SU708244A1 - Устройство дл измерени действующего значени переменного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в вольтметрах переменного тока.

Известны устройства для измерения $ действующего значения напряжения, в которых измеряемое напряжение и напряжение обратной связи поочередно во времени сравниваются на квадратируюшем преобразователе. Сигнал рассогласования подается на синхронный детектор и усредняется интегратором, который формирует напряжение обратной связи [1].

Недостатки таких устройств заключаются в низкой точности и в значительном ₁₅ времени измерения. Невысокая точность объясняется тем, что на время подключения к квадратирующему преобразователю напряжения обратной связи, измеряемое напряжение отключается, что приво- jo дит к потере полезной информации. Инерционность квадратирующего преобразователя вызывает появление на его выходе низкочастотных колебаний, для сглажива2 ния которых необходимо применять интегратор со значительной постоянной времени, что увеличивает время измерения.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения действующего значения напряжения, содержащее ключ на входе, обеспечивающий поочередное подключение измеряемого напряжения обратной связи к квадратирующему преобразователю, синхродетектор и интегратор. Усиленная переменная составляющая выходного сигнала квадратирующего преобразователя поступает на вход синхродетектора, а затем сглаживается интегратором, выходной сигнал которого, промодулированный вспомогательным генератором, поступает через ключ на вход квадратирующего преобразователя [2].

Недостатки этого устройства заключаются в низкой точности, обусловленной необходимостью периодического отключения измеряемого напряжения от входа устройства. Кроме того, такое устройство имеет значительное время измерения, что связано с инерционностью известных квадратирующих преобразователей и значительной постоянной времени интегратора, необходимой для сглаживания низкочастотных колебаний выходного сигнала 5 квадратируюшего преобразователя.

Цель предлагаемого изобретения - повышение быстродействия и точности измерения устройства для измерения действующего значения переменного напряжения.

Для этого устройство для измерения действующего значения напряжения, содержащее квадратирующий преобразователь с входным переключателем, управляющий триггер, а также последовательно соединенные синхродетектор, интегратор и измеритель постоянного тока, причем выход интегратора через переключатель соединен со входом квадратируюшего преобразователя снабжено дополнительным квадратируюшим преобразователем с дополнительным входным переключателем, сумматором и дифференцирующим устройством, причем выходы основного и дополнительного квадратирующих преобразователей через последовательно соединенные сумматор и дифференцирующее устройство подключены ко входу синхродетектора, сигнальные входы переключателей соединены попарно параллельно, а управляющие входы подключены' к парафазным выходам управляющего триггера.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входные переключатели 1 и 2, квадратирующие преобразователи 3 и 4, сумматор 5, дифференцирующее устройство 6, синхродетектор 7, интегратор 8, измеритель 9 постоянного тока, управляющий триггер 10.

Сигнальные входы 11 и 12, 13 и 14 входных переключателей 1 и 2 соединены попарно параллельно. Измеряемое напряжение подано на сигнальные входы 11 и 12, а напряжение обратной связи U_oc,снимаемое с выхода интегратора 8, подано на сигнальные входы 13 и 14 входных переключателей 1 и 2.

Выходы квадратирующих преобразователей 3 и 4 через сумматор 5 и дифференцирующее устройство 6 соединены со входом синхродетектора 7, выход которого связан со входом интегратора' 8. Парафазные выходы 15 и 16 управляющего триггера 10 соединены с управляющими входами входных переключателей 1 и 2.

Устройство работает следующим, образом.

В течение первого такта измеряемое напряжение Uy входным переключателем подключено ко входу квадратируюшего преобразователя 3, а напряжение обратной связи Ц^ч ер ез входной переключатель подано на вход квадратируюшего преобразователя .4.

В течение второго такта управляющий триггер 10 переключает входные переключатели 1 и 2, поэтому измеряемое напряжение подключается ко входу квадратирующего преобразователя 4, а напряжение обратной связи Q - ко входу квадратирующего преобразователя 3. Далее процесс периодически повторяется.

Выходные пилообразные напряжения квадратирующих преббразователей 3 и 4 суммируются сумматором 5, выходное напряжение которого поступает на дифференцирующее устройство 6. На выходе дифференцирующего устройства 6 формируются импульсы прямоугольной формы, которые преобразуются синхродетектором 7 в напряжение постоянного тока. Это напряжение интегрируется интегратором 8 и поступает на измеритель 9 постоянного тока и в цепь обратной связи.

Применение двух квадратирующих преобразователей с асинхронно работающими переключателями позволило исключить потери полезной информации, так как измеряемый сигнал всегда подключен к одному или другому квадратирующему преобразователю. Поскольку два квадратирующих преобразователя поочередно используются в цепи и измеряемого и опорного сигнала, то к стабильности и идентичности их характеристик не предъявляется высоких требований.

