УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G06F15/16 

Изобретение относится к измерениям в энергетике и может быть использовано при контроле показателей качества электроэнергии постоянного напряжения - коэффициента пульсации, отклонения и колебания напряжения, коэффициента амплитуды, коэффициента формы, а также глубины провала напряжения.

Известно устройство для контроля показателей качества электроэнергии [1] , содержащее блоки входных преобразователей, блок формирования тестовых сигналов, умножитель частоты, аналого-цифровой преобразователь, блок усреднения кодов, блоки памяти, блок управления, вычислительный блок, блок регистрации, блок контроля фазовых сдвигов, блок контроля отклонения частоты и группы переключателей.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью осуществления измерения и контроля глубины провала исследуемого напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению следует считать устройство [2], содержащее логометр, блок индикации, преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, первый квадратор, первый арифметический блок, блок извлечения квадратного корня, задатчик номинальных значений напряжения, задатчик моментов измерения, блок управления, суммирующий счетчик, второй квадратор, блоки выделения максимального и минимального кодов и второй арифметический блок.

Прототип позволяет контролировать коэффициент пульсации, отклонения и колебания напряжения, коэффициент амплитуды и коэффициент формы, но имеет ограниченные функциональные возможности. Недостаток объясняется тем, что устройство не обеспечивает контроль глубины провала исследуемого напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, а именно обеспечение измерения и контроля глубины провала исследуемого напряжения.

