SU974577A1 - Method and apparatus for measuring dc voltage - Google Patents
Method and apparatus for measuring dc voltage Download PDFInfo
- Publication number
- SU974577A1 SU974577A1 SU813291497A SU3291497A SU974577A1 SU 974577 A1 SU974577 A1 SU 974577A1 SU 813291497 A SU813291497 A SU 813291497A SU 3291497 A SU3291497 A SU 3291497A SU 974577 A1 SU974577 A1 SU 974577A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- input
- measured
- reference voltage
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Description
(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО Д.Т1Я ЕГО ОСУЩЕСТВ.ПЕНИЯ(54) METHOD OF MEASURING DC VOLTAGE AND DEVICE D. THIRD OF ITS IMPLEMENTATION.
Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано как в систе.мах автоматического контрол , так и в цифровых измерительных приборах универсального и специального назначени .The invention relates to information-measuring technology and can be used both in automatic control systems and in digital measuring instruments for universal and special purposes.
Известны способы измерени напр жений посто нного тока и устройство дл их осуществлени .Methods for measuring DC voltages and apparatus for their implementation are known.
Известен способ измерени напр жени посто нного тока, который основан .на промежуточном преобразовании во временной интервал за счет интегрировани опорного напр жени до момента достижени проинтегрированным напр жением измер емого напр жени с последующим преобразованием его в код путем заполнени импульсами образцовой частоты, а устройство дл осуществлени способа содержит источник опорного напр жени , ключи, интегратор, устройство установки начального значени , компаратор, устройство сравнени , блок управлени , генератор импульсов образцовой частоты , схему И и счетчик f1.There is a known method for measuring DC voltage, which is based on an intermediate conversion into a time interval by integrating the reference voltage until the integrated voltage reaches the measured voltage, then converting it into a code by filling it with pulses at an exemplary frequency, and The method comprises a reference voltage source, keys, an integrator, an initial value setting device, a comparator, a comparison device, a control unit, a generator pulses of exemplary frequency, the circuit And the counter f1.
Недостатками способа и устройства дл его осуществлени вл ютс отсутствие помехозащищенности и низка The disadvantages of the method and device for its implementation are the lack of noise immunity and low
точность преобразовани . Это обусловлено тем, что по данному способу происходит измерение мгновенных значений напр жени с наложенным сигналом помехи переменного тока и тем, что в функции преобразовани имеетс величина посто нной времени интегрировани , обеспечение стабильности которой св зано со значительными труд10 ност ми .conversion accuracy. This is due to the fact that this method measures instantaneous voltage values with a superimposed AC noise signal and that the conversion function has a constant integration time value, the stability of which is associated with significant workloads.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ измерени напр жении посто нного тока, основанный на промежуточном преобразовании во временной интервал , в котором интегрируют измер емое напр жение посто нного тока в течение интервала времени, равного целому числу периодов сигнала помехи The closest in technical essence to the present invention is a method for measuring DC voltage, based on an intermediate conversion into a time interval in which the measured DC voltage is integrated during a time interval equal to an integer number of periods of the interference signal.
20 переменного тока, и затем интегрируют опорное напр жение, пол рность которого противоположна пол рности измер емого, с последующим преобразованием временного интервала в код20 alternating current, and then integrate the reference voltage, the polarity of which is opposite to the polarity of the measured, with the subsequent conversion of the time interval into the code
25 путем заполнени импульсами образцовой частоты I 2.25 by filling with pulses of an exemplary frequency I 2.
