Устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала

 

Союз Советскин

Социалистическин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10. 04. 80 (21) 2906688/18-21 с присоединением заявки 1Е (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Ст 01 R 19/02

Ваударственный квинтет

СССР ао делен нзабретеннй н открытнй (53) УЙК621. 31У.. 3(088. 8) Опубликовано 23 ° 05.- 82 ° Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 25.05.82 (72) Авторы изобретения

В. Л. Савченко и Ю. Ф. Першин

Карагандинский филиал Особого конструкторского бюро

Всесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЯЯ ИВНЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО

ЗНАЧЕНИЯ СИГНАЛА

Изобретение относится к устройствам для измерения эффективных значе" ний, например среднеквадратичных значений, и может быть использовано, например, для косвенного измерения загрузки электродвигателей, тепловой защиты электродвигателей. а также для измерения среднеквадратичных отклонений контролируемых параметров технологических процессов. . Известно устройство для определения среднеквадратичного значения входного сигнала, содержащее блок возве" А дения в квадрат, первый вход которогс соединен с выходом пррвого ключа, а т5 второй вход - с входом второго ключа, причем выход блока возведения в квадрат соединен со входом усилителя, выход которого подключен ко входу третьего ключа, а выход последнего соединен со входом интегратора, причем цепь из усилителя и третьего ключа шунтируется четвертым ключом, выход интегратора подключен ко входу второго ключа, а на вход первого ключа подается измеряемый сигнал, ключи управляются блоком управления, на вход которого также подается измеряемый сигнал $1).

Недостатком этого устройства является невозможность измерения среднеквадратичного значения непериодического (произвольной формы ) входного сигнала. Кроме того, измерение ведется без накопления и среднеквадратичное значение определяется только за период входного сигнала, причем если в первом периоде идет измерение, то во втором - индукция.

В системах контроля и автоматического регулирования требуется также измерение среднеквадратичного значения сигнала (например,"тока двигателей ) за заданный интервал. Указанное устройство не позволяет выполнить такие измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устЭ 930135 ройство для измерения среднеквадратичного тока, содержащее датчик измеряемого сигнала, усилитель, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, интегратор, 5 вход которого соединен с выходом блока возведения в квадрат, а выход— со входом запоминающего элемента, эадатчик интервалов измерения например, реле времени), выход которого 10 соединен со входом интегратора, и блок индикации, вход которого соединен с выходом запоминающего элемента, выход которого соединен с входом блока извлечения квадратного корня t2J.,15

Недостатком известного устройства является необходимость дополнительных вычислений оператора для получения среднеквадратичного значения тока, а также невозможность непрерывного иэ мерения среднеквадратичного значения тока.

Цель изобретения — повышение точности измерения среднеквадратичного значения. ь

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала, содержащее датчик измеряемого сигнала, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, интегратор, выход которого соединен со входом запоминающего элемента, один выход которого соединен,со входом блока извлечения квадратного корня, и таймер, дополнительно введены блок де- ления и элемент сравнения, причем первый вход элемента сравнения соеди нен с выходом блока возведения в квадрат, а второй вход - с другим вы40 ходом запоминающего элемента, выход элемента сравнения соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход блока деления соединен со входом интегратора, На чертеже:приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала содержит датчик 1 измеряемого сигнала, блок 2 возведения в квадрат, вход которого соединен с выходом датчика

1, элемент 3 сравнения, первый выход которого соединен с выходом блока 2 возведения в квадрат, а второй вход

I с .первым выходом запоминающего weмента 4, блок 5 деления, первый вы4 ход которого соединен с выходом элемента 3 сравнения, а, второй вход - с выходом таймера б, выход же блока 5 деления соединен со входом интегратора 7, выход которого соединен со входом запоминающего элемента 4, блок 8 извлечения квадратного корня, вход которого соединен со вторым выходом запоминающего элемента 4, а выход является выходом устройства и может подкпючаться или на блок индикации, или на печатающее устройство.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 измеряемого сигнала сигнал Х поступает на вход блока 2 возведения в квадрат, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный квадрату измеряемой величины Х2 который поступает на первый вход элемента 3 сравнения. С выхода элемента 3 сравнения сигнал, равный разности квадра та измеряемой величины Х и сигнала с первого выхода запоминающего элемента 4, равного квадрату среднеквадратичного значения Х измеряемой веск личины, т. е.

СК

2 2 поступает на первый вход блока 5 деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода таймера б, пропорциональный времени измерения t.

С выхода блока 5 деления сигнал, ф равный Х"-Х /ф, поступает на вход интегратора 7 и запоминается в блоке

4, со второго выхода запоминающего элемента 4 сигнал поступает на вход бло ка 8 извлечения квадратного корня, а на выходе последнего образуется сигнал, пропорциональный среднеквадратичному значению Х измеряемой величины.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно позволяет с большой точностью определять среднеквадратичные значения и отклонения измеряемых величин и, например, в прокатном производстве измерение среднеквадратичных отклонений параметров прокатки металла с большей точностью позволяет улучшить его качество.

При измерении среднеквадратичного тока двигателей устройство позволяет с большей точностью определить режимы загрузки электродвигателей, что повышает производительность и срок службы агрегата, например слябинга.

5 формула изобретения

Устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала, содержащее датчик измеряемого сигнала, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, интегратор, выход которого соединен со входом запоминающего элемента, один выход которого соединен со входом блока извлечения квадратного корня, и таймер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены блок деления и элемент сравнения, причем первый вход элемента соединен с выходом блока возведения в квадрат, а второй вход - с другим выходом запоминающего элемента, выход элемента

930135 6 сравнения соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход блока деления соединен со входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баранов В. К. Линейный преобразователь эффективного значения пе10 ременного напряжения с импульсной обратной связью. Электронная техника в автоматике. Сб. статей, вып. 8

И., "Советское радио", 1976, с. 228.

2. Волосатов В. P. и др. Измеритель среднеквадратичного тока на ста=. тических элементах. Управление тех"нологическим оборудованием. Автоматизация прокатных станов. Сб. статей, Киев, 1972, с. 178.

Корректор И. Муска

Подписное

Составитель Н. Чистякова

Редактор В. Лазаренко Техред А.Бабинец

Заказ 3458/56 Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва И-Я Раушская наб. д. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4