Цель достигается тем, что в устройстве для контроля показателей качества электроэнергии, содержащем логометр, блок индикации, первый квадратор, первый арифметический блок, блок извлечения квадратного корня, задатчик номинальных значений напряжения, задатчик моментов измерения, блок управления, суммирующий счетчик, второй квадратор, блоки выделения максимального и минимального кодов, второй арифметический блок и преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, первый вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к счетному входу суммирующего счетчика, входам блоков выделения максимального и минимального кодов и входу первого квадратора, выход которого соединен с входом уменьшаемого первого арифметического блока, вход вычитаемого и выход которого соединены соответственно с выходом второго квадратора и входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом логометра, выход, дополнительный вход и второй вход которого подключены соответственно к блоку индикации, выходу суммирующего счетчика, объединенного с входом второго квадратора, и выходу второго арифметического блока, входы уменьшаемого и вычитаемого которого связаны с выходами блоков выделения максимального и минимального кодов соответственно, а синхровход второго арифметического блока, синхровход первого арифметического блока, управляющий вход задатчика моментов измерения и управляющий вход задатчика номинальных значений напряжения объединены между собой и подключены к выходу блока управления, при этом выходы задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения присоединены соответственно к управляющему и второму входам преобразователя мгновенных значений напряжения в цифровой код, причем первый арифметический блок содержит три элемента задержки, узел усреднения кодов, триггер, счетчик числа измерений, узел выбора режима измерения, счетчик n импульсов, счетчик 2n импульсов, элемент ИЛИ, группу элементов И, узел вычитания кодов и кнопку "Запуск", выход которой соединен с входом запуска узла выбора режима измерения, первый и второй выходы запуска которого соединены между собой и подключены к входу установки триггера, вход сброса и выход которого соединены соответственно с выходом сброса узла выбора режима и входом разрешения узла усреднения, синхровход, информационный вход, вход делителя и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента задержки, синхровходом узла выбора режима измерения и счетным входом счетчика числа измерений, входом уменьшаемого первого арифметического блока, кодовым выходом счетчика числа измерений и входом уменьшаемого узла вычитания кодов, выход и вход вычитаемого которого соединены соответственно с выходом первого арифметического блока и выходом группы элементов И, вторые входы которого являются входом вычитаемого первого арифметического блока, а первые входы связаны с выходом третьего элемента задержки, входом подключенного к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходом переполнения соответственно счетчика n и счетчика 2n импульсов, счетные входы каждого из которых присоединены соответственно к первому и второму синхровходам узла выбора режима измерения, вторым входом связанного с выходом переполнения счетчика числа измерений и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом фиксации результата узла усреднения кодов, а второй арифметический блок содержит узел усреднения максимальных кодов, узел усреднения минимальных кодов, три элемента задержки, узел выбора режима измерения, счетчик n импульсов, триггер, группу элементов И, счетчик числа измерений, элемент И и узел вычитания кодов, выход которого является выходом второго арифметического блока, а вход вычитаемого соединен с выходом первой группы элементов И, первый и второй входы которой связаны соответственно с выходом третьего элемента задержки и выходом узла усреднения минимальных кодов, синхровход которого объединен с синхровходом узла усреднения минимальных кодов, первым входом элемента И и счетным входом счетчика n импульсов и подключен к синхровходу узла выбора режима измерения, первый вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и входом фиксации результатов узлов усреднения максимального и минимального кодов, входы разрешения которых присоединены к выходу триггера и второму входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа измерений, выход переполнения и кодовый выход которого соединены соответственно с входом второго элемента задержки и входом делителя узлов усреднения максимального и минимального кодов, информационные входы которых являются соответственно входами уменьшаемого и вычитаемого второго арифметического блока, синхровход которого через первый элемент задержки подключен к синхровходу узла выбора режима измерения, выход суммирующего счетчика соединен с дополнительным входом уменьшаемого второго арифметического блока, в который введены вторая и третья группы элементов И, группа элементов ИЛИ, два элемента задержки и два элемента ИЛИ, выход и первый вход первого элемента ИЛИ подключены соответственно к входу третьего элемента задержки и первому выходу фиксации результата узла выбора режима измерения, второй и третий выходы фиксации результата которого соединены соответственно с вторым входом первого и первым входом второго элементов ИЛИ и вторым входом второго элемента ИЛИ, выходом подключенного через четвертый элемент задержки к первому входу второй группы элементов И, второй вход и выход которой соединены соответственно с выходом узла усреднения максимальных кодов и первым входом группы элементов ИЛИ, выход и второй вход которой связаны соответственно с входом уменьшаемого узла вычитания кодов и выходом третьей группы элементов И, второй вход которой является дополнительным входом уменьшаемого второго арифметического блока, а первый вход присоединен к выходу пятого элемента задержки, входом соединенного с четвертым выходом фиксации результата узла выбора режима измерения, второй вход которого подключен к выходу счетчика n импульсов и входу установки триггера, входом сброса связанного с выходом второго элемента задержки.

Сущность изобретения состоит в расширении функциональных возможностей, а именно измерении глубины провала напряжения путем введения четвертого режима измерения.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа выполнением второго арифметического блока с дополнительным входом, связанным с выходом суммирующего счетчика, и наличием во втором арифметическом блоке новых элементов, а именно второй и третьей групп элементов И, группы элементов ИЛИ, двух элементов задержки и двух элементов ИЛИ. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями показывает, что в научно-технической литературе не обнаружено устройств с такой совокупностью новых элементов и связей. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Суть определения показателей качества электроэнергии заключается в том, что
U2x

= U2x_o+U2x_i, (1) где U_x - среднеквадратическое значение исследуемого напряжения;
U_xo - средневыпрямленное значение исследуемого напряжения;
U_xi - среднеквадратическое значение i-й гармонической составляющей исследуемого напряжения.

Коэффициент пульсации определяется из выражения
K_п = . (2)
С учетом условия (1) выражение (2) принимает вид вычислительного алгоритма:
K_п = .

Вычислительные алгоритмы определения отклонений и колебаний напряжения имеют вид
ΔV = ;
δV = , где U_макс и U_мин - максимальное и минимальное значения исследуемого напряжения соответственно.

Коэффициент формы и коэффициент амплитуды определяются из выражений
K_ф = ;
K_A = .