Устройство дл осуществлени способа содержит источник опорного напр жени , выход которого соединен с первым входом первого ключа, второйAn apparatus for carrying out the method comprises a voltage source, the output of which is connected to the first input of the first switch, the second
30 вход которого через блок формировани периода интегрировани опорного напр жени соединен с выходом компаратора , первый вход которого через интегратор соединен с выходами первого и второго ключей, первый выход второго ключа соединен со входной клеткой, второй вход через последотательно соединенные устройство форм ровани периода интегрировани измер емого напр жени и генератор им пульсов образцовой частоты, которые образуют блок управлени , соединен первым входом счетчика, второй вход которого через элемент И соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты и вторым входом перво го ключа, устройство сравнени 3. Недостатком способа и устройства дл его осуществлени , выбранных за прототип, вл етс низкое быстродей ствие и низка точность измерени н пр жени посто нного тока. Это обус ловлено тем, что врем измерени всегда больше интервала времени, кратного целому числу периодов сигн ла помехи переменного -гока, и завис от величины измер емого напр жени , так как интегрирование измер емого и опорного напр жений не совмещены во времени. Кроме того, аддитивна погрешность, вызванна дрейфом нул усилителей посто нного тока, исполь зуемых в интеграторе и устройствах сравнени , значительна, так как она пропорциональна времени измерени . Цель изобретени - увеличение быстродействи и повышение точности измерени . Цель достигаетс тем, что согласно способу измерени напр жений посто нного тока, основанном на промежуточном преобразовании во временной интервал, в котором интегрируют измер емое напр жение посто нного тока в течение интервала времени, равного целому числу периодов сигнала помехи переменного тока, и затем интегри руют опорное напр жение, пол рность которого противоположна пол рности измер емого, с последующим преобразованием временного интервала в код путем заполнени импульсами образцовой частоты, в течение интервала времени, равного целому числу периодов сигнала помехи переменного тока одновременно с интегрированием измер емого напр жени посто нного TQKB формируют линейно уменьшающеес от величины опорного напр жени до нул напр жение, при равенстве которого измер емому напр жению посто нного тока начинают интегрирование опорного напр жени . В устройство дл осуществлени способа, содержащее источник опорного напр жени , выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого через блок формировани периода интегрировани опорного напр жени соединен с выходом компаратора, первый вход которого через интегратор соединен с выходами первого и второго ключей, первый вход второго ключа соединен со входной клеммой, второй вход через последовательно соединенные устройство формировани периода интегрировани измер емого напр жени и генератор импульсов образцовой частоты , которые образуют блок управлени , соединен с первым входом счетчика, второй вход которого через элемент И соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты и вторым Ьходом первого ключа, устройство сравнени , введен генератор линейно измен ющегос напр жени , вход которого соединен с входом генератора импульсов образцовой частоты, а выход - с первым входом устройства сравнени , второй вход которого соединен со вторым входом второго ключа, а выход - с управл ющим входом блока формировани периода интегрировани опорного напр жени . На фиг. 1 приведена временна диаграмма, по сн юща принцип действи способа измерени напр жений посто нного тока) на фиг. 2 - структурна электрическа схема устройства дл осуществлени способа. На фиг. 1 изображено линейно измен ющеес напр жение 1, измер емое напр жение посто нного тока 2, проинтегрированное напр жение 3, врем интегрировани измер емого напр жени посто нного тока 4, врем интегрировани опорного напр жени 5. Устройство дл осуществлени способа , приведенное на фиг. 2, содержит интегратор б, построенный на операционном усилителе с емкостной обратной св зью, ключи 7 и 8 дл подключени на вход интегратора опорного напр жени источника опорного напр жени 9 и шины 10 измер емого напр жени посто нного тока, компаратор 11, устройство сравнени 12, генератор линейно измен ющегос напр жени 13, блок 14 управлени с устройством 15 формировани периода интегрировани измер емого напр жени и генератором 16 импульсов образцовой частоты, блок 17 формировани периода интегрировани опорного напр жени , шину Стоп 18, шину Старт 19, элемент И 20 и счетчик 21, с выхода которого снимаетс результат измерени -цифровой код. Способ измерени напр жени посто нного тока происходит в два такта . В течении первого такта происходит интегрирование измер емого напр жени посто нного тока 2 и формирование линейно измен ющегос напр жени 1, крутизна которого такова, что за интервал времени Т, равный целому числу периодов сигнала помехи переменного тока, оно измен етс от величины опорного напр жени до нул . В момент равенства линейно измен ющегос напр жени 1 измер емому напр жению посто