Способ преобразования амплитуды напряжения переменного тока в код и устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано в системах автоматического контроля, в цифровых измерительных приборах универсального и специального назначения. Цель изобретения - повышение точности преобразования амплитуды напряжения переменного тока за счет исключения влияния ошибки при определении момента перехода через нуль напряжения переменного тока. В момент перехода через нуль напряжения переменного тока формируют два временных интервала, по окончании которых проводят два аналого-цифровых преобразования, а значение амплитуды переменного тока определяют по формуле N<SB POS="POST">X</SB>=β<SP POS="POST">.</SP>U<SB POS="POST">X</SB>=√(N<SB POS="POST">1</SB>-N<SB POS="POST">2</SB>/2K<SB POS="POST">2</SB>)+(N<SB POS="POST">1</SB>+N<SB POS="POST">2</SB>)<SP POS="POST">2</SP>/2K<SB POS="POST">1</SB>, где U<SB POS="POST">X</SB> - амплитуда напряжения переменного тока

β - коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя

N<SB POS="POST">1</SB>, N<SB POS="POST">2</SB> - коды первого и второго аналого-цифрового преобразования, K<SB POS="POST">1</SB>=SIN2φ/T<SP POS="POST">.</SP>T<SB POS="POST">2</SB>, K<SB POS="POST">2</SB>=COS2φ/T<SP POS="POST">.</SP>T<SB POS="POST">1</SB> - коэффициенты

T<SB POS="POST">1</SB>, T<SB POS="POST">2</SB> - длительность первого и второго временных интервалов

T - период напряжения переменного тока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5 l ) 5 Н 03 И 1 / О

1У (1 А@7»; ".

Б ., ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)э-U„sin (Mt i (P„);

N — p.U sin (%,» где И,, Л коды первого и второго аналого-цифрового преобразования; амплитуда напрях<ения переменного тока; длительность первого и

U х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

R0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4446904/24-24 (22) 20.05.88 (46) 30.01.90. Бюл. Ф 4 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. H. Турбабин, В. В ° Озеров, А. И. Фрид и Ф. A. Паймарданов (53) 681.325(088.8) (56) Патент СНА Р 3480949, кл. 340347, опублик. 1969.

Гитис Э. И., Пискулов Е. A. Аналого-цифровые преобразователи. — И., Энергоиздат, 1981, с. 269-270, рис. 6.17. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛИПЛИТУДЫ

НАПРЯИЕНИЧ ПЕРЕИЕННОГО ТОКА В КОД И

УСТРОЙСТВО ДЛЧ ЕГО ОСУ111ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в системах автоматического контроля, в цифровых измерительных приборах универсального и специального назначения. Цель изобретения — повышение точности преобразования амплитуды напряжения переменного тока за счет

Изобретение относится к технике аналого-цифрового преобразования и может быть использовано как в системах автоматического контроля, так и в цифровых.измерительньгх приборах универсального и специального назначения.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Способ преобразования амплитуды напряжения переменного тока осуцествляется следуюцим образом, Определяют момент перехода через нуль напряжения переменного тока и

2 счет исключения влияния ошибки при определении момента перехода через нуль напряжения переменного тока. В момент перехода через нуль напряжения переменного тока формируют два временных интервала, по окончании которых проводят два аналого-цифровых преобразования, а значение амплитуды переменного тока определяют по формугде U„— амплитуда напряжения переменного тока; р- коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя; N,, N — коды первого и второго аналого-цифрового преобразо27! вания К = sin — — t К

2 2

2Ф

cos t коэффициенты t t 2 длительность первого и второго временных интервалов; Т вЂ” период напряжения переменного тока. 2 з.п. ф-лы

1 ил. формируют д)3а временных интервала, s по окончании которых производят аналого-цифровое преобразование

1540000

ГТ + ГТ, соя Ч„= 2

ГТ,.- ГТ, з>п <Т» —,, x" g

ГТх»" Тх

ГТ х

1 (э, Г

Т»», +»», . второго временных интервалов;

< „- фазовая ошибка, воэникаюцая при определении перехода через нуль напря" жения переменного тока;

p — коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя. 90

После тригонометрических преобразований получают

ГТ, =- p U (sin u> t, cos сТ»„+

+cosu>t » sin lf )

ГТ вЂ” р U x, (s in сд t, c o s

+coswt sin<9»„).