Глубина провала напряжения определяется из выражения
δ_v = .

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля показателей качества постоянного напряжения; на фиг. 2, 3, 4 и 5 - временные диаграммы работы устройства в I, II, III и IV режимах соответственно; на фиг. 6 - функциональная схема первого арифметического блока; на фиг. 7 - функциональная схема второго арифметического блока.

Устройство (фиг. 1) содержит задатчик 1 моментов измерения, преобразователь 2 мгновенных значений напряжения в цифровой код, задатчик 3 номинальных значений напряжения, блок 4 управления, блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, первый квадратор 7, второй квадратор 8, второй арифметический блок 9, первый арифметический блок 10, суммирующий счетчик 11, блок 12 извлечения квадратного корня, логометр 13 и блок 14 индикации.

Блок 4 управления предназначен для управления работой задатчиков 1, 3 и арифметических блоков 9, 10 и выполнен в виде генератора тактовых импульсов.

Первый арифметический блок 10 (фиг. 6) предназначен для выполнения операций усреднения N2i

кодов, поступивших с выхода квадратора 7, и операции вычитания кодов и содержит элементы 15-17 задержки записи кодов, узел 18 усреднения кодов в виде последовательно соединенных блока 19 элементов И, сумматора 20 кодов, блока 21 элементов И и схемы 22 деления суммы кодов на число измерений, триггер 23, счетчик 24 числа измерений, узел 25 выбора режима измерения, счетчик 26 на n импульсов, счетчик 27 на 2n импульсов, элемент ИЛИ 28, группу 29 элементов И, узел 30 вычитания кодов и кнопку 31 "Запуск".

Второй арифметический блок 9 (фиг. 7) предназначен для выполнения операций усреднения кодов, поступивших с выходов блоков 5 и 6 соответственно, и вычитания кодов и содержит узлы 32 и 33 усреднения соответственно максимальных и минимальных кодов, выполненные аналогично узлу 18, элементы 34-38 задержки, узел 39 выбора режима измерения, счетчик 40 на n импульсов, триггер 41, элемент И 42, счетчик 43 числа измерений, элементы ИЛИ 44 и 45, блоки 46-48 элементов И, блок 49 элементов ИЛИ с выходом 50 и узел 51 вычитания кодов. Блок 10 имеет входы 52-54 и выход 55, а блок 9 - входы 56-59 и выход 60. Входы 52 и 56 блоков 9 и 10 являются управляющими и подключены к выходу блока 4 управления, а вход 59 блока 9, являющийся дополнительным входом уменьшаемого, подключен к выходу суммирующего счетчика 11. Входы 53 и 54 блока 10 подключены соответственно к выходам первого 7 и второго 8 квадраторов, а входы 57 и 58 блока 9 - к выходам соответственно блоков 6 и 5 выделения кодов.

Счетчики 24 и 43 числа измерений выполнены на n измерений и имеют кодовый выход числа измерений и выход переполнения.

Узлы 25 и 39 выбора режима измерения выполнены в виде четырехпозиционного переключателя, позволяющего осуществить выбор режима I - измерения коэффициента пульсации (верхнее положение подвижных контактов), режима II - измерения отклонений и колебаний напряжения (второе сверху положение подвижных контактов), режима III - измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды (третье сверху положение подвижных контактов), режима IV - измерения глубины провала напряжения (нижнее положение подвижных контактов).

Узлы 18, 32 и 33 усреднения кодов работают следующим образом (см. фиг. 6 и 7).

Коды, пропорциональные квадрату напряжения (для узла 18) или значению напряжения (для узлов 32 и 33), поступают на вход сумматора 20 через блок 19 только при наличии на первом входе элементов И блока 19 сигнала логической "1" и поступлении управляющего импульса по входу 52 через элемент 15 на второй вход элементов И блока 19. При поступлении n импульсов в сумматоре 20 накапливается сумма N2i

кодов или N_i (для узлов 32 и 33). Код этой суммы поступает через элемент И блока 21 на первый вход схем 22 только при появлении на первом входе элементов И блока 21 разрешающего импульса. На втором входе схемы 22 присутствует код числа n измерений, поступивший с кодового выхода счетчика 24. В результате деления в схеме 22 код суммы на код числа измерений завершено выполнение алгоритма усреднения кодов N2i или N_i (для узлов 32 и 33).