нного тока 2 заканчиваетс первый такт. Дл первого такта справедливы следующее соотношени u(t) . о Т М - у - опорное напр жение/ У - измер емое напр жение пос то нного тока 2; - длительность первого такт Т - интервал времени, равный целому числу периодов сиг ла помехи переменного ток и(t)- проинтегрированное напр ж ние 3, t - посто нна времени интегрировани . Из этих уравнений следует, что тельность первого такта t, равна - Цр - их . а величина проинтегрированного на жени 3 в конце первого такта выр с как lift LM т цр- цх ии; - . Во врем второго такта происход совместное интегрирование измер в мого напр жени посто нного тока опорного напр жени , пол рность ко торого противоположна пол рности и мер емого. Второй такт, длительнос которого обозначим t, заканчивае при равенстве проинтегрированных пр жении в первом и втором тактах Тогда можно записать уравнение откуда врем второго такта, т. е. врем интегрировани опорного напр жени 5, равно Преобразу полученный временно интервал в код, путем заполнени его импульсами образцовой частоты окончательный результат измерени запишетс в виде N ilb.I,Input 30 through which the unit for integrating the reference voltage is connected to the output of a comparator, the first input of which through the integrator is connected to the outputs of the first and second keys, the first output of the second key is connected to the input cell, and the second input through the successively connected devices for forming the integration period of the measured voltage and pulse generator of exemplary frequency, which form the control unit, is connected by the first input of the counter, the second input of which is connected through the I element to the output The pulse generator of the exemplary frequency and the second input of the first key, the comparator device 3. The disadvantage of the method and device for its implementation, chosen for the prototype, is the low speed and low accuracy of the measurement of the dc voltage. This is due to the fact that the measurement time is always longer than a time interval that is a multiple of the integer number of periods of the signal of the alternating -th wave, and depends on the magnitude of the measured voltage, since the integration of the measured and reference voltages is not aligned in time. In addition, the additive error caused by the zero drift of the DC amplifiers used in the integrator and the comparison devices is significant, since it is proportional to the measurement time. The purpose of the invention is to increase the speed and increase the accuracy of measurement. The goal is achieved by the method of measuring DC voltage based on an intermediate conversion into a time interval in which the measured DC voltage is integrated over a time interval equal to an integer number of periods of the AC noise signal, and then integrated the reference voltage, the polarity of which is opposite to the polarity of the measured, with the subsequent conversion of the time interval into a code by filling with pulses of the reference frequency, during the time interval and equal to an integer number of signal periods alternating current interference simultaneously with the integration of the measured voltage DC TQKB umenshayuschees formed linearly on the magnitude of the reference voltage to zero voltage is measured at equal emomu voltage d.c. begin integration reference voltage. A device for carrying out the method comprising a voltage source, the output of which is connected to the first input of the first key, the second input of which is connected to the output of the comparator through the integrator through the integrator through the integrator, The first input of the second switch is connected to the input terminal, the second input is connected via a serially connected device to form the integration period of the measured voltage and the pulse generator. in the reference frequency, which form the control unit, is connected to the first input of the counter, the second input of which is connected to the output of the pulse generator of the reference frequency and the second input of the first key, the comparator, the generator of linearly varying voltage, the input of which is connected to the input the pulse generator of the exemplary frequency, and the output - with the first input of the comparator, the second input of which is connected to the second input of the second key, and the output - to the control input of the period formation unit integrated Rovani reference voltage. FIG. 1 is a timing chart explaining the principle of the method of measuring DC voltages) in FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for carrying out the method. FIG. 1 shows a linearly varying voltage 1, a measured DC voltage 2, an integrated voltage 3, an integration time of the measured DC voltage 4, an integration voltage of the reference voltage 5. A device for carrying out the method shown in FIG. 2, contains an integrator b, built on an operational amplifier with a capacitive feedback, switches 7 and 8 for connecting to the integrator input the