SU834528A1 - Current value voltmeter - Google Patents

Current value voltmeter Download PDF

Info

Publication number
SU834528A1
SU834528A1 SU792761013A SU2761013A SU834528A1 SU 834528 A1 SU834528 A1 SU 834528A1 SU 792761013 A SU792761013 A SU 792761013A SU 2761013 A SU2761013 A SU 2761013A SU 834528 A1 SU834528 A1 SU 834528A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
input
cycle
counter
switch
Prior art date
Application number
SU792761013A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Петрович Першенков
Борис Владимирович Султанов
Эдуард Константинович Шахов
Виктор Михайлович Шляндин
Original Assignee
Пензенский Политехнический Инсти-Тут
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 Пензенский Политехнический Инсти-Тут filed Critical Пензенский Политехнический Инсти-Тут
Priority to SU792761013A priority Critical patent/SU834528A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU834528A1 publication Critical patent/SU834528A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

Изобретение относитс  к эпектроизм ритепьной технике и предназначено дл  использовани  при реалииации цифрового контрол  переменного напр жени . Известно устройство, обеспечивающее измерение действующего значени  напр -жени  и содержащее, в частности, поспе довательно соединенные функциональные блоки квадратировани , усреднени  и извг леченн  квадратного корн  l. Недостатки известного устройства зак лючаютс  в значительной инерционности и больших погрешност х измерени  при контроле действующих значений напр жени  в широком динамическом диапазоне. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  вольметр действующего значени , пршьлип действи  которого основан на раэновременном сравнении действукицего зна чени  измер емого напр жени  и посто н ного компенсирующего напр жени , при котором протесе подбора компенсирующего напр жени , равного действуклпему значению измер емого напр жени , осуществл етс  во втором цикле функционировани  устройства путем дискретного уравновешивани . Вольтметр содержит квадратичный преобразователь напр жени  в частоту, выход которого через соответствующие ключи соединен со счетными входами двух счетчиков импульсов, блок сравнени  кодов, информационные входы которого подключены к выходам счетчиков импульсов, формирователь компенсирующего напр жени , переключатель, блок управлени , один из входов которого соединен с общим входом устройства и первым входом переключател , другойвход-с выходом блока сравнени  кодов, а выходы - с управл ющими входами ключей, счетчике импульсов, формировател  ком- пенсирующего напр жени  в переключател  2 . Недостатки известного устройства также св заны с существенной инерционностью и ощутимыми погрешност ми болышой длительностью каждого такта функ11ионирован1та устройства, а погрешносг ти- наличием дрейфа усилител  в преобразователе напр жени  в частоту и имеющейс  несимметрией опорных напр жений .The invention relates to a ritepical technique and is intended for use in realizing digital control of alternating voltage. A device is known that provides a measurement of the effective value of a strand and contains, in particular, consistently connected functional blocks of squaring, averaging, and extracting the square root l. The disadvantages of the known device are in significant inertia and large measurement errors while monitoring the effective voltage values in a wide dynamic range. The closest technical solution to this invention is an effective value voltmeter, the action pinch of which is based on the time and time comparison of the actual value of the measured voltage and the constant compensating voltage, at which the process of selecting the compensating voltage equal to the effective value of the measured voltage is carried out in the second cycle of the operation of the device by discrete balancing. The voltmeter contains a quadratic voltage-to-frequency converter, the output of which is connected to the counting inputs of two pulse counters through appropriate keys, a code comparison unit whose information inputs are connected to the outputs of pulse counters, a compensating voltage driver, a switch, a control block, one of the inputs of which is connected with the common input of the device and the first input of the switch, another input with the output of the code comparison unit, and the outputs with the control inputs of the keys, pulse counter, pho tors, compensates for the voltage in the switch 2. The drawbacks of the known device are also associated with significant inertia and tangible errors of the large duration of each cycle of the device function, and the error in the presence of the amplifier drift in the voltage-to-frequency converter and the asymmetry of the reference voltages.

Цель изобретени  - повышение i быстродействи  и точности.The purpose of the invention is to increase i speed and accuracy.

Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в вольтметр действующего значени , содержащий квадратичный преобразователь напр жени  в частоту , выход которого через соответствующие ключи соединен со счетными входами двух счетчи ков импульсов, блок сравнени  кодов, информационные входы которого подключены к выходам счетчиков .импульсов, формирователь компенсирующего напр жени , переключатель , блок управлени , один из входов которого соединен с общим входом устройства и первым входом переключател , другой вход - с выходом блока сравнени  кодов, а выходы - с управл ющими входами ключей, счетчиков импульсов, формировател  компенсирующего напр жени  и переключател ., вве дены блок предварительной оценки напр жени , блок изменени  пол рности, аналоговый сумматор и источник добавочного напр жени  причем вход блока предварительной оценки напр жени  подключен к выходу одного из счетчиков импульсов, а выход - к управл ющему входу источника добавочного напр жени , сигнальный вход блока | изменени  пол рности соединен с соответствующим выходом формировател  компенсирующего напр жени , управл ющий вход - с соответствующим выходом блока управпениа , а выход- со вторым входом переключател , входы аналогового сумматора подключены к выходам . ...переключател  и источника добавочного напр жени , а выход - ко входу квадратКганого преобразовател  напр жени  в частоту. The delivered circuit is achieved by the fact that in a voltmeter of the effective value, containing a quadratic voltage-to-frequency converter, the output of which is connected to the counting inputs of two pulse counters through the corresponding switches, the code comparison unit, the information inputs of which are connected to the outputs of the counters of pulses, the compensating voltage generator switch, a control unit, one of the inputs of which is connected to the common input of the device and the first input of the switch, the other input to the output of the comparison unit and outputs with control inputs of keys, pulse counters, compensating voltage driver and switch. A voltage pre-evaluation unit, a polarity reversing unit, an analog adder and a source of additional voltage are added, and the voltage pre-evaluation unit input is connected to the output of one of the pulse counters, and the output to the control input of the source of the additional voltage, the signal input of the block | polarity changes are connected to the corresponding output of the compensating voltage generator, the control input is connected to the corresponding output of the control unit, and the output is connected to the second input of the switch, the inputs of the analog adder are connected to the outputs. ... the switch and the source of the additional voltage, and the output to the input square of the chganic voltage-to-frequency converter.

На чертеже представлена функционапьна  схема вольтметра действунзшего a a4&Kvta.The drawing shows a functional diagram of a voltmeter acting a a4 & Kvta.

В состав устройства вход т переключ тель 1, аналоговый сумматор 2, блок 3 управлени , квадратичный преобразовател 4 напр жени  в частоту, ключи 5 и 6, счетчики 7 и 8 импульсов, блок 9 сравнени  кодов, блок id предварительной оценки напр жени , источник il добавочного напр жени , блок 12 изменени  по л рности и формирователь 1 3 компенсирующего напр жени .The device includes a switch 1, an analog adder 2, a control block 3, a quadratic voltage-to-frequency converter 4, keys 5 and 6, counters 7 and 8 pulses, a code comparison block 9, a voltage pre-estimate block id, a source il additional voltage, unit 12 changes in polarity and the shaper 1 3 of the compensating voltage.

Алгоритм функционировани  предлагаемого вольтметра действующехх) значени  основан на резковременном сравнении действующего значени  измер емого напр жени  и посто нного компенсирующегч напр жени , причем процессу измерени  предшествует предварительный такт, в течение которого осуществл етс  предвари тельна  оценка напр жени . Если действующее значение напр жени  принадлежит нижней части шкалы прибора, то в следующем такте квадратируетс , усредн етс , и запоминаетс  сумма измер емого и некоторого посто нного добавочного напр жений, а дискретное уравновешивание .в последующих тактах производитс  суммой компенсирующего и добавочного напр жений с изменением пол рности компенсирующего напр жени  в середине каждого такта. Если же . действующее значение измер емого нап-; р жени  принадлежит верхней части шкал прибора , то процесс преобразовани  производитс  аналогично, однако доба воч-ное напр жение во всех тактах полаггаетсч равным нулю.The operation algorithm of the proposed current-voltage voltmeter is based on a short-term comparison of the effective value of the measured voltage and the constant compensating voltage, with the measurement process being preceded by a preliminary clock, during which the preliminary voltage is estimated. If the effective value of the voltage belongs to the lower part of the instrument scale, then in the next cycle, the sum of the measured and some constant additional voltages is stored, and the discrete equilibration. In the subsequent cycles, the sum of the compensating and additional voltages with the change of the field compensating voltage in the middle of each measure. If . effective value of the measured napa; If the voltage belongs to the upper part of the instrument scales, the conversion process is performed in the same way, however, the additional voltage in all cycles is assumed to be zero.

