Измерительный преобразователь электрических сигналов произвольной формы
Изобретение относится к электроизмерительной технике и решает задачу измерения мощности и квадрата эффективного значения напряжения. Цель изобретения - повышение точности при исследовании сигналов несимметричной формы и расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит сумматор 1 и 5, три квадратора 2 - 4, генератор 6 треугольного напряжения. Каждый квадратор содержит компаратор 7, инвертор 8, ключи 9 и 10, усредняющий блок 11. Входные сигналы, пропорциональные току и напряжению соответственно, подаются на входы квадраторов 2 и 4 и на входы сумматора 1, выход которого подключен к входу квадратора 3. Напряжение, пропорциональное мощности, снимается с выхода сумматора 5. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (ll) 25 5 А1
ВоЕСО
Ilk } EIITH0- Т
БИБЛИ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР .
1 (21) 4293576/24-21 (22) 28.07,88 (46) 30.11.89. Бюл. Р 44 (71) А ербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г.Есьмана (72) Е.И.Хайкин (53) 628.317.78(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1173331., кл. С 01 К 19/02, 1985.
Авторское свидетельство СССР
Р 218306, кл. С 01 R 21/06, 1967. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ
ФОРМЫ (57) Изобретение относится к электроgg 4 G 01 R 21/10, 19/02, 21/06
2 измерительной технике и решает задачу измерения мощности и квадрата эффективного значения напряжения, Цель изобретения — повышение точности при исследовании сигналов несимметричной формы и расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит сумматоры 1 и 5, три квадрато" ра 2-4, генератор 6 треугольного наряжения. Каждый квадратор содержит компаратор 7, инвертор 8, ключи 9 и
10, усредняющий блок 11. Входные сигналы, пропорциональные току и напряжению соответственно, подаются на входы квадраторов 2 и 4 и на входы сумматора 1, выход которого подключен к ф входу квадратора 3. Напряжение, пропорциональное мощности, снимается с выхода сумматора 5. 2 ил.
1525605
Изобретение относигся к измерительной технике и может быть использовано в приборах, измеряющих эффективные ,значения электрических сигналов про извольной формы, а также мощность, зобретение решает задачу комплексного измерения квадрата эффективного значения, тока и напряжения произвольой формы, нацример, несимметричных, также их активной мощности, Цель изобретения — расширение фунциональных возможностей за счет В03южности одновременного измерения ощности электрического сигнала и реднеквадратичных значений тока и апряжения, повышение точности при сследовании сигналов несимметричной ормы.
На фиг. 1 показана блок-схема 20 редлагаемого устройства; на.фиг.2 ременные диаграммы работы.
Устройство содержит сумматор 1, ервый 2, второй 3 и третий 4 блоки преобразования электрических сигналов 25 в квадрат эффективного значения (квадраторы), сумматор 5, генератор
6 треугольного напряжения, Каждый квадватор включает компаратор 7, инвертор 8, ключи 9 и 10, усредняю- 30 щий блок 11. Первый вход устройства подключен к первому входу первого сумматора 1 и входу квадратора 2, второй вход подключен к входу квадратора 4 и второму входу сумматора 1, выход которого подключен к входу квадратора 3, Выходы квадраторов 2 и
А.являются выходами устройства и подключены к первому и третьему входам сумматора 5, к второму входу которо- 40 го подключен выход квадратора 3. С выхода сумматора 5, являющегося выходом устройства, снимают сигнал, I?po порциональный мощности, Устройство работает следующим об- 45 разом.
r) UÄ (tIdt, о
II а напряжение 1}, Т1 реднении импульсов тельности, равно т, II 1
U, Нг Р1 2ТН
Т, с
i) U,(v)ññ. получаемое при усвторой последова(t)dt
2Т
Суммарное усредненное напряжение
U равно
С Т1. т1
Нг (t}dt
ТНт II(age
Входное нормализованное напряжение
Иц(t) пропорциональное напряжению на объекте, поступает на первый вход устройства, а второе нормализованное напряжение U;(t), пропорциональное току на объекте, поступает на второй вход устройства, Сумматор 1 суммиру ет входные напряжения Uz(t) и U;(t) и приводит их сумму, в свою очередь, к новому нормализованному значению.