Первый арифметический блок 10 (фиг. 6) работает следующим образом.

В исходном состоянии сумматор 20 узла 18, триггер 23 и счетчики 24, 26 и 27 находятся в нулевом состоянии.

В режиме I измерения коэффициента пульсации (верхнее положение подвижных контактов узла 25) при нажатии на кнопку 31 импульсом по S-входу триггер 23 переводится в единичное состояние. С приходом первого управляющего импульса по входу 52 узел 18 начинает выполнение алгоритма усреднения кодов (момент t₃ на фиг. 2), поступающих по входу 53. Одновременно с этим управляющие импульсы поступают на вход счетчика 24 числа измерений и счетчика 26 импульсов. Счетчик 24 подсчитывает импульсы и по достижении числа n, равного числу измерений, формирует на выходе переполнения импульс, который по R-входу переводит в нулевое состояние триггер 23, отключающий вход 53. При этом на кодовом выходе счетчика 24 присутствует код числа измерений.

После выполнения операции деления в схеме 22 завершается алгоритм усреднения кодов. Одновременно с этим по достижении числа n импульсов счетчик 26 формирует на выходе импульс, который через элемент ИЛИ 28 и элемент 17 поступает на первый вход элементов И группы 29. С приходом этого разрешающего импульса присутствующий на втором входе элементов И группы 29 код вводится в узел 30 вычитания кодов (момент t₆). В результате выполнения операции вычитания на выходе 55 появляется код разности (момент t₇).

В режиме II измерения отклонений и колебаний напряжения (второе сверху положение подвижных контактов узла 25) при нажатии на кнопку 31 импульсом по S-входу триггер 23 переводится в единичное состояние (момент t₃, фиг. 3). Далее узел 18 выполняет алгоритм усреднения кодов аналогично описанному в режиме I. Однако после прихода n управляющих импульсов на входе счетчика 27 импульс отсутствует и, следовательно, на первом входе элементов И группы 29 присутствует сигнал запрета записи кода. При поступлении на вход счетчика 27 числа 2n управляющих импульсов на его выходе формируется импульс, поступление которого через элемент ИЛИ 28 и элемент 17 на первый вход элементов И группы 29 разрешает запись кода, поступившего по входу 54 в узел 30 вычитания (момент t₁₀). В результате выполнения операции вычитания на выходе 55 появляется код разности (момент t₁₁).

В режиме III измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды (третье сверху положение подвижных контактов узла 25) импульсы управления накапливаются в счетчике 24. Однако суммирование кодов, выполняемого в узле 18, не производится, поскольку на первом входе элементов И блока 19 присутствует сигнал уровня логического "0". С приходом на вход счетчика 24 n-го импульса на его выходе формируется сигнал, который переводит по S-входу триггер 23 в единичное состояние. При этом по каждому управляющему импульсу, начиная с (n + 1)-го, узел 18 начинает суммирование кодов, поступающих по входу 53 (момент t₇ на фиг. 4), а счетчик 24 - счет импульсов.

Выполнение алгоритма усреднения в узле 18 аналогично описанному в режимах I и II.

Поскольку в течение всего времени 2Т_о на первом входе элементов И группы 29 присутствует логический "0", то поступление кода по входу 54 в узел 30 запрещено и на выходе 55 повторен выходной код узла 18 (момент t₉).

В режиме IV измерения глубины провала напряжения (нижнее положение подвижных контактов) блок 10 в работе устройства участия не принимают.

