АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к измерениям в энергетике и может быть использовано при контроле показателей качества электрической энергии постоянного напряжения: коэффициента пульсации, отклонения и колебания напряжения, а также коэффициента амплитуды и коэффициента формы напряжения.

Известно устройство для контроля коэффициента пульсаций (авт. св. N 190478, G 01 R 19/00, 1964), содержащее логометр и блок индикации. Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная искажением сигнала переменной составляющей фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению следует считать мультиметр для контроля показателей качества электроэнергии, содержащий задатчик моментов измерения, аналого-цифровой преобразователь, задатчик номинальных значений напряжения, блок управления, два блока выделения кодов, два квадратора, два арифметических блока, суммирующий счетчик, блок извлечения квадратного корня, логометр и блок индикации [1].

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения отклонения напряжения, обусловленная погрешностью вычислительного алгоритма.

Так, в известном мультиметре отклонение напряжения определяется из выражения
ΔU = , (1) где U_x - среднеквадратичное значение исследуемого напряжения;
U_н - номинальное значение напряжения.

Однако согласно ГОСТ 13109-87
ΔU = . (2)
Из анализа (1) и (2) видно, что
≠ U_x-U_н. (3) Таким образом, на основании (3) можно сделать вывод о существовании погрешности определения отклонения напряжения.

Цель изобретения - повышение точности определения отклонения напряжения.

Достигается это тем, что в известный мультиметр для контроля показателей качества электроэнергии введен новый блок элементов ИЛИ, выход, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым входом логометра, выходом блока извлечения квадратного корня и дополнительным выходом первого арифметического блока, дополнительный вход вычитаемого и дополнительный вход уменьшаемого которого соединены соответственно с выходом суммирующего счетчика и выходом аналого-цифрового преобразователя. Первый арифметический блок содержит узел усреднения кодов, два ждущих мультивибратора, элемент ИЛИ, четыре группы элементов И, два узла вычитания кодов и узел выбора режима измерения, при этом вход уменьшаемого и дополнительный вход уменьшаемого первого арифметического блока являются соответственно первым и вторым информационными входами узла усреднения кодов, выходом связанного одновременно с вторыми входами второй и четвертой групп элементов И, выход и первый вход каждой из которых присоединен соответственно к входу уменьшаемого первого узла вычитания кодов, выходу элемента ИЛИ и входу уменьшаемого второго узла вычитания кодов, второму синхровыходу узла выбора режима измерения, первый, второй выходы управления, первый, третий
и дополнительный синхровыходы которого подключены соответственно к первому, второму входам разрешения записи кодов, первому входу первой группы элементов И, объединенному с вторым входом элемента ИЛИ, первому входу элемента ИЛИ и первому входу третьей группы элементов И, выходом связанной с входом вычитаемого второго узла вычитания кодов, выход которого является дополнительным выходом первого арифметического блока, первым входом управления связанного с первым входом узла выбора режима измерения, синхровход, дополнительный синхровход и второй вход которого подключены соответственно к выходу первого, выходу второго ждущих мультивибраторов и третьему входу разрешения записи кодов узла усреднения кодов, объединенного с входом второго ждущего мультивибратора, являющегося вторым управляющим входом первого арифметического блока, дополнительный вход вычитаемого и вход вычитаемого которого являются соответственно вторым входом третьей и вторым входом первой групп элементов И, выход последней из которых подключен к входу вычитаемого первого узла вычитания кодов, выход которого является выходом первого арифметического блока, причем выход запуска узла усреднения кодов связан с входом первого ждущего мультивибратора.

Сущность изобретения состоит в повышении точности определения отклонения напряжения путем измерения алгоритма вычисления данного показателя качества электроэнергии.

Предлагаемое изобретение отличается от известного наличием нового блока, а именно блока элементов ИЛИ и выполнением первого арифметического блока с дополнительным входом уменьшаемого, дополнительным входом вычитаемого и дополнительным выходом.

Суть определения показателей качества электроэнергии заключается в том, что
U2x

= U+ U, (4) где U_x и U_xo - среднеквадратическое и средневыпрямленное значения исследуемого напряжения соответственно;
U_xi - среднеквадратическое значение i-й гармонической составляющей исследуемого напряжения.

