approximator 11 weight function by its installation input.
Un,2F4)Un, 2F4)
+ O+Ju)Fe sin2t Um, + O + Ju) Fe sin2t Um,
+JUUm,F2sinCt где+ JUUm, F2sinCt where
-, -Hng-Urm-, -Hng-Urm
J J
о х на Установив перекл вое (верхнее) полож измерение квадрата кого значени напр р емое напр жение ty термопреобразовател зуетс в Ч ермоэлект пропорциональную кв го напр жени . Выде составл ющей ехо те щей силы, несущей иAbout x On setting the switching (upper) position of measuring the square of any value, the direct voltage ty thermocouple is located in a thermal electrode proportional to the square voltage. The component of the total power carrying and
На временных диаграммах прин ты следующие обозначени : U (фиг.2а) и U (фиг. 26) - исходные синусоидальные напр жени на первом и втором фазных выходах двухфазного генератора 2, при этом U и U2 предетав0In the time diagrams, the following notation is accepted: U (Fig. 2a) and U (Fig. 26) are the initial sinusoidal voltages at the first and second phase outputs of the two-phase generator 2, while U and U2 are preset
5five
5five
л ют собой напр жение U при его фазовом сдвиге относительно U, равном соответственно 0 и 90°, т.е. на пер- е вом и втором этапах измерени ; F (фиг.2в) и F2 (фиг. 2г) - единичные коммутирующие функции соответственно на первом и втором выходах формировател 3 коммутирующих функций; U1 (фиг. 2д) - вспомогательное напр жение на выходе формировател 1 вспомогательного напр жени при фа-«- зовом сдвиге между исходными напр жени ми U и U2, равном 0, U (фиг. 2е) - вспомогательное напр жение на выходе формировател 1 вспомогательного напр жени при фазовом сдвиге между напр жени ми U( и U, равном 90°.The voltage U is at its phase shift relative to U equal to 0 and 90 °, i.e. in the first and second measurement stages; F (Fig.2b) and F2 (Fig. 2d) - single switching functions, respectively, on the first and second outputs of the imaging unit 3 switching functions; U1 (Fig. 2d) is the auxiliary voltage at the output of the shaper 1 of the auxiliary voltage at the phase - “- call shift between the initial voltages U and U2 equal to 0, U (Fig. 2e) - the auxiliary voltage at the output of the shaper 1 auxiliary voltage at phase shift between voltages U (and U equal to 90 °.
Формирователь 3 коммутирующих функций.(фиг. 3) содержит триггер 15, одновибратор 16 и элементы И 17 и 18.Shaper 3 commuting functions. (Fig. 3) contains a trigger 15, one-shot 16 and the elements And 17 and 18.
Способ измерени реализуетс следующим образом.The measurement method is implemented as follows.
Измерение среднеквадратического значени исследуемого напр жени U, осуществл етс в два этапа.The measurement of the rms value of the tested voltage U is carried out in two stages.
На первом этапе с помощью частотомера 6 определ ют частоту $2jc измер емого напр жени U, после чего на двухфазном генераторе 2 устанавливают частоту Я. исход из услови Й-52,.At the first stage, using the frequency meter 6, the frequency $ 2jc of the measured voltage U is determined, and then the frequency I is set on the two-phase generator 2, based on condition X-52 ,.