Второй арифметический блок 9 (фиг. 7) работает следующим образом. В исходном состоянии сумматоры узлов 32, 33, счетчики 40, 43 и триггер 41 находятся в нулевом состоянии.

В режиме I узел 39 выбора режима (верхнее положение подвижных контактов) отключает вход 56 и блок 9 в работе устройства не участвует.

В режиме II (второе сверху положение подвижных контактов) управляющие импульсы по входу 56 через элемент 34 и контакты узла 39 поступают на вход счетчика 40, где за время Т_о накапливается n импульсов. По достижении числа n импульсов на выходе счетчика 40 формируется импульс переполнения, который по S-входу переведет триггер 41 в единичное состояние. Наличие на первых входах узлов 32, 33 и элемента И 42 логической "1" позволяет с приходом (n + 1)-го импульса начать выполнение алгоритма усреднения (момент t₆ на фиг. 3) в узлах 32, 33 и подсчет импульсов счетчиком 43. При накоплении в счетчике 43 числа n импульсов на его выходе переполнения формируется сигнал, который через элемент 35, во-первых, разрешает выполнение операции деления кодов в узлах 32 и 33 (операция завершается в момент t₁₀), во-вторых, по R-входу переводит триггер 41 в нулевое состояние, в третьих, через контакты узла 39 выбора режима измерения, элементы ИЛИ 44, 45, элементы 36, 37 задержки записи кодов, поступив на первые входы блоков 46 и 47, разрешает ввод выходных кодов узлов 32 и 33 соответственно через блок 49 элементов ИЛИ по входу уменьшаемого и по входу вычитаемого в узел 51 вычитания кодов. В результате выполнения операции вычитания на выходе 60 блока 9 присутствует код разности выходных кодов узлов 32 и 33.

В режиме III (третье сверху положение подвижных контактов) работа арифметического блока 9 аналогична работе этого блока в режиме II за исключением того, что при накоплении в счетчике 43 числа n импульсов (фиг. 4) его сигнал переполнения не проходит через контакты узла 39 и элемент ИЛИ 45 на вход элемента 36. В результате этого на первом входе элементов И блока 46 присутствует запрещающий сигнал, а выходной код узла 33 не проходит на вход вычитаемого узла 51. При этом выходной код узла 32, присутствующий на втором входе элементов И блока 47, поступив через блок 49 элементов ИЛИ на вход уменьшаемого узла 51, повторяется (момент t₉) на выходе 60 блока 9.

В режиме IV (нижнее положение подвижных контактов) управляющие импульсы по входу 56 через элемент 34 и контакты узла 39 поступают на вход счетчика 40, где за время Т_о накапливается n импульсов. По достижении числа n импульсов на выходе счетчика 40 формируется импульс переполнения, который переводит триггер 41 в единичное состояние и одновременно через контакты узла 39 поступает на вход элемента 38. В результате этого код, присутствующий на входе 59, через вторые входы элементов И блока 48 и блок 49 элементов ИЛИ вводится по входу уменьшаемого в узел 51 вычитания кодов. При этом наличие на первых входах узлов 32, 33 и элемента И 42 логической "1" позволяет с приходом (n + 1)-го импульса начать выполнение алгоритма усреднения в узлах 32, 33 и подсчет импульсов счетчиком 43. При накоплении в счетчике 43 числа n импульсов на его выходе переполнения формируется сигнал, который через элемент 35, во-первых, разрешает выполнение операции деления кодов в узлах 32 и 33, во-вторых, по R-входу переводит триггер 41 в нулевое состояние, в третьих, через контакты узла 39, элемент ИЛИ 45 поступает на вход элемента 36. В результате этого, выходной код узла 33 поступает на вторые входы элементов И блока 46 и далее по входу вычитаемого в узел 51. В результате выполнения в узле 51 операции вычитания кодов на выходе 60 блока 9 присутствует код разности кода, поступившего по входу 59, и выходного кода узла 33 усреднения.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 10 подготовлен к измерению, суммирующий счетчик 11 установлен в нулевое состояние, ячейки логометра 13 очищены, исследуемый сигнал на входе устройства отсутствует.