По определению коэффициент пульсации определяется из выражения
K_п = . (5)
С учетом (4) выражение (5) принимает вид,
K_п = (6)
отклонения и колебания напряжения определяются из выражений
ΔU = (7)
δU = , (8) где U_max и U_min - максимальное и минимальное значения исследуемого напряжения соответственно.

Коэффициент формы и коэффициент амплитуды, являясь показателями качества электроэнергии неосновного ряда, определяются из выражений
K_Ф = , (9)
K_А = . (10)
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля напряжения; на фиг. 2 - функциональная схема первого арифметического блока; на фиг. 3, 4, 5 - временные диаграммы работы устройства в режимах измерения коэффициента пульсации, отклонении и колебаний напряжения и в режиме измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды напряжения.

Устройство для контроля напряжения (фиг. 1) содержит задатчик 1 моментов измерения, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, второй вход которого соединен с выходом задатчика 3 номинальных значений напряжения, блок 4 управления, блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов, квадраторы 7 и 8, второй арифметический блок 9, входом уменьшаемого и входом вычитаемого соединенный с выходами блоков 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, первый арифметический блок 10, входом уменьшаемого, входом вычитаемого, первым и вторым управляющими входами связанный соответственно с выходом квадратора 7, выходом квадратора 8, первым и вторым выходами блока 4 управления, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому, второму управляющим входам арифметического блока 9, входу задатчика 1 моментов измерения и управляющему входу задатчика 3 номинальных значений напряжения, суммирующий счетчик 11, вход которого объединен с входами блоков 5 и 6 выделения кодов, входом квадратора 7, дополнительным входом уменьшаемого арифметического блока 10 и подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 2, блок 12 извлечения квадратного корня, входом связанный с выходом арифметического блока 10, блок 13 элементов ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока 12 и дополнительным выходом арифметического блока 10, логометр 14, первый, второй входы и вход делителя которого связаны соответственно с выходом арифметического блока 9, выходом блока 13 элементов ИЛИ и выходом суммирующего счетчика 11, объединенного с входом квадратора 8 и дополнительным входом вычитаемого арифметического блока 10, выход логометра соединен с блоком 15 индикации.

Блок 4 управления предназначен для управления работой задатчиков 1, 3, арифметических блоков 9, 10 и выполнен идентично известному функциональному блоку управления устройства. Первый арифметический блок 10 (фиг. 2) предназначен для выполнения операций суммирования кодов, поступивших по одному из входов уменьшаемого, последующего их усреднения, а также выполнения вычитания кодов. Блок 10 содержит узел 16 усреднения кодов, выполненный в виде двух групп 17, 18 элементов И, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами узла 16, последовательно соединенных группы 19 элементов ИЛИ, сумматора 20 кодов, группы 21 двухвходовых элементов И и схемы 22 деления кодов, счетчика 23 числа поступивших кодов, объединенного входом с входом сумматора 20 кодов, а кодовым выходом присоединенного к второму входу схемы 22 деления кодов, и элемента 24 инвертирования, вход которого является третьим входом разрешения записи кодов, а выход подключен к второму входу группы 21 элементов И, выходы групп 17 и 18 элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами группы 19 элементов ИЛИ, первый, второй входы разрешения записи кодов, выход запуска и выход узла 16 усреднения кодов объединены соответственно с первым входом группы 17, первым входом группы 18 элементов
И, кодовым выходом счетчика 23 числа поступивших кодов и выходом схемы 22 деления кодов. Кроме того, блок 10 содержит ждущие мультивибраторы 25, 26, узел 27 выбора режима измерения, элемент ИЛИ 28, четыре группы 29-32 элементов И, два узла 33 и 34 вычитания кодов, вход узла 16 усреднения связан одновременно с вторыми входами второй и четвертой групп 29 и 31 элементов И, выход и первый вход каждой из которых присоединен соответственно к входу уменьшаемого узла 33 вычитания кодов, выходу элемента ИЛИ 28 и входу уменьшаемого второго узла 34 вычитания кодов, второму синхровыходу узла 27 выбора режима измерения, первый, второй выходы управления, первый, третий и дополнительный выходы которого подключены соответственно к первому, второму входам разрешения записи кодов узла 16, первому входу группы 29 элементов И, объединенному с вторым входом элемента ИЛИ 28, первому входу элемента ИЛИ 28 и первому входу группы 31 элементов И, выходом связанной с входом вычитаемого узла 34 вычитания кодов, синхровход, дополнительный синхровход и второй вход узла 27 выбора режима измерения подключены соответственно к выходу мультивибратора 25, выходу мультивибратора 26 и третьему входу разрешения записи кодов узла 16 усреднения, объединенного с входом мультивибратора 26, выход группы 29 подключен к входу вычитаемого узла 33 вычитания кодов, выход запуска узла 16 усреднения связан с входом мульвибратора 25.