Работа устройства происходит в три цикла. В первом цикле переключатель 1 находитс  в верхнем положении, ключ 5 открыт, а ключ 6 закрыт. На в.Ход преобразовател  4 напр жени  в частоту, поступает измер емое напр жение Uy, За врем  первого цикла Т в счетчике 7 импульсов накапливаетс  число импульсов NJ I соответствующееThe device operates in three cycles. In the first cycle, switch 1 is in the upper position, key 5 is open, and key 6 is closed. On the c. The turn of the voltage converter 4 to the frequency, the measured voltage Uy arrives. During the first cycle T in the pulse counter 7, the number of pulses NJ I is accumulated corresponding to

тt

M;--fi(t),, юM; - fi (t) ,, y

где (Jy - действующее значение измер емого напр жени ,where (Jy is the actual value of the measured voltage,

иf(t -опорное напр жение ичастота Преобразовател  4 напр жени  в частоту,if (t is the reference voltage and the frequency of the Converter 4 voltage to frequency,

§ - коэффициент , определ емый такж параметрами преобразовател  4 .§ is the coefficient determined also by the parameters of the converter 4.

Задача предварительной оценки в блоке 10 предварительной оценки напр жени  состоит в вы влении факта, превышает или нет V)( половину динамического диапазона прибора V ц.The task of preliminary estimation in block 10 of preliminary estimation of voltage consists in finding out whether a factor exceeds or not V) (half of the dynamic range of the instrument Vc.

Claims (2)