Фазовый сдвиг между напр жени ми U| и U2 устанавливают Ф 0 °« Тогда выходное напр жение формировател 1 вспомогательного напр жени Phase shift between voltages U | and U2 set F 0 ° "Then the output voltage of the driver 1 auxiliary voltage
00
00
Q имеет вид (фиг. 2д) ..../« - . - « т, 45 JQ Q has the form (Fig. 2d) .... / “-. - “t, 45 jq
;чг(ад+; chg (hell +
имеет вид (фиг. 2д) ..../« - . - « т, has the form (fig. 2d) .... / “-. - “t,
Un,2F4)sin9t UOM F,Un, 2F4) sin9t UOM F,
+ O+Ju)Fe sin2t Um, (F +F2)sinat++ O + Ju) Fe sin2t Um, (F + F2) sinat +
+JUUm,F2sinCt где+ JUUm, F2sinCt where
-, -Hng-Urm-, -Hng-Urm
J J
относительное расхождение амплитуд напр жений U и Ug. Установив переключатель 7 в пер- , вое (верхнее) положение, производ т измерение квадрата среднеквадрат чес- кого значени напр жени Ux . Измер емое напр жение ty .подаетс на вход термопреобразовател 8, где преобразуетс в Ч ермоэлектродаижуцую силу а,, пропорциональную квадрату измер емо- го напр жени . Выделение посто нной составл ющей ехо термоэлектродв жу- щей силы, несущей информацию о квадrelative divergence of the amplitudes of the voltages U and Ug. By setting switch 7 to the first, up (up) position, the square rms square value of the voltage Ux is measured. The measured voltage ty. Is supplied to the input of the thermocouple 8, where it is converted into a Thermal Electromagnetic Force, proportional to the square of the measured voltage. Isolation of a constant component ex thermoelectrode in contact force carrying information about quad
эГрате среднеквадратического значени Ux, и ее измерение осуществл етс в цифровом виде методом весового интегрировани с помощью измерите- л 9 посто нной составл ющей напр жени . Дл этого термоэлектродвижуща сила термопреобразовател 8 подаетс на вход преобразовател 10 напр жени в частоту, где преобразуетс в частоту импульсов. Определение среднего значени частоты fnHt( преобразовател 10 напр жени в частоту и тем самым выделение посто нной составл ющей ву0 термопреобразовател 8 производитс путем умножени частоты fflnv на значение весовой функции g(t), которую формируют в виде последовательности ииротно-моду- лированных импульсов. Формирование последовательности широтно-модулиро- ванных импульсов, аппроксимирующих весовую функцию g(t), осуществл етс с помощью широтно-импульсного аппрок- симатора 11, который может быть выполнен на базе последовательного соединени генератора тактовых импуль-- сов и широтно-импульсного прерыва- -тел .The root mean square Ux is measured, and its measurement is carried out in digital form by the method of weight integration using the measuring constant voltage component 9. For this, the thermoelectromotive force of the thermal converter 8 is supplied to the input of the voltage converter 10 to a frequency, where it is converted into a pulse frequency. The determination of the average frequency fnHt (voltage converter 10 to frequency and thereby the selection of the constant component of the thermal converter 8 is performed by multiplying the frequency fflnv by the value of the weight function g (t), which is formed as a sequence of oriental-modulated pulses. sequences of pulse-width modulated pulses that approximate the weighting function g (t) are carried out using a pulse-width approximator 11, which can be performed on the basis of a serial connection not a generator of clock pulses and pulse-width interrupt- tel.
йнротно-импульсный аппроксиматор Т весовой функции работает в два цикла. В первом цикле на его первом выходе формируетс последовательность широт- но-модулированных импульсов, аппроксимирующих весовую функцию g(t). Указан ные импульсы подаютс на первых входа элемента И 12. В результате импульсы преобразовател 10 напр жени в частоту , поступающие на второй вход элемента И 12, проход т на выход по- следнего только во врем существовани импульсов на первом выходе аппроксиматор а 11.The pulse-pulse approximator T of the weight function operates in two cycles. In the first cycle, a sequence of pulse-width modulated pulses is formed at its first output, approximating the weight function g (t). These pulses are supplied to the first inputs of the element 12. As a result, the pulses of the voltage converter 10 to the frequency fed to the second input of the element 12 pass to the output of the last only during the existence of the pulses at the first output an approximator 11.