Блок 10 имеет первый, второй управляющие входы 35, 36, вход 37 уменьшаемого, дополнительный вход 38 уменьшаемого, дополнительный вход 39 вычитаемого, вход 40 вычитаемого, выход 41 и дополнительный выход 42. Вход 35 объединен с первым входом узла 27 выбора режима измерения и служит для подачи сигнала разрешения вычитания кодов, а вход 36, подключенный к третьему входу разрешения записи кодов узла 16, служит для подачи сигнала разрешения суммирования кодов. Входы 37 и 38 являются соответственно первым и вторым информационными входами узла 16. Входы 39 и 40 объединены соответственно с вторыми входами групп 31 и 29 элементов И. Выходы 41 и 42 объединены соответственно с выходами узлов 33 и 34 вычитания кодов. Счетчик 23 числа поступивших кодов выполнен на n кодов. Мультивибраторы 25 и 26 выполнены ждущими, причем выходной импульс мультивибратора 26 имеет заданную длительность, независящую от длительности сигнала запуска. Узел 27 выбора режима измерения выполнен в виде трехпозиционного переключателя, позволяющего осуществлять выбор одного из трех режимов измерения: режима I - измерения коэффициента пульсации (верхнее положение подвижных контактов), режима II - измерения отклонении и колебаний напряжения (среднее положение подвижных контактов), режима III - измерения коэффициента формы и амплитуды (нижнее положение подвижных контактов).

Узел 16 усреднения кодов работает следующим образом. В исходном состоянии первый и второй информационный входы закрыты, сумматор 20 и счетчик 23 числа поступивших кодов находятся в нулевом состоянии. Первый (второй) информационный вход будет открыт только при наличии на первом (втором) входе разрешения записи кодов разрешающего сигнала (уровень логической 1). Коды, поступившие по первому (второму) информационному входу, через группу 17 (группу 18) элементов И, группу 19 элементов ИЛИ, поступают на входы сумматора 20 и счетчика 23 поступивших кодов. При поступлении n кодов в сумматоре 20 будет накоплена сумма N2i

(либо N_i ) кодов, а на информационном выходе и выходе переполнения счетчика 23 появятся соответственно код числа n и импульс переполнения. Накопленная в сумматоре 20 сумма кодов поступит через группу 21 элементов И на вход делимого схемы 22 деления кодов, только при наличии на одном из входов группы 21 разрешающего сигнала, поступившего через элемент 24 инвертирования по третьему входу разрешения записи кодов. При этом разрешающий сигнал снимается с первого (второго) и третьего входов разрешения записи кодов, а на выходе элемента 24 появляется сигнал логической единицы, подаваемый на один из входов группы 21 элементов И. Код числа n с информационного выхода счетчика 23 поступает на вход делителя схемы 22 деления кодов. В результате выполнения в схеме 22 операции деления кода суммы на код числа n на выходе узла 16 будет присутствовать результат усреднения кодов N2i (либо N_i ), поступивших по первому (либо второму) информационному входу. Выполнение алгоритма усреднения кодов завершено.

Первый арифметический блок 10 (фиг. 2) работает следующим образом. В исходном положении узел 16 усреднения кодов подготовлен к выполнению операции усреднения кодов.

