Способ определения коэффициента трансформации и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области радиотехнических измере шй и может быть использовано на предприятиях, производящих трансформаторы, применяемые в различных радиоэлектронных устройствах. Цель изобретения .- увеличение точности измерения - достигается за счет учета угла между-векторами напряжения на первой и второй обмотках трансформатора, возникающего в режиме холостого хода в результате потерь в первичной обмотке, а также введения в устройство для осуществления способа микропроцессорной системы и двух измерительных каналов. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 стимулирующего воздействия, интерфейс 2, микропроцессорную вычислительную систему 3, проверяемый трансформатор 4, к первичной обмотке которого подключен согласующий усилитель 5, цифроаналоговый преобразователь 6, буферные накопители 7 и 10, согласующий усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9. После многократного повторения цикла измерение-обработка данные статистически обрабатываются в вычислительной микропроцессорной системе 3, затем выводятся на индикацию и документируются с помощью периферийных устройств, входящих в состав микропроцессорной системы. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i СЛ О5 СП ю 4 Ю

(jj

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЫИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1352412 А i (51) 4 С 01 R 29/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3948919/24-21 (22) 02.09.85 (46) 15. 11.87. Бюл. Р 42 (72) В.А.Холомков (53) 621.317.611 (088.8) (56) Касаткин А,С., Немцов И.В. Электроника, M., 1983, с. 175. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ТРАНСФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано на предприятиях, производящих трансформаторы, применяемые в различных радиоэлектронных устройствах, Цель изобретения . — увеличение точности измерения — достигается за счет учета угла между векторами напряжения на первой и второй обмотках трансформатора, возникающего в режиме холостого хода в резульгате потерь в первичной обмотке, а также введения в устройство для осуществления способа микропроцессорной системы и двух измерительных каналов.

Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 стимулирующего воздействия, интерфейс 2, микропроцессорную вычислительную систему 3, проверяемый трансформатор 4, к первичной обмотке которого подключен согласующий усилитель 5, цифроаналоговый преобразователь 6, буферные накопители 7 и 10, согласующий усили-. тель 8, аналого-цифровой преобразователь 9. После многократного повторения цикла измерение-обработка данные статистически обрабатываются в вычислительной микропроцессорной системе 3, затем выводятся на индикацию и документируются с помощью периферийных устройств, входящих в состав микропроцессорной системы.

2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1352412

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано на предприятиях, производящих трансформаторы, применяемые в различных радиоэлектронных устройствах.

Целью изобретения является увеличение точности измерения.

Поставленная цель достигается эа счет учета угла между векторами напряжений на первой и второй обмотках трансформатора, возникающего в режиме холостого хода в результате потерь в первичной обмотке, а также введением в устройство для осуществления способа микропроцессорной системы и двух измерительных каналов.

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для реализации способа; на фиг„ 2 — векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода с учетом потерь в первичной обмотке; на фиг. 3 — определение перехода сигнала через ноль.

Устройство содержит генератор 1 стимулирующего воздействия, который соединен через интерфейс 2 с вычислительной микропроцессорной системой 3. Выход генератора 1 соединен с первичной обмоткой проверяемого трансформатора 4, к которой подключен вход согласующего усилителя 5, выход которого подключен к аналогоцифровому преобразователю 6, цифро- вой выход которого через буферный накопитель 7 и интерфейс 2 соединен с портом ввода вычислительной микропроцессорной системы 3. Аналогично вторичная обмотка проверяемого трансформатора 4 соединейа с входом согласующего усилителя 8, выход которого соединен. с входом аналого-цифрового преобразователя 9, цифровой выход которого через буферный накопитель 10 и интерфейс 2 соединен с портом ввода вычислительной микропроцессорной системы 3.

Сущность, способа состоит в следующем.

Измерив сдвиг фаз между Б2„ и UÄz, находят коэффициент трансформации

Ы Е2х UIx (1)

E U, cos где q — угол между векторами О„„ 1Х

N — число витков первичной об1 мотки;

И вЂ” число витков вторичной об2 мотки;

Š— ЭДС самоиндукции первичной

1х обмотки;

E — ЭДС самоиндукции вторичной

2л обмотки, U „ — напряжение холостого хода в первичной обмотке; напряжение холостого хода во вторичной обмотке.

10 муле

h л = 196 с 2

2) 1,96

25 где суммарная грешность случайная грешность случайная грешность случайная грешность случайная грешность относительная поизмерения,. относительная поизмерения U относительная поиэмерения U2» относительная по 0 Ix

UIõ

30 2x

"2х

tg 4 д" измерения cos y относительная поо"

35 измерения у.

Современные средства измерения гГ позволяют получить — (0 05

Э Оф

tgv а<<0,05%. в результате d < (0,2 ., 40 что меньше суммарной относительной погрешности определения по известным способам и достаточно для практического применения.

Определить амплитуду UI H U2x

45 сдвиг фаз между ними можно различными способами, однако целесообразно сделать это за минимальное время.