Формирование из выходного сигнала квадратирующих преобразователей с помощью диффериннирующего устройства напряжения прямоугольной формы позволяет исключить влияние инерционности квадратируюших преобразователей на время измерения и уменьшить постоянную времени интегратора.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и может быть испо пьзовано в вольтметрах переменного тока. Известны устройства дл  намерени  действующего значени  напр жени , в которых измер емое напр жение и напр же ние обратной св зи поочередно во времени сравниваютс  на квадратируюшем преобразователе . Сигнал рассогласовани  подаетс  на синхронный детектор и усред н етс  интегратором, который формирует напр жение обратной св зи l. Недостатки таких устройств заключаю с  в низкой точности и в значительном времени измерени . Невысока  точность объ сн етс  тем, что на врем  подключени  к квадратирующему преобразователю нaпp жe ra  обратной св зи, измер емое напр жение отютючаетс , что приводит к потере полезной информации. Инерционность квадратирующего преобразовател  вызывает по вление на его выходе низкочастотных колебаний, дл  сглаживани  KOTOfHJx необходимо примен ть инте1 ратор со значительной посто нной времени , что увеличивает врем  измерени . Наиболее близким техническим реше- нием  вл етс  устройство дл  измерени  действующего значени  напр жени , содержащее ключ на входе, обеспечивающий поочередное подключение измер емого напр жени  обратной св зи к квадратирующему преобразователю, синхродетектор и ингегратор. Усиленна  переменна  составл юща  выходного сигнала квадратирующего преобразовател  поступает на вход синхродетектор а, а затем сглаживаетс  интегратором, выходной сигнал которого, промодулированный вспомогательным генератором , поступает через ключ на вход квадратирующего преобразовател  . Недостатки этого устройства заключаютс  в низкой точности, обусловленной необходимостью периодического отключени  измф емого напр жени  от входа устройства. Кроме того, такое устройство имеет значительное врем  измерени . что св зано с инерционностью известных квадратарующих преобразователей и значительной посто нной времени интегратора , необходимой дл  сглаживани  низкочастотных колебаний выходного сигнала квадратирующего преобразовател . Цель предлагаемого изобретени  - повышение быстродействи  и точности изме . рени  устройства дл  измерени  действую щего значени  переменного напр жени . Дл  этого устройство дл  измерени  действующего значени  напр жени , содаржащее квадратирующий преофазователь с входным переключателем, управл  ющий триггер, а также последовательно соединенные синхродетектор, интегратор и измеритель посто нного Тока, причем выход интегратора через переключатель соединен со входом квадратирующего пре образовател  снабжено дополнительным квадратируюшим преобразователем с дополнительным входным переключателем, сумматором и дифференшгруюпщм устройством , причем выходы основного и допол нительного квадратирующих преобразователей через последовательно соединенные сумматор и дифференцирующее устройство подключены ко входу синхродетектора, сигнальные входы переключателей соединены попарно параллельно, а управл ющие даходы подключены к парафазным выходам управл ющего триггера. На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит входные переклю чатели 1 и 2, квадратирующие преобразователи 3 и 4, сумматор 5, дифференцирующее устройство б, синхродетектор 7| интегратор 8, измеритель 9 посто нного тока, управл ющий триггер 10. Сигнальные входы 11 и 12, 13и 14 входных переключателей 1 и 2 соединены попарно параллельно. Измер емое нап р жение и подано на сигнальные входы 11 и 12, а напр жение обратной св зи - выхода интегратора 8, подано на сигнальные входы 13 и 14 входных переключателей 1 и 2. Выходы квадратирующих преобразователей 3 и 4 через сумматор 5 и дифференцирующее устройство 6 соединены со входом синхродетектора 7, выход ко1юрого св зан со входом интегратора 8. Парафазные выходы 15 и 16 управл ющего триггера 1О соединены с управл югцими входами входных переключателей 1 и 2. Устройство работает следующим, образом . 444 В течение первого такта измер емое напр жение Uy входным переключателем 1подключено ко входу квадратирующего преобразовател  3, а напр жение обратной св зиЦ 1ерез входной переключатель 2подано на вход квадратирующего преобразовател  .4. В течение второго такта управл ющий триггер 10 переключает входные переключатели 1 и 2, поэтому измер емое напр жение и подключаетс  ко входу квадратирующего преобразовател  4, а напр жение обратной св зи U - ко входу квадратирующего преобра.зовател  3. Далее процесс периодически повтор етс . Выходные пилообразные напр жени  квадратирующих прес56разователей 3 и 4 суммируютс  сумматором 5, выходное напр жение которого поступает на дифференцирующее устройство 6. На ш 1ходе дифференцирующего устройства 6 формируютс  импульсы пр моугольной формы, которые преобразуютс  синхродетектором 7 в напр жение посто нного тока. Это напр жение интегрируетс  интегратором 8 и поступает на измеритель 9 посто нного тока и в цепь обратной св зи. Применение двух квадратарующих преобразователей с асинхронно работающими переключател ми позволило исключить потери полезной информации, так как измер емый сигнал всегда подключен к одному или другому квадратирующему преобразователю . Поскольку два квадратирующих преобразовател  поочередно используютс  в цепи и измер емого и опорного сигнала, то к стабильности и идентичности их характеристик не предъ вл етс  высоких требований. Формирование из выходного сигнала квадратирующих преобразователей с помощью диффериншрующего устройства напр жени  пр моугольной формы позвол ет исключить вли ние инерционности квадратируюшик преобразователей на врем  измерени  и уменьшить посто нную времени интегратора. Формула изобретен Устройство дл  измерени  действующего значени  переменного напр жени , одержащее квадратирующий преобразоваель с входным переключателем, управл юий триггер, а также последовательно оединенные синхродетектор, интегратор и измеритель посто нного тока, причем 57О выход интегратора через переключатель соединен со входом квадратнрующего преобразовател , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  быстро действи  и точности измерени , оно снабжено дополнительным квадратирующим преобразователем с дополнительным входным переключателем, сумматором и дифференцирующим устройством, причем выходы основного и дополнительного квадратируюпшх преобразователей через последовательно соединенные сумматор и дифференцирующее устройство подключе4 Вы ко входу синхродетектора, сигнальные входы переключателей соединены попарно параллельно, а управл ющие входы подключены к парафазным выходам управл ющего триггера. Источники информации, прин тые во внимание ари экспертизе 1.Волгин Л. И. Линейные электрические преобразоватепи дл  измерительных приборов и систем, М., Советское Радио , 1971, с. 192-193, рис. 3.31.
2. 2.Патент США № 34847О5, кл. 328-149, опублик. 1969.