В режиме I (верхнее положение подвижных контактов узла 27), сигнал разрешения суммирования кодов, подаваемый на вход 36 блока 10, поступает на третий вход разрешения записи кодов и одновременно через контакты узла 27 выбора режима на первый вход разрешения записи кодов узла 16 усреднения. При этом открывается вход 37 блока 10, а в узле 16 начинается выполнение алгоритма усреднения кодов. После завершения этого алгоритма присутствующий на выходе узла 16 код поступает на второй вход группы 30 элементов И, а на втором входе группы 29 элементов И присутствует код, поступивший по входу 40 блока 10. Сигнал разрешения вычитания кодов, пришедший по входу 35 блока 10, подается через узел 27 выбора режима измерения на первый вход группы 29 элементов И и одновременно через элемент 28 ИЛИ на первый вход группы 30 элементов И, разрешая ввод в узел 33 кодов, присутствующих на вторых входах групп 29 и 30 элементов И соответственно. В результате выполнения операции вычитания в узле 33 на выходе 41 блока 10 будет присутствовать код разности выходного кода узла 16 и кода, поступившего по входу 40 блока 10.

В режиме II (среднее положение подвижных контактов узла 27) сигнал разрешения суммирования кодов, подаваемый на вход 36 блока 10, поступает на третий вход разрешения записи кодов и одновременно через контакты узла 27 выбора режима на второй вход разрешения записи кодов узла 16 усреднения. При этом открывается вход 38 блока 10, а в узле 16 начинается выполнение алгоритма усреднения кодов. Одновременно с этим сигнал разрешения суммирования кодов, поступивший по входу 36, запускает ждущий мульвибратор 25, выходной импульс которого через узел 27, поступая на первый вход группы 31 элементов И, открывает вход 39. При этом присутствующий на входе 39 код будет введен через группу 31 элементов И в узел 34 вычитания кодов. После завершения алгоритма усреднения кодов в узле 16 результирующий код поступает на второй вход группы 32 элементов И. Сигнал разрешения вычитания кодов, пришедший по входу 35 блока 10, поступая через узел 27 выбора режима измерения на первый вход группы 32 элементов И, разрешит ввод результирующего кода узла 16, через группу 32 элементов И в узел 34 вычитания кодов. В результате выполнения операции вычитания в узле 34 на выходе 42 блока 10 будет присутствовать код разности результирующего кода узла 16 и кода, поступившего по входу 39 блока 10.

В режиме III (нижнее положение подвижных контактов узла 27), сигнал разрешения суммирования кодов, подаваемый на вход 36 блока 10, поступает на третий вход разрешения записи кодов и, одновременно, через контакты узла 27 выбора режима, на первый вход разрешения записи кодов узла 16 усреднения. При этом открывается вход 37 блока 10, а в узле 16 начинается выполнение алгоритма усреднения кодов. При поступлении в узел 16 усреднения числа n кодов на выходе запуска узла 16 появится импульс, запускающий ждущий мультивибратор 26. Выходной импульс мультивибратора 26 через узел 27 выбора режима и элемент 28 ИЛИ поступает на первый вход группы 30 элементов И и разрешает поступление через группу 30 элементов И выходного кода узла 16 на вход уменьшаемого узла 33 вычитания кодов. Поскольку на входе 35, а следовательно, на первом входе группы 29 элементов И разрешающий сигнал будет отсутствовать, то на выходе группы 29 элементов И, а следовательно, на входе вычитаемого узла 33 будет присутствовать код нуля. При этом выходной код узла 16, присутствующий на входе уменьшаемого узла 33, будет повторен на выходе 41 блока 10.

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 режиме измерения коэффициента пульсации (режим I) время измерения состоит из одного цикла длительностью Т_о. Исследуемое напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2. По команде с пятого выхода блока 4 управления задатчик 1 моментов измерения выдает за время Т_о число импульсов, равное n (фиг. 4), запускающих АЦП 2 в моменты времени
t_i = i, где i=1, 2, ..., n. С приходом с задатчика 1 моментов измерения каждого из n импульсов на вход АЦП 2 осуществляется его запуск на преобразование мгновенного значения исследуемого напряжения в цифровой код. Эти коды поступают на вход суммирующего счетчика 11 и квадратора 7 соответственно. За время измерения T_o в суммирующем счетчике 11 образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения
U= U(t)dt ≡ N_i , где U_xi(t) - мгновенное значение исследуемого напряжения. Выходной код счетчика 11 поступает в ячейку логометра 13 и фиксируется в ней (момент t₄). Одновременно с этим коды N_i поступают в квадратор 7, начиная с момента t₂. После возведения в квадрат в квадраторе 7 коды N²_i поступают на вход 37 арифметического блока 10 (момент t₃), на входе 36 которого присутствует сигнал, разрешающий суммирование, поступивший с второго выхода блока 4 управления. К моменту поступления n-го кода на выходе узла 36 блока 10 будет присутствовать код, пропорциональный квадрату текущего среднеквадратичного значения исследуемого напряжения
U2x