Таким образом, элемент И 12 выполн ет функцию умножени частоты f „Hl4 на весовую функцию g(t). Количество импульсов на выходе элемента И 12 в первом цикле пропорционально посто нной составл ющей е хо термоэлектродвижущей силы термопреобразовател 8. Благодар применению весового интегрировани выделение посто нной составл ющей ехо производитс за сравнительно короткое врем , избега операции делени на период. IThus, the And 12 element performs the function of multiplying the frequency f „Hl4 by the weight function g (t). The number of pulses at the output of the element I 12 in the first cycle is proportional to the constant component e xo of the thermoelectromotive force of the thermal converter 8. Thanks to the use of weight integration, the selection of the constant component exo is performed in a relatively short time, avoiding the division by the period. I
Во врем первого цикла на второмDuring the first cycle on the second
выходе широтно-импульсного аппрокси- матора 11 существует высокий потенци5There is a high potential for the output of the pulse-width approximator 11
00
5five
1212
$ 0 $ 0
5 0 50
5 0 5 5 0 5
19°19 °
ал, который, воздейству на управл ющий вход цифрового отсчетного устройства 13, обеспечивает в нем режим счета . В результате количество импульсов , прошедших с выхода элемента И 12 на информационный вход цифрового отсчетного устройства 13, фиксируетс в последнем. В течение второго цикла на втором выходе широтно-импульсного аппроксиматора 11 установлен низкий потенциал, обеспечивающий в цифровом отсчетном устройстве 13 режим хранени , при котором осуществл етс индикаци результата измерени , полученного в первом цикле. В момент окончани второго цикла возникающий на втором выходе широтно-импульсного аппроксиматора 11 положительный период напр жени сбрасывает цифровое отсчетное устройство 13 в нулевое состо ние, после чего в нем снова устанавливаетс режим счета, обеспечива тем самым повторное измерение.Al, which, acting on the control input of the digital reading device 13, provides in it the counting mode. As a result, the number of pulses that have passed from the output of the element 12 to the information input of the digital reading device 13 is recorded in the latter. During the second cycle, a low potential is set at the second output of the pulse-width approximator 11, which provides in the digital reading device 13 a storage mode in which the measurement result obtained in the first cycle is indicated. At the moment of the end of the second cycle, the positive period of voltage arising at the second output of the pulse-width approximator 11 resets the digital reading device 13 to the zero state, after which the counting mode is again set in it, thereby ensuring a repeated measurement.
Полученный результат измерени квадрата среднеквадратического значени напр жени U запоминают, после чего переключатель 7 перевод т во второе положение, при котором на вход термопреобразовател 8 подаетс вспомогательное напр жение 1JB. Производ т уравновешивание напр жени Uj( напр жением U. С этой целью измер ют квадрат среднеквадратического значени вспомогательного напр жени U и сравнивают его с ранее зафиксиро-- ванным результатом измерени их. Одинаково регулиру амплитуды выходных напр жений IIj) и U двухфазного генератора 2, измен ют уровень Ug, так, чтобы получить показани цифрового отсчетного устройства 13 такие, какие зафиксированы при измерении 1ТХ. Так как вспомогательное напр жение Ue по своей форме представл ет собой амплитудно-импульсную аппроксимацию синусоидального инфразвукового напр жени и принима во внимание, что термопреобразователь на частоту импульсов не реагирует вследствие тепловой инерции, то пульсации температуры нагревател термопреобразовател при подключении к нему измер емого напр жени Ux и вспомогательного напр жени U& практически не отличаютс . Это значит, что низкочастотна погрешность первхода при замещении напр жени Uj, напр жением III незначительна. Следовательно , на первом этапе измерений обеспечиваетс равенствоThe result of measuring the square of the RMS voltage U is memorized, after which the switch 7 is shifted to the second position, at which an auxiliary voltage 1JB is applied to the input of the thermal converter 8. The voltage Uj is balanced (by voltage U. To this end, the square of the rms value of the auxiliary voltage U is measured and compared with the previously recorded measurement result of them. Equally adjusting the amplitude of the output voltages IIj) and U of the two-phase generator 2, change the level of Ug, so as to obtain the readings of the digital reading device 13 such as those recorded during the measurement of 1TX. Since the auxiliary voltage Ue is in its form an amplitude-pulse approximation of sinusoidal infrasonic voltage and taking into account that the thermal converter does not react to the frequency of the pulses due to thermal inertia, the temperature pulsations of the thermal converter when the measured voltage Ux is connected to it auxiliary voltage U & practically no different. This means that the low-frequency error of the first-pass when replacing the voltage Uj, by voltage III is insignificant. Therefore, in the first measurement stage,