В первом режиме исследуемое напряжение поступает на вход преобразователя 2.

По команде с блока 4 задатчик 1 выдает за время Т_о число импульсов, равное n (фиг. 2), запускающих преобразователь 2 в моменты времени
t_i = i, где i = 1, 2, ..., n.

С приходом с задатчика 1 каждого из n импульсов на вход преобразователя 2 осуществляется его запуск на преобразование мгновенного значения исследуемого напряжения в цифровой код N_i. Эти коды поступают на входы квадратора 7 и суммирующего счетчика 11. За время Т_ов суммирующем счетчике 11 образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения:
U_xo = U_xi(t)dt ≡ N_i, где U_xi(t) - мгновенное значение исследуемого напряжения.

Этот код поступает в ячейку логометра 13 и фиксируется в ней (момент t₄). Одновременно с этим коды N_i поступают в квадратор 7 (момент t₂). После возведения в квадрат в квадраторе 7 коды N_i² поступают на вход 53 блока 10. За время поступления n управляющих импульсов на выходе узла 18 преобразуется код, пропорциональный квадрату текущего среднеквадратичного значения исследуемого напряжения (момент t₅):
U2x

= U2x_i(t)dt ≡ N2i .

В тот же момент времени t₄ код суммирующего счетчика 11 возводится в квадрат в квадраторе 8 и по входу 54 вводится в блок 10 на вычитание (момент t₆). В результате выполнения операции вычитания на выходе 55 образуется код (момент t₇), пропорциональный сумме квадратов действующих значений гармоник переменной составляющей напряжения.

После извлечения квадратного корня в блоке 12 код фиксируется в ячейке логометра 13 (момент t₈). Далее в логометре 13 осуществляется деление кода, пропорционального корню квадратному из суммы квадратов действующих значений гармоник, на код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, и в блоке 14 индикации фиксируется значение коэффициента пульсации.

Во втором режиме устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 находится в нулевом состоянии, ячейки логометра 13 очищены.

По команде с блока 4 управления задатчик 1 выдает за время первого цикла измерения n импульсов на запуск преобразователя 2, а задатчик 3 номинальных значений напряжения выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Преобразователь 2 преобразует мгновенные значения номинального сигнала в цифровые коды N_нi, которые поступают в счетчик 11, начиная с момента t₂ (фиг. 3), где за время Т_о первого цикла измерения образуется код, пропорциональный номинальному напряжению N_i . Полученный результат фиксируется в логометре 13 (момент t₄).

Одновременно с этим преобразованием возведенные в квадрат в квадраторе 7 номинальные коды N_нi² с момента t₃ поступают на вход 53 блока 10 для выполнения алгоритма усреднения. В результате выполнения алгоритма усреднения кодов (момент t₅) на выходе узла 18 образуется код, пропорциональный квадрату номинального напряжения N2н

_i .

С приходом (n + 1)-го импульса с задатчика 1 (момент t₆) начинается второй цикл измерения длительностью Т_о, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения N_i с момента t₇ поступают в суммирующий счетчик 11, где к моменту t₉ образуется код N_нi . Этот код возводится в квадрат в квадраторе 8 и по входу 54 вводится в момент t₁₀в блок 10 на вычитание. В результате выполнения в блоке 10 операции вычитания на выходе 55 образуется код (момент t₁₁), пропорциональный квадрату отклонений исследуемого напряжения. После извлечения квадратного корня в блоке 12 код фиксируется в ячейке логометра 13 (момент t₁₂). Далее в логометре 13 осуществляется деление кода, пропорционального разности исследуемого и номинального напряжений, на код, пропорциональный номинальному значению напряжения, и в блоке 14 индикации фиксируется отклонение исследуемого напряжения.