reference voltage of the source of the reference voltage 9 and the bus 10 of the measured DC voltage, the comparator 11, the comparator 12 , the generator of linearly varying voltage 13, the control unit 14 with the device 15 forming the integration period of the measured voltage and the generator 16 pulses of the reference frequency, the unit 17 forming the period of integration of the reference voltage, bus Sto 18, Start bus 19, AND gate 20 and counter 21, the output of which is removed -Digital code measurement result. The method of measuring the DC voltage occurs in two cycles. During the first cycle, the measured DC voltage 2 is integrated and a linearly varying voltage 1 is formed, the slope of which is such that over a time interval T equal to an integer number of periods of the AC interference signal, it varies from the value of the reference voltage to zero. At the moment of equality of the linearly varying voltage 1 to the measured voltage of the direct current 2, the first cycle ends. For the first clock cycle, the following relations u (t) are valid. о Т М - у - reference voltage / У - measured voltage of alternating current 2; —the duration of the first cycle T — the time interval equal to an integer number of periods of the signal of an alternating-current disturbance and (t) —integrated voltage 3, t — is the constant of the integration time. From these equations, it follows that the first cycle measure t, is equal to - CR - them. and the value of the integrated 3 at the end of the first cycle is expressed as lift LM tcrc xi; -. During the second cycle, a joint integration of the measured voltage of the direct current of the reference voltage, the polarity of which is opposite to the polarity and measurable, takes place. The second cycle, whose duration is denoted by t, ends when the integrated first and second cycles are integrated. Then you can write the equation from which the second cycle time, i.e., the integration time of the reference voltage 5, equals the time interval converted into a code by filling it In pulses of the exemplary frequency, the final measurement result will be written as N ilb.I,
где N - цифровой where N is digital
Т - период следовани импульсов образцовой частоты. Врем цикла измерени , -)предел емое длительностью первого и второго тактов, т. е. временем интегрировани измер емого напр жени посто нного тока 4, равноT is the period of following pulses of the reference frequency. The measurement cycle time, -) limited by the duration of the first and second cycles, i.e. the integration time of the measured DC voltage 4, is equal to
Uo- UxUo- Ux
JkJk
т tt t
Т Т .T T
UDUD
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813291497A SU974577A1 (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Method and apparatus for measuring dc voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813291497A SU974577A1 (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Method and apparatus for measuring dc voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU974577A1 true SU974577A1 (en) | 1982-11-15 |
Family
ID=20959311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813291497A SU974577A1 (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Method and apparatus for measuring dc voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU974577A1 (en) |
-
1981
- 1981-03-03 SU SU813291497A patent/SU974577A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3875501A (en) | Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus | |
SU974577A1 (en) | Method and apparatus for measuring dc voltage | |
GB1485377A (en) | Apparatus for generating a dc signal proportional to an input frequency | |
US3745556A (en) | Analogue to digital converter | |
SU744978A1 (en) | Method and device for measuring dc voltages | |
SU450112A1 (en) | Method for digital measurement of instantaneous frequency of slowly varying processes | |
SU1218468A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU523415A1 (en) | Scale Voltage Converter | |
SU1427350A1 (en) | A.c. voltage stabilizer | |
SU1446574A1 (en) | Apparatus for measuring the amplitude of pulsed signal | |
SU834902A2 (en) | Method and device for measuring dc voltages | |
SU1073563A1 (en) | Turn angle to time interval converter | |
SU798631A1 (en) | Method of measuring complex-impedance components | |
SU868783A1 (en) | Pulse-width multiplying device | |
SU417900A1 (en) | ||
SU842419A1 (en) | Device for measuring peak value of vibration signal | |
SU387330A1 (en) | AMPLITUDE-DIFFERENTIAL ZERO ORGAN | |
SU738141A1 (en) | Method and device for converting differential transformer output signal into pulse-width signal | |
SU756299A1 (en) | Digital voltmeter | |
SU966893A1 (en) | Frequency converter for strain gauges | |
SU1140054A2 (en) | Ac voltage effective value measuring method | |
SU1711199A1 (en) | Exponential converter | |
SU868603A1 (en) | Periodic signal swing-to-voltage converter | |
SU648916A1 (en) | Arrangement for measuring parameters of two-element resonance electric circuits | |
SU403055A1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER |