Способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R19/02 

2

./

-J ел

L.

СП

Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для использования при построении цифровых вольтметров переменного напряжения с встроенным вычислительным блоком.

Известен способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, заключающийся в квадрировании и усреднении опорного напряжения UQ в виде сигнала постоянного тока, нахождении по полученному результату А усреднения и исходному значению I)Q опорного напряжения общего коэффициентаК преобразования запоминании его, квадрировании и усреднении переменного напряжения у, определении искомого среднеквадратичного значения О путем деления полученного результата А2 усреднения на найденный общий коэффициент К преобразования 1 .

Недостаток способа связан с отсутствием в нем операции масштабирования , что обуславливает весьма узкий рабочий диапазон измеряемого напряжений.

Наиболее близким технический решением к изобретению является способ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, предусма ривающий масштабирование, квадрирование и усреднение опорного напряжения U(j в виде сигнала переменного тока, нахождение по полученному результату А, усреднения и исходному среднеквад ратичному значению UQ опорного напряжения общего коэффицлента К преобразования, запоминание его, масштабирование, квадрирование и усреднение измеряемого напряжения U , определение искомого среднеквадратичного значения и путем деления полученного результата А2 усреднения на найденный общий коэффициент К преобразования ,2 .

Недостаток известного способа про является в низкой точности измерения обусловленной трудностью подцержани-я опорного переменного напряжения на стабильном уровне. В случае же использования в качестве опорного на пряжения сигнала постоянного тока снижение точности.вызывается отрицательным влиянием напряжения смеще-ния масштабирующего блока.

Целью изобретения является повышение точности измерения при использовании в качестве опорного напряжения сигнала постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения, основанному на последовательном масштабировании, квадрировании и усреднении поочередно опорного DO и измеряемого U напря

жений, запоминании полученных результатов А 4 и Aj усреднения, теми же техническими средствами последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют нулевое напряжение, запоминают полученный результат A-j усреднения напряжения, запоминают полученные результаты Аи и А масштабирования, а искомое среднеквадратичное значение U определяют по вражению

U и -л

1) l

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения.

Устройство содержит последовательно соединенные масштабируюечий блок (преобразователь напряжения в ток, выполненный на основе операционного усилителя) 1, квадрауор (термопреобразователь) 2, усредняющий блок 3 (его функции выполняет термопреобразователь), ключ 4, блок 5 памяти, вычислительный блок 6, отсчетный блок 7. В состав устройства входят также источник-8 опорного напряжения в виде сигнала постоянного тока ключи Э-11, включенные между входом масштабирующего блока 1 и соответственно входом устройства, выходом истс 1ника 8 опорного напряжения и шиной нулевого потенциала, а также клю 12, включенный между выходом масштабирующего блока 1 и входом блока 5 памяти.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Заг ыкают ключи 4 и 10, остальною размыкают. Опорное напряжение UQ , поступающие с выхода источника 8, масштабируется в блоке 1, квадрируется в квадраторе 2, усредняется в блоке 3 и запоминается в блоке 5. Функции преобразования мааатабирующего блока 1, квадратора 2 и усредняющего блока 3 описываются выражениями :

Вьи, 1 BX ъшг 1

ВЫХЗ , Т

agj,,, agn , Sg,, ag , вы«з - сигналы на выходе и входе

соответственно мааитабирующего блока 1, квадратора 2, усредняющего блока 3; с, с, а, а, а - коэффициенты передачи и аддитивные погрешности соответственно масштабирующего блока 1, квадратора 2 и усредняющего блока 3; а., -- среднее значение сигнала Значение Л, запомненное в блоке 5 памяти, определяется как A, C3(,C2Uoa +C2aVoi Ua3 (5) Замыкают ключи 4 и 9, остальные раз ыкают. Измеряемое напряжение IJ , поступающее с входной шины устройст ва, .масштабируется в блоке 1, квадрируется в квадраторе 2, усредняется в блоке 3 и запоминается в блоке 5, Значение А, запомненное в бл ке 5, определяется как A2 ,c,JUa + ) а 6 ) Замыкают ключи 4 и 11, остальные размыкают. Нулевое напряжение масшта бируется в блоке 1, квадрируется в квадраторе 2, усредняется в блоке 3 и запоминается в блоке 5. Значение А, запомненное в блоке 5, определяется как А с(с,,а taj) + aj Замыкают ключи 10 и 12, остальные размыкают. Опорное напряжение UQ , поступающее с выхода источника и, масштабируется в блоке 1 и запоминается в блоке 5. Значение А, запомненное, в блоке 5, определяется как Aj с Од + а, (8) Замыкают ключи 11 и 12, остальные размыкают. Нулевое напряжение масштабируется в блоке 1 и запоминается в блоке 5. Значение А, запомненное в блоке 5, определяется как По запомненным в блоке 5 памяти значениям в вычислительном . блоке 6 определяется искомое среднеквадратичное значение U измеряемого напряжения по выражению (1). Итоговый результат измерения отображается в отсчетном блоке 7. Анализ расчетного выражения (1) показывает, что при измерении средне-, квадратичного значения переменного напряжения по предлагаемому способу результат измерения не зависит от коэффициентов передачи и аддитивных погрешностей масштабирующего, квадрирующего и усредняющего функциональных блоков, что и обеспечивает повыиенную точность измерения.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, основанный на последовательном масштабировании, квадрировании и усреднении поочередно опогэного tJ(j и измеряемого U напряжений, запоминании полученных результатов А ч А усреднения, отличающийс я тем, что, с целью повьмення точности при использовании в качестве опорного напряжения сигнала постоянного тока, теми же техническими средствами последовательно масштабируют , квадрируют и усредняют нулевое напряжение, запоминают полученный результат А усреднения, дополнительное поочередно масштабируют опорное UQ и нулевое напряжения, зaпo ::Iнaют полученные результаты Ал и Аг мааитабирования, а искомое среднеквадратич щ ное значение U определяют по выражению -I (A7-Ai) (AI+AS) У )