Сигнал за время, равное половине периода, достигает как минимум один

50 раз экстремального значения (минимум или максимум) и один раз переходит через ноль. Зная дискретные мгновенные значения напряжений на обеих обмотках в фиксированные моменты, 5 взятые на половине периода, можно определить амплитуду как экстремальное значение, взятое по абсолютной величине, и разность фаз как время между переходом через ноль сигнала

Е„„= Й„„соз y — проекция Й„„на продолжение Е 2„.

Таким образом, после исключения систематической погрешности способа суммарная относительная погрешность равна случайной относительной погрешности, которую можно оценить по фор 3-2412 с

?0

tã+Uã

U + U

2 2 (3) Формула

30 на первичной и вторичной обмотках, отнесенное к периоду сигнала. Причем, если первые производные в точках перехода через ноль одного знака, то угол получается непосредственно, а если разного, то к углу нео обходимо прибавить 180

Для увеличения точности определения, угла сдвига фаз момент перехода через ноль можно определить методом интерполяции, аппроксимируя функцию сигнала на отрезке между ближайшими выборками разного знака прямой, как показано на фиг, 3. В этом случае получают подобные треугольники, катетами которых являются мгновенные значения сигнала U и U и отрезки времени между временем выборки и временем перехода

Из подобия треугольников следует .

Амплитуды и сдвиг фаэ, измеренные за половину периода, содержат случайную погрешность.

Минимизировать погрешность, а также определить среднюю ошибку, характер распределения погрешности можно за счет статистической обработки ряда измерений. Необходимо провести. 10-20 измерений, определить математическое ожидание амплитуд и угла сдвига фаэ и полученные данные использовать для вычисления коэффициента трансформации.

Устройство работает следующим образом.

Вычислительная микропроцессорная система 3 через интерфейс 2 устанавливает в соответствии с программой необходимый режим генератора 1. С выхода генератора 1 сигнал поступает на проверяемый трансформатор 4.

К первичной и вторичной обмоткам трансформатора подключены одинаковые измерительные каналы из блоков

5-7 и 8-10. Сигнал с обмотки трансформатора поступает на согласующий высокоомный вход для исключения влияния .на измеряемый сигнал. Коэффицивнт усиления может быть изменен в зависимости от уровня сигнала для обеспечения использования аналогоцифровых преобразователей с наименьаей относительной погрешностью преобразования.

Аналого-цифровые преобразователи

6 и 9 должны синхронно преобразовывать мгновенные значения сигнала на первичной и вторичной обмотках. Синхронность преобразования и ограничение числа выборок обеспечивается за счет управления преобразователями

6 и 9 через интерфейс 2 от микропроцессорной системы 3. Сигнал в цифровой форме с выхода преобразователя

6 (9) поступает в буферный накопитель 7 (10), Буферные накопители 7 и 10 необходимы для уменьшения требований к ВМС по быстродействию. После записи цифрового сигнала в буферные накопители 7 и 10 он может быть считан в память под управлением от вычислительной микропроцессорной системы 3 и затем обработан. После многократного повторения цикла измерение-обработка данные могут быть статистически обработаны в вычислительной микропроцессорной системе 3 и затем выведены на индикацию и задокументированы с помощью периферийных устройств, входящих в состав вычислительной микропроцессорной системы. изобретения

1. Способ определения коэффициента трансформации, содержащий операцию измерения напряжения на первичной и вторичной обмотках в режиме холостогохода,отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, измеряют разность фаз напряжений на первичной и вторичной обмот ках, а коэффициент трансформации определяют как отношение напряжения вторичной обмотки к произведению напряжения первичной обмотки на косинус разности фаэ напряжений на обмотках.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, амплитуду и разность фаз определяют по совокупности выборок мгновенных значений напряжений, синхронно эамеренных на обеих обмотках.

3. Способ по п, 2, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения точности определения разности фаз, время перехода через ноль onределяют методом интерполяции на отрезке между ближайшими выборками разного знака при замене функции сигнала отрезком прямой.

1352412 — Е)х фцР3

Составитель Н.Михалев

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 5563/45 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

4. Устройство для определения коэффициента трансформации, содержащее генератор стимулирующего воздействия, подключенный к клеммам для подключения йервичной обмотки испытуемого трансформатора, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью увеличения точности определения, в него введены вычислительная микропроцессорная система, интерфейс и два измерительных канала, каждый из которых состоит из послеДовательно соединенных согласующего усилителя, аналого-цифрового преобразователя, буферного накопителя, выход которого через интерфейс подключен к каналу ввода вычислительной микропроцессорной системы, причем

5 вход согласующего усилителя одного из измерительных каналов соединен с выходом генератора стимулирующего воздействия, вход согласующего усилителя другого измерительного канала соединен с клеммами для подключения вторичной обмотки испытуемого трансформатора, а вычислительная микропроцессорная система через интерфейс соединена со всеми блоками устрой15