= U(t)dt ≡ N2i .

В момент t₄ код суммирующего счетчика 11 возводится в квадрат в квадраторе 8 и поступает на вход 40 блока 10. В момент t₆ блок 4 управления формирует по первому выходу сигнал, разрешающий вычитание кодов, поступающий на вход 35 блока 10. С приходом этого сигнала в блоке 10 выполняется операция вычитания кодов и в момент t₇ на выходе 41 блока 10 образуется код, пропорциональный сумме квадратов среднеквадратических значений гармоник переменной составляющей напряжения, который поступает в блок 12 извлечения квадратного корня. После извлечения квадратного корня в блоке 12 в логометре 14 в момент t₈ осуществляется деление кода, пропорционального корню квадратному из суммы квадратов среднеквадратических значений гармоник, на код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, и в блоке 15 индикации фиксируется значение коэффициента пульсации.

В режиме измерения отклонений и колебаний напряжения (режим II) устройство работает следующим образом. В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, исследуемое напряжение на входе устройства отсутствует. Время измерения состоит из двух циклов измерения длительностью Т_о каждый. В первом цикле измерения по команде с пятого выхода блока 4 управления задатчик 1 за время измерения Т_о выдает n импульсов на запуск АЦП 2. Одновременно с этим блок 4 управления сигналом по шестому выходу запускает задатчик 3, который выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Мгновенные значения номинального сигнала преобразуются АЦП 2 в цифровые коды N_нi, которые поступают в суммирующий счетчик 11 (момент t₂), где к моменту t₃образуется код, пропорциональный номинальному напряжению, который фиксируется в ячейке логометра (момент t₃) и одновременно поступает на вход 39 блока 10. При этом суммирующий счетчик 11 отключается. С приходом (n+1)-го импульса с задатчиком 1 (момент t₄) начинается второй цикл измерения длительностью Т_о, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения N_i поступают на вход 38 блока 10. Сигналом со второго выхода блока 4 управления, поступившим на вход 36 блока 10, во-первых, разрешается ввод в блок 10 номинального кода (на фиг. 4, 10-1), а во-вторых, открывается вход 38. За время Т_о второго цикла измерения в блоке 10 образуется код, пропорциональный среднеквадратическому значению исследуемого напряжения.

В момент t₆ блок 4 управления формирует по первому выходу сигнал, разрешающий вычитание кодов, поступающий на вход 35 блока 10. В результате выполнения операции вычитания в блоке 10 на выходе 42 образуется код, пропорциональный разности среднеквадратического и номинального значений исследуемого напряжения. Этот код через блок 13 элементов ИЛИ поступает в ячейку логометра 14 и фиксируется в ней. В результате деления данного кода на код, пропорциональный номинальному значению напряжения, в блоке 15 будет зафиксировано отклонение напряжения. Одновременно с этим, начиная с момента t₅, коды N_i поступают в блок 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение этих кодов с номинальным и выделение максимального N_maxiи минимального N_mini кодов. Эти коды поступают в блок 9 только при наличии на втором его управляющем входе сигнала, разрешающего суммирование. В блоке 9 за время Т_о второго цикла измерения образуются коды, пропорциональные максимальному
U_max = U_x(t)dt ≡ N и минимальному значениям напряжения
U_min = U_x(t)dt ≡ N, При поступлении с третьего выхода блока 4 управления на первый управляющий вход блока 9 сигнала разрешающего вычитание в арифметическом блоке 9 выполняется операция вычитания кодов. В результате вычитания кодов в блоке 9 на его выходе образуется код разности (момент t₉) максимального и минимального значений напряжения, фиксируемый в ячейке логометра 14. После выполнения в логометре 14 операции деления этого кода на значение номинального кода в блоке 15 будет зафиксирован результат, соответствующий колебанию исследуемого напряжения.

