Способ определения амплитуды гармонически изменяющейся физической величины

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров гармонических процессов. Целью изобретения является повышение точности определения в случае использования нелинейных преобразователей с монотонной асимметричной характеристикой. Способ реализуется в устройстве, содержащем преобразователь 1, с выхода которого измерительный сигнал преобразуется с помощью дифференциатора 2 в информативный сигнал, пропорциональный первой производной гармонической величины. Измеритель 5 интервалов времени производит измерение периода колебаний гармонической величины как интервал времени между соседними характерными моментами времени, выделяемыми детектором 4 момента максимума. Блок 6 задержки формирует сигнал, отстоящий на 1/4 периода от характерных моментов времени, для фиксации мгновенного значения информативного сигнала и последующего его умножения в блоке 3 умножения на величину периода колебаний гармонической величины. Введение процедуры дифференцирования позволило применить преобразователи физических величин с нелинейными монотонными асимметричными характеристиками, измерительный сигнал которых имеет ярко выраженный экстремум. Это позволило повысить точность выделения характерных моментов времени и точность определения амплитуды гармонической величины. 1 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1ЕСПУЬЛИН (5I)5 G 01 R 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДВТСРСИому свиДкткпьСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

П0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫ1 ИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (2 I ) 4328835/24-21 (22) 17.11.87 (46) 23.01.90. Бюл. И 3 (71) Каунасский политехнический ин/ ститут им. Антанаса Снечкуса (72) А.В.Моэурас, P.-Ю.Ю. Гульбинас и К.М.Рогульскис (53) 534.08(088.8) (56) Туричин А.М., Новицкий П,В.

Электрические измерения. незлектричес- ких величин. — Л.: Энергия, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1330474, кл. С 01 Н 11/06, l4.02.86. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ .ГАРМОНИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ФИЗИЧЕСКОЙ

ВЕЛИЧИНЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров гармонических процессов. Целью изобретения является повышение точности определения в случае использования нелинейных преобразователей с монотонной асимметричной характеристикой, Способ реализуется в устройстве, содержащем преобразователь l. с вы„„SU» ll5З81З7 А1

2 хода которого измерительный сигнал преобразуется с помощью дифференциатора 2 в информативный сигнал, пропорциональный первой производной гармонической величины. Измеритель 5 интервалов времени производит измерение периода колебаний гармонической величины как интервал времени между соседними характерными моментами времени, выделяемыми детектором 4 момента максимума. Блок Ь задержки формирует сигнал, отстоящий на 1/4 периода от характерных моментов време". ни, для фиксации мгновенного значения информативного сигнала и последующего его умножения в блоке 3 умно- g жения на величину периода колебаний гармонической величины. Введение процедуры дифференцирования позволило приме1шть преобразователи,физических % величин с нелинейными монотонными асимметричными характеристиками, из" мерительный сигнал которых имеет ярко выраженный экстремум. Это позво- е пило повысить точность выделения ха- Ql рактерных моментов времени и точность QP определения амплитуды гармонической QQ величины. 2 ил. Миазм

1538137 Изобретение относится K измерительной технике и может быть исполь. зовано для определения параметров гармонических процессов.

Цель изобретения " повышение точ-ности измерения в случае использования нелинейных преобразователей с монотонной асимметричной характерис тикой.

На фиг.1 представлены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ; Йа фиг.2 — структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Способ заключается в том, что получают электрический измерительный сигнал путем преобразования гармонически изменяющейся физической величины с помощью нелинейного преобра- 20 зователя с монотонной асимметричной характеристикой, получают информативный сигнал путем дифференцирования измерительного электрического сигнала, измеряют период колебаний 25 гармонически изменяющейся физической величины как интервал времени между двумя соседними характерными моментами, в качестве которых принимают моменты достижения значением электрического .измерительного сигнала наиболее ярко выраженного экстремума, фиксируют мгновенные значения информативного сигнала в моменты, от" стоящие на 1/4 периода от характер35

Ных моментов времени, амплитуду гармонически изменяющейся физической .величины определяют как величину, прямо пропорциональную произведению зафиксированного мгновенного значения информативного сигнала на величину периода колебаний гармонически изменяющейся физической величины.

Устройство, реализующее способ (фнг.2), содержит преобразователь 1, дифференциатор 2, вход которого подключен .к первому входу блока 3 умножения. Выход преобразователя l соединен с входом дифференциатора 2 и с входом детектора 4 момента максимума.

Выход детектора 4 момента максимума подключен к входу измерителя 5 интервала времени и к входу блока 6 saдержки, выход которого соединен с управляющим входом днфференциатора 2.

Выход измерителя 5 интервала времени соединен с управляющим входом блока б задержки H с вторым входом блока

3 умножения.

Способ осуществляют следующим образом. I

Исследуемую гармонически изменяющуюся физическую величину (фиг. I a) измеряют с помощью преобразователя

1. Нелинейная выходная характеристика преобразователя 1 изображена на фиг ° 1б. Измерительный сигнал с выхода преобразователя 1, который показан на фиг.ls, дифференцируют по времени дифференцнатором 2 и получают информативный сигнал у (фиг.1г).

Изменение исследуемой гармоничес" ки изменяющейся физической величины х (фиг. Iа) описывается синусоидальным закономг; х + x„sincdt, (1) где х — постоянная составлякицая; х - амплитуда; Cd — - круговая частота1 и — время.

Выходная характеристика преобразователя 1 является нелинейной и монотонной (фиг.1б) и имеет вид у = f(x) (2) где х — входная величина. преобразователя (s этом случае исследуемая физическая величина); у — электрический измерительный сигнал; Е функция преобразования.

Дифференцируя по времени электрический измерительный сигнал преобразователя 1, получают информативный сигнал

dv df (x) dx (3)

dt dx

Подставляя в (3) выражение (1) и

df(x) обозначив — -" -" F(x) переписывают

dt " (3) в виде

P=F(x) у-х„cosset ° (4)

Как видно из выражения (4), в моменты прохождения гармонически изме" няющейся физической величины х (1) положения равновесия, т.е. в моменты, когда х=х, информативный сигнал становится пропорциональным амплитуде х . В этн моменты с учетом того, Ф \

1 что Cd = —, выражение (4) записыдг 9 вается s ниде

Ч (х) д х рэ

R где st — период колебания гармонически изменяющейся физической величины, Так как выходная характеристика преобразователя 1 является монотонэкстремума. ФиИ

Составитель I à Козуля

Редактор Н,Тупица Техред М.Ходанич Корректор T.Малец

Заказ 515 Тираж 544 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1538 ной, то для нахождения периода копеба ий гармонически изменяющейся фи-. зической величины gt иэмеряют с помощью измерителя 5 временных интер5 валов интервал времени между соседними характерными моментами достижения измерительным электрическим сигналом наиболее ярко выраженного эк,стремума. Характерные моменты вре- 10 мени „, (фиг.1в), выделенные детектором 4 момента максимума, отстоят от момента прохождения гармоническим сигналом (1) через положение равновесия на 1/4 периода. Поэтому сигнал с 15 выхода детектора 4 момента максиму ма проходит через блок 6 задержки на .управляющий вход дифференциатора 2, фиксируя значения информативного сигнала у в моменты времени, отстоящие Zp от моментов t>, достижения измерительным сигналом у максимального зна-, чения на )/4 cLt. Зафиксированные значения информативного сигнала умножают в блоке 3 умножения на величину 25

ht и получают величину, прямо пропорциональную амплитуде исследуемой физической величины хо.

Формула изобретения

Способ определения амплитуды rap- ЭО монически изменяющейся физической

137 6 величины, заключающийся н том, что

Измеряют период колебаний гармонически изменяющейся физической величинЫ и фиксируют мгноненные значения информативного сигнала н моменты, от" стоящие от характерных моментов нремени на 1/4 периода, амплитуду гармонически изменяющейся физической величины определяют как неличину, прямо пропорциональную пронэнедению зафиксированного мгновенного значения информативного сигнала на величину периода колебаний гармонически изменяющейся физической величины, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, информативный сигнал получают путем дифференцирования измерительного электрического сигнала, полученного с помощью нелинейного преобразования гармонически изменяющейся физической величины, период колебаний гармони-. чески изменяющейся физической величины определяют как интервал времени между двумя соседними характерными моментами времени, в качестве которых принимают моменты достижения значением измерительного электрического сигнала наиболее ярко выраженного