Введем ограничение na t, и t, 20

sin uI t, = sin u> t = К,;

cos 4> t = -cos u>t >.— K », 25

N „= Т».U„,. (K cos g„+ К > sin < „);

/ х (<<» <<» ) °

При сложении уравнений и при вычи- ЗО тании получают следуюцие выражения: т.к. sin <р„+ cos <9 1, то после 40

7 возведения в квадрат с последующим их сло><ением получают ГТ» + ГТ > (ГТ» - ГТ»

21ь U„K, 2р Б„К 45

Если длительность временных интервалов выбрать равными t, = Т/8 и 50

3 — Т то выражение для определе8

»»ия амплитуды напряжения переменного тока упростится, так как К = »»2 -K, =

= П К,:

Таким образом, получают формулы для определения значения амплитуды напряжения переменного тока, не зависяцие от погрешности в определении момента перехода через нуль напряжения переменного тока.

На черте><е представлена блок-схема устройства, реализуюцего предложенный способ.

Устройство содерх<ит ключ 1, генератор 2, импульсов, компаратор 3, элемент И 4, блоки 5 и 6 запуска апалого-цифрового преобразователя, элемент 7 И, аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 8 и вычислительный блок 9.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу запуска ключ 1 закорачивается, измеряемое напряжение 11», поступает на вход ЛЦП 8 и на вход компаратора 3. С приходом поло>кительной полунолны измеряемого напря><ения компаратор формирует прямоугольный импульс, которьп открывает элемент

И 4, и на вход блока 5 и 6 запуска

ЛЦП поступают импульсы с генератора

2 импульсов. ПосТ»е прихода определенного числа импульсов (соответствует времени » = Тф) блок 5 выдает выходной сигнал, по которому начинается первое преобразова»»>ие входного напряжения U> с помоцью ЛЦП 8. По окончании преобразования ЛЦП 8 код N

»

p U>» sin (»<> t, + ц ) записывается в первый регистр вычислительного блока 9, блок 6 выдает выходной сигнал

3 (соответствует времени t = — Т) по

8 которому начинается второе преобразование напряжения с помоцью ЛЦП 8, по окончании которого во второй регистр вычислительного блока 9 записывается код ГТ = p U„ sin (»»t + < „). В последнем осуществляется вычисление по формуле

Nx /з Ux — Г1 + ГТ

I 2« . г . 29». где К =- »2 sin — t = »2 cos — t т т в результате получают код, пропорциональный амплитуде измеряемого напряжения U формула изобретения

1. Способ преобразования амплитуды

» напряжения переменного тока в код, 6

1 р U

x x » = Р » где

35 где

Т

2.. Способ ю шийся

5 15400 заключающийся в определении момента перехода через ноль напрях<ения преобразуемого переменного тока, формировании с этого момента временного ин5 тервала, по окончании которого производят формирование кода путем аналого-цифрового преобразования текущего значения напрях<ения преобразуемого переменного тока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования с момента перехода через ноль напряжения преобразуемого переменного тока, формируют дополнительный временной интервал, по окончании которого производят формирование дополнительного кода путем дополнительного аналого-цифрового преобразования второго текущего значения напрях<ения преобразуемого о переменного тока, после чего определяют значение кода амплитуды напряжения переменного Л„ тока по формуле

Б» — амплитуда напрях<ения переменного тока;

30 р — коэффициент аналого-цифрового преобразования;

N„ N — коды основного и дополнительного преобразования;

2 2и

К„= sin С ; К = cos длительности основного и дополнительного временных интервалов; период напрях<ения преобразуемого переменного тока. по п. 1, о т л и ч а— тем, что, с целью упрощепия, длительности основног а и дополнительного временных интервалон выбирают равными г, = Т/8, с z = 3/8Т соответственно, а значение кода амплитуды напряжения преобразуемого переменного тока определяют по формуле где К = Г2 ° К, = 1 2 ° К

3. Устройство преобразования амплитуды напря><ения переменного тока в код, содерх<ащее клич, информационный вход которого является входной шиной, а выход соединен с входами аналого-цифрового преобразова еля и компаратора, выход последнего из ко- . торых подключен к первому входу первого элеменга И, второй вход которого соединен .с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу первого блока запуска аналого-цифрового

1 преобразователя, а управляющий нход ключа является шиной запуска, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования. н него введены второй элемент И, вычислительный блок и второй блок запуска аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выхо дом первого элемента И, а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого блока запуска аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с входом запуска аналого-цифрового. преобразователя, инфор-мационные выходы которого соединены с информационными входами вы гислительного блока, управляющий вход которого соединен с выходом конца преобразования аналого-цифрового преобразователя, а выходы вычислительного блока являются выходной шиной.

1540000

Составитель В. Махнанов

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Подписное

Заказ 231

Тираж 652

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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