В режиме измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды (режим III) устройство работает следующим образом. В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, ячейки логометра 14 очищены, исследуемый сигнал на входе устройства отсутствует. Время измерения в третьем режиме состоит из двух циклов измерения длительностью Т_о каждый. В первом цикле измерения по сигналам соответственно с пятого выхода блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_о цикла n импульсов на запуск АЦП 2, а с шестого выхода запускает задатчик 3, который выдает номинальное значение исследуемого сигнала. АЦП 2 преобразует мгновенные значения номинального сигнала в цифровые коды N_нi, которые поступают в счетчик 11, где за время Т_о цикла измерения образуется код, пропорциональный номинальному напряжению. Этот код фиксируется в ячейке логометра 14. С приходом (n+1)-го импульса с задатчика 1 начинается второй цикл измерения, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения N_i поступают в суммирующий счетчик 11, где к моменту t₇ образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, фиксируемый в ячейке логометра 14.

Одновременно с этим преобразователем коды N_i поступают для возведения в квадрат 8 квадратор 7. Далее коды N²_i поступают на вход 37 блока 10. Сформированный на втором выходе блока 4 управления сигнал разрешения суммирования, поступив на вход 36 блока 10, открывает вход 37. К моменту окончания второго цикла измерения на выходе 41 будет присутствовать код, пропорциональный квадрату среднеквадратического значения исследуемого напряжения. Этот код поступает на вход блока 12 извлечения квадратного корня. В результате выполнения операции извлечения квадратного корня в блоке 12 код, пропорциональный среднеквадратическому значению исследуемого напряжения, через блок 13 элементов ИЛИ поступает в логометр 14. Далее в логометре 14 осуществляется деление кодов согласно алгоритма (9) и в блоке 15 индикации будет зафиксировано значение коэффициента формы исследуемого напряжения.

Одновременно с этим преобразованием коды N_i поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов, где осуществляется их сравнение с номинальным кодом и выделение максимального N_maxi и минимального N_mini кодов. Эти коды поступают на соответствующие входы блока 9. Выполнение алгоритма усреднения поступивших в блок 9 кодов начинается только при наличии на его втором управляющем входе сигнала разрешающего суммирование, поступившего с четвертого выхода блока 4 управления. К моменту окончания второго цикла измерения выходной код блока 9, пропорциональный максимальному значению напряжения N , поступит в логометр 14. В результате деления в логометре 14 данного кода на код, пропорциональный среднеквадратическому значению напряжения (см. алгоритм 10), в блоке 15 индикации будет зафиксирован результат, соответствующий коэффициенту амплитуды исследуемого напряжения.

Оценим точность предлагаемого устройства при определении отклонении напряжения. Согласно алгоритма (1), реализуемого известными средствами, требуются нелинейные преобразования, а именно возведение в квадрат напряжений U_x, U_н и последующее извлечение квадратного корня из разности этих напряжений, реализуемые квадраторами 7, 8 и блоком 12 извлечения корня соответственно. В алгоритме (7), реализуемом средствами предлагаемого устройства, промежуточные операции возведения в квадрат и извлечения квадратного корня вообще отсутствуют.

Следовательно, реализация алгоритма (7) средствами предлагаемого устройства позволяет уменьшить погрешность определения отклонения напряжения по сравнению с известным устройством за счет:
а) исключения из вычислительного алгоритма промежуточных нелинейных операций квадрирования и извлечения квадратного корня;
б) устранения несоответствия между выражениями

и (U_x-U_н).

Так, без учета погрешностей нелинейных блоков 7, 8 и 12 в предлагаемом устройстве по сравнению с известным устройством достигается повышение точности при определении отклонения напряжения в = раза. Например, при U_x= 10,5 В и U_н=10 В, в U_н= 10 В, в ≈ 6,4 раза.