По формуле (1 ) можно зараннее на этапе проектировани  вычислить число I соответствующее значению Uyu . При этом блок 10 будет определ ть соотношение чисел N и . Если I значит Vy Vj( и надо дить добавочное напр жение Удоб если же NJ, ,значит УХ VXH и вводить Удоб. нет необходимости. При практической реализации прибора удобно перед началом измерени  устанавпввать в счетчике 7 импульсов такое число NUQIV чтобы выполн лось равенство нач 4Н1 где NO - емкость счетчика 7. Тогда спучаюу У), будет соотеетс-р вовать единдагное состо ние триггера старшего разр да счетчика 7, а случаю . Таким образом, блок 1О предварительной опенки напр жени . предоставл ет собой логический элемент, определ ющий состо ние триггера старШего разр да счетчика 7 и выдающий соответствукнций сигнал. в зависимости от результата предвар тельно опенки блоком Ю выдаетс  на источник добавочного напр жени  И дл  подключени  или неподключени  добавочного напр жени  . По окончании первого цикла счетчик 7 импульсов сбрасываетс  на нутш. Во втором пикле, длительность которо го также равна , положение пе реключател  1 и состо ние ключей 5 и 6 не мен ютс , но ко второму входу анало . говбго сумматора подводитс  Удоб. (рассматриваем случай, когда измер емое напр жение принадлежит нижней части шкалы). На вход подаетс  сигнал Vx(t) Wx() + Xwjg. По окончании второго цик ла в счетчике 7 фиксируетс  число N , равное N.SVJ VSVJV&V,,5;T ( В третьем цикле, состсжщем из несколькик тактов, длительность каждого из которых соответствует Т , переключатель 1 пераводитс  в нижнее положение, ключ 5 закрываетс , а ключ 6 открьшаетс . Осуществл етс  процесс подбора компенсирующего напр жени  V , равного действующему значению напр жени  /х Подбор необходимого значени  на пр жени  V осуществл етс  поразр дно путем прс еаовательного подключени  значенийУxИaв Jeм  Т ко входу преобразовател  4 напр жени  в частоту. Оценка соотношени  Vy и V,, производитс  на основе сопоставлени  их усредненных квадратов , вафиксирсжанньгх в счетчике 7 и 8 импульсов что осуществл етс  с помощью блока 9 сравнени  кодов, В зависимости от соотношени  дискретно набранного напр жени  V и напр жени  Vx блок 9 дает сигнал о необходимости уменьшени  или увеличени  VK . В каждом такте уравновешивани  на входе преобразовател  4 действует сигнал К . причем в момент соответствующий середине такта, происходит изменение знака компенсирую щего напр жени  Vy. По окончании каждого такта в счетчике 8 импульсов фиксируетс  число sv,4,. (4). Процесс измерени  заканчиваетс , когда подбираетс  такое значение V , при котором N N(2. Тогда, при{5авнвва  правые части равенств (З) к (4), получим , V,(5) Управл ющий код формировател  13 s компенсирующего напр жени  оказываетс  пропорциональным действук цему значению измер емого напр жени . Можно показать, что с осуществлением изменени  пол рности компенсирующего напр жени  , осуществл емым блоком 12 в середине каждого такта в третьем цикле , обеспечиваетс  линейность функции преобразовани  вольтмет ра. Целесообразность изменени  пол рности именно У|у , а не Лд§ обусловлена имеющей при этом место коррекцией пбгрешностей, вызываемых вли нием аддитивного смещени  нул  усилител  и несимметрии опорных напр жений в преобразователе 4 напр жени  в частоту. Процесс измерени  предлагаемым устройством состоит, как уже отмечалось , из трех шшлов, причем длительность первого и второго циклов в сумме не превышает 2Т , а в третьем цикле необходимо такое же число тактов , как и в известном устройстве. За счет того, что длительность каждого такта в предлагаемом вольтметре резко уменьшаетс , достигаетс  увеличение быстродействи  прибора. В предлагаемом устройстве корректиру ютс  как мультипликативные, так и аддитивные составл ющие погрешности преобразовател  4, в св зи а этим повышаетс  точность измерени  действующего значени  напр жени . Увеличение быстродействи  и точност прибора расшир ет динамический диапазо измер емых напр жений . Формула изобретени Вольтметр действующего значени , содержащий квадратичный преобразователь напр жени  в частоту, выход которого через соответствующие ключи соеди нен со счетными входами двух счетчиков импульсов, блок сравнени  кодов, информационные которого подкпк чены к выходам счетчиков импульсов, формирователь компенсирующего нап р жени , переключатель, блок управлени  один из входов которого соединен с общим входом устройства и первым входом переключател . дрзггой вход - с выходом блока сравнени  кодов, а выходы - с управл ющими входами ключей, счетчиков импульсов, формировател  компенсирующего напр жени  и переключател , отличающийс  тем, что. , с целью повышени  быстродействи  и точности , в него введены блок предварительной оценки напр жени , блок изменени  пол рности, аналоговый сумматор и источ ник добавочного напр жени , причем вход блока предварительной оценки напр жени  подключен к выходу одного из счетчиков импульсов, а выход - к управл ющему входу источника добавочного напр жени , сигнальный вход блока изменени  пол  уности соединен с соответствующим выходом формировател  компенсирующего напр жени , управл ющий вход - с cooTW ветствующим выходом блока управлени , а выход - со вторым входом переключател , входы аналогового сумматора подключены .к выходам переключател  и источника добавочного напр жени , а выходKD входу квадратичного преобразовател  напр жени  в частоту. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 222735, кл. Н 03 К 13/20, 1967. By the formula (1), it is possible to calculate in advance at the design stage the number I corresponding to the value Uyu. In this case, block 10 will determine the ratio of the numbers N and. If I means Vy Vj (and you need to add an extra voltage. Conveniently, if NJ, then UX VXH and enter Convenient. There is no need. In practical implementation of the device it is convenient to set such a number of pulses NUQIV in the counter of 7 pulses before starting the measurement where NO is the capacitance of the counter 7. Then, with the help of V), the unidag state of the high-order trigger of counter 7 will correspond, and the case. Thus, the unit 1O is the preseed voltage. It is a logical element that determines the state of the trigger of the higher bit of counter 7 and generates a corresponding signal. depending on the result of the preliminary injection, the unit U is outputted to the source of the additional voltage AND for connecting or not connecting the additional voltage. At the end of the first cycle, the pulse counter 7 is reset to nix. In the second pick, the duration of which is also equal, the position of the switch 1 and the state of the keys 5 and 6 do not change, but to the second input is analog. The adder is supplied by Convenient. (consider the case when the measured voltage belongs to the bottom of the scale). The input is Vx (t) Wx () + Xwjg. At the end of the second cycle, the number 7 in the counter 7 is equal to N.SVJ VSVJV & V ,, 5; T (In the third cycle, consisting of several cycles, the duration of each of which corresponds to T, switch 1 is reduced to the lower position, key 5 is closed, and the key 6 is cleared. The process of selecting the compensating voltage V, equal to the actual value of the voltage / x, is carried out. Selection of the required value for the voltage of the voltage V is performed in bits by means of the interactive connection of the values of X and J T to the input of the voltage converter 4 and h Evaluation of the ratio of Vy and V ,, is made on the basis of a comparison of their average squares, the values in the counter 7 and 8 pulses, which is carried out using block 9 of code comparison, Depending on the ratio of the discretely typed voltage V and voltage Vx, block 9 gives signal about the need to decrease or increase VK. At each equilibration cycle, the input signal K is applied to the input of converter 4. At the moment corresponding to the middle of the cycle, the sign of the compensating voltage Vy changes. At the end of each cycle, the number of sv, 4, is recorded in the counter of 8 pulses. (four). The measurement process ends when such a value V is selected, at which NN (2. Then, for {5) equal right parts of equalities (3) to (4), we obtain V, (5) The control code of the compensating voltage generator 13 s turns out to be proportional Acting to the value of the measured voltage. It can be shown that with the implementation of the change in polarity of the compensating voltage, carried out by block 12 in the middle of each cycle in the third cycle, the linearity of the voltmeter conversion function is ensured. The awnings of exactly Y | y, not Ldg, are due to the correction occurring in the problems caused by the influence of the additive zero bias of the amplifier and the asymmetry of the reference voltages in the voltage-to-frequency converter 4. The measurement process of the proposed device consists, as already mentioned, of three Shshlov, and the duration of the first and second cycles in the amount does not exceed 2T, and in the third cycle you need the same number of cycles as in the known device. Due to the fact that the duration of each cycle in the proposed voltmeter is sharply reduced, an increase in the speed of the instrument is achieved. In the proposed device, both the multiplicative and additive components of the error of the converter 4 are corrected, in connection with this, the accuracy of the measurement of the effective voltage value is improved. Increasing the speed and accuracy of the device expands the dynamic range of measured voltages. The invention The effective value voltmeter, containing a quadratic voltage-to-frequency converter, the output of which through the corresponding switches is connected to the counting inputs of two pulse counters, a code comparison unit, whose information is connected to the outputs of the pulse counters, a compensating voltage generator, a switch, a block control one of the inputs of which is connected to the common input of the device and the first input of the switch. The other input is with the output of the code comparison unit, and the outputs are with the control inputs of switches, pulse counters, a compensating voltage driver, and a switch, characterized in that. In order to increase speed and accuracy, a voltage pre-evaluation unit, a polarity reversing unit, an analog adder and an additional voltage source are introduced, the input of the voltage pre-evaluation unit connected to the output of one of the pulse counters, and the output to the control input of the source of the additional voltage, the signal input of the reversing unit is connected to the corresponding output of the compensating voltage driver, the control input is connected to the cooTW output of the control unit, and Exit - to the second input of the switch, the analog adder inputs are connected to outputs of switch and .k additional voltage source, and vyhodKD quadratic input transducer voltage to frequency. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 222735, cl. H 03 K 13/20, 1967. 2.Авторскоесвидетельство СССР № 367389, кл.аоП 19/26, 1971.2. USSR Authorship Certificate No. 367389, Class A 19/26, 1971.
SU792761013A 1979-05-03 1979-05-03 Current value voltmeter SU834528A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792761013A SU834528A1 (en) 1979-05-03 1979-05-03 Current value voltmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792761013A SU834528A1 (en) 1979-05-03 1979-05-03 Current value voltmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU834528A1 true SU834528A1 (en) 1981-05-30

