Способ получения квадрата действующего значения переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R19/02 

(Л

с

zf9

-t

СО

Фиг. f 11 Изобретение относится к электриче ким измерениям и предназначено для использования в вольтметрах действующего значения переменного напря жения. Известен способ получения квадрата действующего значения переменного напряжения путем линейного двухполупериодного детекгирования и последующего квадратичного преобра зования его с усреднением, при котором продетектированное напряжение суммируют с линейно менякяцкмся напря жением противоположной полярности, период которого превышает период измеряемого напряжения, интегрируют часть полученного суммарного напряжения, однополярную с Продетектированным напряжением,и по его интегральному значению судят о величине квадрата действующего значения измеряемого напряжения pj. Недостаток данного способа - не высокая точность, обусловленная боль шим количеством выполняемых операций. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ получения квадрата дей ствующего значения переменного напря жения, заключающийся в линейном дете .тировании контролируемого сигнала, квадратичном преобразовании продетек тированного напряжения с формированием периодического линейно изменяющего сигнала и интегрировании результата преобразования, при котором под ынтегральную функцию составляют из сформированного линейно изменяющегося сигнала, максимальное значение которого устанавливают пропорциональным 1 амплитуде контролируемого сигнала 2J. Недостатком известного способа является невысокая точность, .обусловленная нелинейностью формирования линейно изменяющегося сигнала. Цель изобретения - повышение точности получения квадрата действующего значения переменного напряжения Поставленная цель достигается тем; что согласно способу получения квадрата действующего значения переменного напряжения, заключающемуся в линейном детектировании контролируемого сигнала с последукяцими квадратичным преобразованием и интегрированием результата преобразования, квадратичное преобразование осуществляют путем .интегрирования линейно продетекти49. 2 рованного напряжения и последующего преобразования в импульсное напряжение, амплитуда и частота которого при постоянной длительности импульсов -прямо пропорциональна амплитуде проинтегрированного после линейного детектирования напряжения. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 - диацраммы, поясняющие, сущность способа: пЬлучения квадрата действующего значения переменного напряжения. Устройство содержит линейньвЧ детектор 1, первый интегратор 2, ключ 3, преобразователь напряжение-частота 4, второй интегратор 5, причем вход 6 устройства соединен со входом линейного детектора 1, выход линейного детектора 1 соединен со входом первого интегратора 2, выход которого соединен с сигнальным входом ключа 3 и с входом преобразователя напряжение-частота 4, выход которого подключен к управляющему входу ключа 3, выход ключа 3 соединен со входом второго интегратора 5, выход которого является выходом 7 устройства. Контролируемый сигнал U,(t)подвергается линейному детектированию в линейном детекторе 1. В общем случае детектирование может быть как однополупериодным, так и двухполупериодным. На фиг. 2 показано напряжение и 2 It) , которое получено с помощью двухполупериодного детектирования. Пульсирующее напряжение Uo() подвергается в первом интеграторе 2 интегрированию. При этом выделяется пропорциональное пульсирующему напряжению постоянное напряжение Uj(t) . Это постоянное напряжение подается на сигнальный вход ключа 3, а также на вход преобразователя напряжение-частота 4, где оно преобразуется в импульсное напряжение, частота i которого при постоянной длительности и амплитуде импульсов связана линейной зависимостью с постоянным напряжениеми-гСЬ). Импульсами с выхода преобразователя 4 управляется- ключ 3, на выходе которого формируется импульсное напряжение, частота i которого и амплитуда U4(t) связаны линейной зависимостью с напряением U (t) при постоянной длительности импульсов. Эти импульсы,и являются подынтегральной функцией для вто3 рого интегратора 5, на выходе котор го вьщеляется постоянное напряжение пропорциональное квадрату входного переменного напряжения устройства. Покажем, что при изменении ампли туды контролируемого сигнала 1)(1) в k раз вольтсекундная площадь подынтегральной функции - импульсного напряжения У (t) изменится в Данное положение иллюстрируется с помощью временных диаграмм на фиг. Если, к примеру (фиг. 2), контроли руется сигнал 2 11 {) т.е. имекиций удвоенную амплитуду по сравнению с исходным, то после линейного детектирования формируется пульсирующее напряжение с амплитудой 2и(4,}, а п сле интегрирования этого пульсирующего напряжения - постоянное напряжение, амплитуда которого равна 2Uj(i) . Здтем это постоянное напряжение преобразуется в импульсное напряжение, амплитуда которого в си лу линейности преобразования равна 2U4lt) , а, частота равна удвоенной 494 частоте 2i первоначальной импульсной последовательности. Таким образом за время первоначального периода повторения импульсов I) будет сформировано два импульса такой же длительности и удвоенной амплитудагпо сравнению с первоначальными импульсами. Из нижней диаграммы (фиг. 2) видно, что при удвоении амплитуды контролируемого сигнала вольтсекундная площадь импульсной последовательности возрастает по сравнению с первоначальной в четыр.е раза. Поэтому по.сле интегрирования этого импульсного напряжения вьщеленное постоянное напряжение также увеличивается в четыре раза. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает квадратичную зависимость выходного постоянного напряжения от входного переменного напряжения. При этом использование частотно-временного преобразования сигнала предопределяет высокую точность квадратичного преобразования сигнала. v,(t) u,it), О - i

ги,

tги,Ц

Фиг, 2