Таким образом, выполнение второго арифметического блока с дополнительным входом уменьшаемого, дополнительным входом вычитаемого и дополнительным выходом, а также введение блока элементов ИЛИ и соответствующих связей позволяет повысить точность определения отклонения напряжения в
раза, что подтверждает достоверность достижения цели изобретения, а именно повышение точности определения отклонения напряжения.

Использование: изобретение относится к измерениям в энергетике и может быть использовано при контроле показателей качества электрической энергии постоянного напряжения: коэффициента пульсации, отклонений и колебаний напряжения, а также коэффициента формы и коэффициента амплитуды напряжения. Сущность изобретения: автоматическое устройство для контроля напряжения содержит задатчик 1 моментов измерения, аналого-цифровой преобразователь 2, задатчик 3 номинальных значений напряжения, блок 4 управления, блоки 5 и 6 выделения соответственно максимального и минимального кодов, квадраторы 7 и 8, второй арифметический блок 9, первый арифметический блок 10 с двумя дополнительными входами и дополнительным выходом, суммирующий счетчик 11, блок 12 извлечения квадратного корня, блок 13 элементов ИЛИ, логометр 14 и блок 15 индикации. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, первый квадратор, первый арифметический блок и блок извлечения квадратного корня, а также задатчик моментов измерения, задатчик номинальных значений напряжения, суммирующий счетчик, блоки выделения максимального и минимального кодов, второй квадратор, второй арифметический блок, блок управления, логометр, блок индикации, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом устройства, второй вход - с выходом задатчика номинальных значений напряжения, вход управления - с выходом задатчика моментов измерения, а выход - с объединенными входами суммирующего счетчика и блоков выделения максимального и минимального кодов, выход суммирующего счетчика соединен с входом делимого логометра и через второй квадратор с входом вычитаемого первого арифметического блока, выходы блоков выделения максимального и минимального кодов соединены соответственно с входом уменьшаемого и входом вычитаемого второго арифметического блока, выход которого соединен с первым входом логометра, выход которого соединен с входом блока индикации, шесть выходов блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами управления первого арифметического блока, с первым и вторым входами управления второго арифметического блока, с управляющими входами задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения отклонения напряжения, в него введен блок элементов ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока извлечения квадратного корня, второй вход - с дополнительным выходом первого арифметического блока, а выход - с вторым входом логометра, дополнительные вход вычитаемого и вход уменьшаемого первого арифметического блока соединены соответственно с выходами суммирующего счетчика и аналого-цифрового преобразователя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый арифметический блок содержит узел усреднения кодов, два движущих мельтивибратора, элемент ИЛИ, четыре группы элементов И, два узла вычитания кодов и узел выбора режима измерения, причем вход уменьшаемого и дополнительный вход уменьшаемого блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами узла усреднения кодов, выход которого соединен с вторым входом второй и четвертой групп элементов И, выход и первый вход первой из которых соединены соответственно с входом уменьшаемого первого узла вычитания кодов и выходом элемента ИЛИ, выход и первый вход второй соединены с входом уменьшаемого второго узла вычитания кодов и с вторым синхровыходом узла выбора режима измерения, первый и второй выходы управления, первый, третий и дополнительный синхровыходы которого подключены соответственно к первому и второму входам разрешения записи кодов, к объединенным первому входу первой группы элементов И, второму входу элемента ИЛИ, первому входу элемента ИЛИ и первому входу третьей группы элементов И, выход которой соединен с входом вычитаемого второго узла вычитания кодов, выход которого соединен с дополнительным выходом блока, первый вход управления которого соединен с первым входом узла выбора режима измерения, синхровход и дополнительный синхровход, а также второй вход которого подключены соответственно к выходам первого и второго ждущих мультивибраторов и к объединенным третьему входу разрешения записи кодов узла усреднения кодов и входу второго ждущего мультивибратора, который соединен с вторым управляющим входом блока, дополнительный вход вычитаемого и вход вычитаемого которого соединены соответственно с вторыми входами третьей и первой групп элементов И, выход последней из которых подключен к входу вычитаемого первого узла вычитания кодов, выход которого соединен с выходом блока, выход запуска узла усреднения кодов соединен с входом первого ждущего мультивибратора.