,,
где U - среднеквадратическое значение напр жени U. На втором эт пе измерений ка двухфазном генераторе 2, не измен уров- н ранее выставленных напр жений Uy и Uг устанавливают фазовый сдвиг . При этом вспомогательное на- пр жение (фиг. 2е) принимает видwhere U is the rms value of the voltage U. On the second floor of measurements with a two-phase generator 2, the level of the previously exposed voltages Uy and Ug do not change the phase shift. In this case, the auxiliary voltage (Fig. 2e) takes the form
U0eUtoiF sinQt+ uJH UPi FVcosS2t Во втором положении переключател производ т измерение квадрата средне- квадратического значени напр жени U. Результат измерени , индицируемый цифровым отсчетньм устройством 13, запоминают. Установив переключатель 7 в третье положение, производ т уравновешивание напр жени U посто нным напр жением К0, поступающим на вход термопреобразовател 8 с выхода калибратора 14 напр жени посто нного тока. С этой целью измер ют квадрат значени напр жени UQ и сравнивают его с ранее зафиксированным реэуль- татом измерени иЈ. Регулиру уровень напр жени калибратора 14, добиваютс такого же показани цифрового отсчеткого устройства 13, как зафиксировано при измерении Ug. Следова- тельно, на вторам этапе измерени обеспечиваетс равенствоU0eUtoiF sinQt + uJH UPi FVcosS2t In the second position of the switch, the square of the root-mean-square value of the voltage U is measured. The measurement result indicated by the digital reading device 13 is memorized. Setting switch 7 to the third position, the voltage U is balanced by a constant voltage K0 supplied to the input of the thermal converter 8 from the output of the calibrator 14 direct voltage voltage. For this purpose, the square of the value of the voltage UQ is measured and compared with the previously recorded measurement value. By adjusting the voltage level of the calibrator 14, the same digital readout device 13 is obtained as was recorded when measuring Ug. Therefore, at the second stage of measurement,
v uSСреднеквадратическое значение U измер емого напр жени равно значе- кию U0 напр жени , выставленного на выходе калибратора 14 на второмv uS The root mean square value U of the measured voltage is equal to the value U0 of the voltage set at the output of the calibrator 14 at the second
этапе измерений и отсчитываетс непосредственно со шкалы последнего.measurement stage and is measured directly from the scale of the latter.
1one
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884611699A SU1651219A1 (en) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884611699A SU1651219A1 (en) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1651219A1 true SU1651219A1 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=21412169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884611699A SU1651219A1 (en) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1651219A1 (en) |
-
1988
- 1988-11-30 SU SU884611699A patent/SU1651219A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Schoenwetter R.K. NBS Provides Voltage Calibration Service in 0,1-10 Hz Range Using AC Voltmeter Kalibrator. - IEEE Trans. Instrum. Meas. 1979, v. im-28, N 4, December, p. 327-331. Schoenwetter H.K. An Voltage Calibration for the 0,1 Hz tolOHz Frequency Range. - U.S.Department of Commerce - NBS Techn. Note - 1983 N 1182, p. 1-29. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4463311A (en) | Electronic electric-energy meter | |
| SU1651219A1 (en) | Method of measurement of voltage within range of infrasonic frequencies | |
| FI90144B (en) | ELECTRONIC ELMAETARE | |
| KR840002376B1 (en) | Electronic electric-energy meter | |
| SU1406491A1 (en) | Digital multipurpose measuring device | |
| US2891220A (en) | Measuring apparatus | |
| SU1302214A1 (en) | Meter of dynamic errors of analog electronic devices | |
| SU1166004A1 (en) | Analyser of complex spectrum of periodic voltage | |
| SU1109655A1 (en) | Method of determination of three-phase network electric power quality parameters | |
| SU1635223A1 (en) | Device for control of aperture time of analog memory unit | |
| Zupunski et al. | Power-factor calibrator | |
| SU1092422A2 (en) | Digital power meter | |
| SU1499512A1 (en) | Device for measuring phase fluctations | |
| SU883789A1 (en) | Phasemeter with small signal reference time | |
| SU1241157A2 (en) | Meter of parameters of phase-frequency characteristic of four-terminal networks | |
| SU1180807A2 (en) | Phase-meter for testing automatic control systems | |
| SU1307358A1 (en) | Method of measuring generalized parameters of periodic pulse sequence | |
| SU374612A1 (en) | POSSIBLE DEVICE | |
| SU761941A1 (en) | Apparatus for measuring phase-frequency characteristics | |
| SU1663425A1 (en) | Method for measuring amlitude of sinusoidal mechanical oscillation | |
| RU1771034C (en) | Synchronizer with constant advance time | |
| SU1757095A1 (en) | Method for comparation of alternating current from root-mean-square value | |
| SU1345136A1 (en) | Method of determining phase characteristics of object | |
| SU1504619A1 (en) | Multichannel measuring pointer instrument | |
| SU938163A1 (en) | Quasi-equilibrium detector |