Family

ID=20825524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792761013A SU834528A1 (en) 1979-05-03 1979-05-03 Current value voltmeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU834528A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1446801A (en) Time interval phase detection in distance measuring apparatus
GB1572088A (en) Method of and apparatus for automatic measurement of impedance and other parameters with microprocessor calculation techniques
EP0303442A2 (en) Multi-frequency capacitance sensor
JP2720970B2 (en) Measuring instrument
SU834528A1 (en) Current value voltmeter
US3999128A (en) Time interval measurement method and apparatus
SU919076A1 (en) Analogue-digital converter with automatic calibration
SU752170A1 (en) Digital meter of signal effective value
SU918880A1 (en) Phase-meter
RU2001409C1 (en) Device for determining phase relation of two sine-wave signals
SU918933A1 (en) Device for measuring time intervals
SU149944A1 (en) Analog-digital computing device
SU721754A1 (en) Device for measuring increments of physical values
SU1698813A1 (en) Integrating digital voltmeter
SU834594A1 (en) Method of measuring signal phase
SU576539A1 (en) Digital automatic bridge
SU1073887A1 (en) Time-pulse converter of a.c.parameters
RU1780041C (en) Phase meter
SU691766A2 (en) Extremum modulating digital bridge circuit
JPS58113830A (en) Vacuum measuring device
RU2100813C1 (en) Method for measurement of resistance, inductance and capacity
SU596968A1 (en) Integration arrangement
SU991442A1 (en) Integrator non-linearity measuring device
SU871099A1 (en) Digital phase meter
SU1170364A1 (en) Device for measuring amplitude of low-frequency sinusoidal voltage