Одновременно с этим, начиная с момента t₇, коды N_i поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение кодов с номинальным кодом и выделение максимального N_максi и минимального N_минi кодов.

Коды N_максi поступают на вход 58, а коды N_минi - на вход 57 блока 9. К моменту времени t₁₁ на выходе 60 образуется код, пропорциональный разности максимального и минимального значений напряжения, который фиксируется в логометре 13 (момент t₁₁). После выполнения в логометре 13 операции деления этого кода на значение номинального кода в блоке 14 индикации зафиксирован результат, соответствующий колебанию исследуемого напряжения.

В третьем режиме устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, ячейки логометра 13 очищены.

По команде блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_о первого цикла измерения n импульсов (фиг. 4) на запуск преобразователя 2, а задатчик 3 выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Преобразователь 2 преобразует мгновенные значения номинального сигнала в цифровые коды N_нi, которые поступают в счетчик 11, где за время Т_опервого цикла измерения образуется код, пропорциональный номинальному напряжению N_нi , фиксируемый в ячейке логометра 13.

С приходом (n + 1)-го импульса с задатчика 1 (момент t₄) начинается второй цикл измерения длительностью Т_о, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения с момента t₅ поступают в суммирующий счетчик 11, где к моменту t₉ образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, фиксируемый в ячейке логометра 13. Одновременно с этим преобразованием коды N_i поступают на вход квадратора 7, возводятся в квадрат и поступают с момента t₇ на вход 53 блока 10 для выполнения алгоритма усреднения. В момент времени t₁₀ на выходе 55 блока 10 появляется код, пропорциональный квадрату действующего значения выпрямленного напряжения, подаваемый на вход блока 12. После извлечения квадратного корня в блоке 12 код, пропорциональный среднеквадратическому значению напряжения, в момент t₁₁ фиксируется в свободной ячейке логометра 13. Далее в логометре 13 осуществляется деление данного кода на код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, и в блоке 14 индикации фиксируется результат, соответствующий коэффициенту формы исследуемого напряжения.

Одновременно с этим преобразованием с момента t₅ коды поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение кодов с номинальным кодом и выделение максимального N_максi и минимального N_минi кодов. Эти коды поступают соответственно на входы 58 и 57 блока 9. В результате преобразования кодов в блоке 9 в момент t₉ на выходе 60 присутствует код, пропорциональный максимальному значению исследуемого напряжения, фиксируемый в свободной ячейке логометра 13. В результате выполнения в логометре 13 операции деления (момент t₉) кода, пропорционального максимальному значению напряжения, на код, пропорциональный среднеквадратическому значению напряжения, в блоке 14 зафиксирован результат, соответствующий коэффициенту амплитуды исследуемого напряжения.

В четвертом режиме устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 9 подготовлен к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, ячейки логометра 13 очищены.

По команде блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_о первого цикла измерения n импульсов (фиг. 5) на запуск преобразователя 2, а задатчик 3 выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Преобразователь 2 преобразует мгновенные значения номинального сигнала в цифровые коды N_нi, которые поступают в счетчик 11, где за время Т_опервого цикла измерения образуется код, пропорциональный номинальному напряжению N_нi , поступающий на вход 59 блока 9 и одновременно фиксируемый в ячейке логометра 13. При этом счетчик 11 отключается.

С приходом (n + 1)-го импульса с задатчика 1 (момент t₄) начинается второй цикл измерения длительностью Т_о, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения с момента t₅ поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение кодов с номинальным кодом и выделение максимального N_максi и минимального N_минi кодов. Эти коды поступают соответственно на входы 58 и 57 блока 9. В результате преобразования кодов в блоке 9 на выходе 60 присутствует код, пропорциональный разности номинального и минимального значений исследуемого напряжения (момент t₈), фиксируемый в ячейке логометра 13. В результате выполнения в логометре 13 операции деления этого кода на номинальный код в блоке 14 зафиксирован результат, соответствующий глубине провала исследуемого напряжения.