Квадраторы работают параллельно и аналогично, Рассмотрим, например, работу канала преобразования квадрата эффективного значения напряжения, С первого входа устройства напряжение U„(t) попадает на первый вход первого компаратора 7, на сигнальный вход первого ключа 9, на вход инвертора 8, где инвертируется, и поступает на сигнальный вход второго ключа
10. Генератор 6 переменного треугольного напряжения вырабатывает напряжение Б,.(с} с амплитудой 1}„„,„„ причем UT „, U„ „,(фиг. 2а). Переменное треугольное напряжение U (t) поступает на второй вход компаратора
7. Компаратор 7 сравнивает напряжения на своих входах (фиг. 2б).
Первый 9 и второй 10 ключи управляются логически противоположными сигналами, т,е, когда на управляющем входе присутствует сигнал высокого уровня, первый ключ 9 открыт, а второй ключ 10 закрыт. Таким образой, первый ключ 9 формирует из входного напряжения U(,(t) импульсную последовательность на интервалах времени, когда Ug(t) ? U (t}, а второй ключ
10 формирует из инверсного напряжения U„(t} импульсную последовательность на интервалах времеки, когда
U(I(t) UT(t). Обе импульсные последовательности поступают на соответствующие входы усредняющего блока 11, где суммируются и усредняются.
Из (2) известно, что напряжение
U 11 получаемое при усреднении имС (1 с пульсов первой последовательности положительной полуволны Т„, равно т, 1 1 1
U = — — ° 02 (t) dt
2ТНт11,„1(2Т
5 1525605
Аналогично для отрицательной полуволны Т напряжения V„(e) равно т
U, = (Ц2 (t)de
Т1)тмакс / т
Напряжение U„„, получаемое при усреднении импульсов за весь период Т равно
Формула и зобр ет ения
Измерительный преобразова гель электрических сигналов произвольной формы, содержащий три блока преобра10 зования сигналов в квадрат эффективного значения (квадратора), два сумматора, входы первого из которых являются входами устройства, а выход подключен к входу второго квадратора, 15 выход которого подключен к второму входу второго сумматора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, в него вве20 ден генератор треугольных импульсов, вход первого квадратора подключен к . первому входу устройства, выход подключен к первому выходу устройства и к первому входу второго сумматора, вход второго квадратора подключен к второму входу устройства, выход подключен к второму выходу устройства и третьему входу второго су -оратора, выход которого является третьим выходом
30 устройства, выход генератора треугольных импульсов подключен к тактовым входам квадраторов, а каждый квадратор включает инвертор, компаратор, + два ключа и усредняющий блок, выход которого является выходом квадратора,. входы подключены соответственно к выходам ключей, информационный вход первого из которых подключен к входу квадратора, а второго — к выходу ин4р вертора, вход которого подключен к входу квадратора, управляющие входы ключей подключены к выходу коипаратора, входы которого подключены соответственно к вхоцу квадратора и так45 товому входу квадратора.
Откуда получаем т
U — — -- U (e) de.
ТБ „„„ о
Таким образом, преобразование входного напряжения полностью осуществляется в одном полупериоде, что снимает принципиальные ограничения на симметрию полуволн как в пространственном, так и временном отношениях, что повьппает точность преобразования при произвольной форме измеряемого напряжения.
На выходе третьего квадратора 4 имеем т
U, = — — — 1)2 (t) dt
Т14 ма«с о
Мощность определяется с помощью сумматора 5 в соответствии со следующим соотношением т Т
Р = U„(e)U; (t)de =- 1)„() о о . U. (<) 2 U () U () Д т (e)+U (t) г d
1 т т т о т
1Р(g) dt — — — U (g)dt
0 т о о
1 астмаvc(Uср U pu 1)ср;
Составитель С.Рунков
Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Ланчакова
Закаэ 7219!40 Тираж 714 Подписное
BHHHTIH Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Проиэводствеино-иэдательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101