Таким образом, выполнение второго арифметического блока с дополнительным входом, подключенным к выходу суммирующего счетчика, позволяет осуществить измерение и контроль как коэффициента пульсации, отклонения и колебания напряжения, коэффициента формы, коэффициента амплитуды, так и глубины провала исследуемого напряжения, что является расширением функциональных возможностей устройства.

Изобретение относится к измерениям в энергетике и может быть использовано при контроле показателей качества электроэнергии постоянного напряжения - коэффициента пульсации, отклонения и колебания напряжения, коэффициента амплитуды, коэффициента формы, а также глубины провала напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, а именно обеспечение измерения и контроля глубины провала напряжения. Устройство содержит задатчик 1 моментов измерения, преобразователь 2 мгновенных значений напряжения в цифровой код, задатчик 3 номинальных значений напряжения, блок 4 управления, блоки 5 и 6 выделения соответственно максимального и минимального кодов, квадраторы 7 и 8, арифметические блоки 9 и 10, суммирующий счетчик 11, блок 12 извлечения квадратного корня, логометр 13 и блок 14 индикации. Цель достигается новым выполнением второго арифметического блока с дополнительным входом, подключенным к выходу суммирующего счетчика. 7 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, первый вход которого является информационным входом устройства, выход подключен к счетному входу суммирующего счетчика, входам выделения максимального и минимального кодов и входу первого квадратора, выход которого соединен с входом уменьшаемого первого арифметического блока, вход вычитаемого и выход которого соединены соответственно с выходом второго квадратора с входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом логометра, выход, дополнительный и второй входы которого подключены соответственно к блоку индикации, выходу суммирующего счетчика и входу второго квадратора, а вход управления первого арифметического блока, управляющие входы задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения подсоединены к выходу блока управления, при этом выходы задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения соединены с входами преобразователя мгновенных значений напряжения в цифровой код, причем второй арифметический блок содержит узел вычитания кодов, выход которого подключен к входу делимого логометра, а вход вычитаемого соединен с выходом первого блока элементов И, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходом третьего элемента задержки и выходом узла усреднения минимальных кодов, синхровход которого соединен с синхровходом узла усреднения максимальных кодов, первым входом элемента И, счетным входом счетчика n импульсов и синхровыходом узла выбора режима измерения, первый выход которого соединен с выходом второго элемента задержки и входом фиксации результатов узлов усреднения максимального и минимального кодов, входы разрешения которых подсоединены к выходу триггера и второму входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа измерений, выход переполнения и кодовый выходы которого соединены соответственно с входом второго элемента задержки и входом делителя узлов усреднения максимального и минимального кодов, информационные входы которых соединены соответственно с выходами блоков выделения максимального и минимального кодов, синхровход узла выбора режима измерения через первый элемент задержки подсоединен к выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем измерения и контроля глубины провала исследуемого напряжения, во второй арифметический блок введены два элемента задержки, два элемента ИЛИ, блок элементов ИЛИ и два блока элементов И, причем выход и первый вход первого элемента ИЛИ подключены соответственно к входу третьего элемента задержки и первому выходу фиксации результата узла выбора режима измерения, второй и третий выходы фиксации результата которого подключены соответственно к второму входу второго элемента И, первому входу второго элемента ИЛИ и второму входу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ через четвертый элемент задержки подсоединен к первому входу второго блока элементов И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом узла усреднения максимальных кодов и первым входом блока элементов ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом узла вычитания кодов и выходом третьего блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, первый выход подключен к выходу пятого элемента задержки, входом соединенного с четвертым выходом фиксации результата узла выбора режима измерения, второй вход которого подключен к выходу счетчика n импульсов и входу установки триггера, входом сброса соединенного с выходом второго элемента задержки.