Способ измерения постоянной составляющей периодического сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть и пользовано для измерений при процессах в электрических системах. Известен способ измерения постоян ной составляющей периодического сигнала, по которому независимо вьщеляю и усредняют значения полуволн положи тельной полярности сигнала, независимо выделяют и усредняют значения полуволн отрицательной полярности сигнала, непрерьюно находят разность полученных величин . Недостатком данного способа является низкое быстродействие, обусловленное тем,что нахождение постоянной составляющей может производится не ча 1це,чем через периодизмеряемого сигнала Наиболее близким по технической сутцности к изобретению является способ измерения постоянной составляющей периодического сигнала, заключаю щийся в том, что задают интервал вре мени отсчета, в целое число раз борь ший длительности периода переменной составляющей сигнала, начинают отсчет от произвольного момента времени, непрерывно в течение интервала отсчета преобразуют мгновенное значение сигнала в импульсы определенно частоты по линейной зависимости,суммируют их, запоминают в момент окончания интервала отсчета сумму импуль сов и преобразуют полученную cyiviMy импульсов в значение постоянной составляющей (среднее арифметическое за интервал отсчета) 2 „ Основным недостатком данного способа также является низкое быстродействие, обусловленное тем, что нахождение постоянной составляющей мижет производится не чаще, чем чере период измеряемого сигнала, что огра ничивает область применения способа. Цель изобретения - повьппение быстродействия. Поставленная цель достигается тем что согласно спосрбу измерения постоянной составляющей периодического сигнала, заключающемуся в том, что .задают интервал времени отсчета, производят отсчет интервала Ив момент его окончания осуществляют запоминание, дополнительно фиксируют каждый момент достижения экстре мума измеряемого сигнала, от этого момента производят отсчет заданного интервала времени в момент его окон чания производят выборку мгновенного значения сигнала, запоминают его до следующего момента выборки и по полученному значению напряжения су дят о значении измеряемого параметра, причем интервал времени отсчета устанавливают равным четверти периода переменной составляющей сигнала. На фиг.1 изображена диаграмма, поясняющая предлагаемый способ измерения; на фиг,2 - схема устройства для его осуществления. Использование способа поясняется на примере переходного тока а i lyj + 1д короткого замыкания, апериодическая/(посТоянная составляющая которого измеряется по зкспонен- . циальному закону. Согласно способу устанавливают предварительно интервал времени отсчета с 0,25Т, равный четверти периода переменной составляющей if, сигнала. С появлением переходного тока фиксируют каждый момент экстремума ( максимума положительной и минимума отрицательной полуволн тока), от этого момента производят отсчет калиброванного интервала вре мени 1 . В момент окончания отсчета производят выборку мгновенного сигнала, которое запоминают до следующего момента выборки. Полярность образующе о параметра b соответствует знаку .о тостоянной составляющей сигнала, ам1литуда импульса С равна мгновенному значению i постоянной составляющей в момент выборки, а также среднему значению дц,рПостоянной апериодичесг кой составляющей сигнала за полупериод от предшествуюш,его до последующего экстремума. Способ реализуется устройством, содержащим дифференциальный усилител 1, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход подключен через следящий конденсатор 2 к общей шине устройства, через резис тор 3 - к собственному выходу и непосредственно к первому входу компара тора 4, второй вход которого подклю-г чен к выходу усилителя 1, а выход через последовательно соединенные одновибратор 5 и элемент 6 задержки к управляющему входу ключа 7, вход которого подключен к второму входу усилителя 1, а выход через запоминающий элемент 8 - к выходу устройства. Устройство работает следующим образом. Компаратор 4 переключается по изменению направления тока в цепи резистора 3 и конденсатора 2 каждый раз когда напряжение на конденсаторе 2 становится по модулю больше величины входного сигнала, т.е. последний минует экстремальное значение. Одновибратор 5 по каждому переключению компаратора 4 формирует импульс начала отсчета интервала времени .Элемент 6 задержки производит отсчет образцового интервала и и формирует в момент его окончания импульс, поступакяций на управляющий вход ключа 7. Ключ 7 открывается на время управляющего импульса, осуществляя выборку мгновенного значения сигнала i 1, sinn +1д д ,которое в виде импульса С проходит на запоминающий элемент 8. Амплитуда сигнала на выходе элемента В изменяется в момент

выборки (она соответствует мгновенно му значению i в момент выборки и

за полуперисреднему значению

аср од).

Быстродействие способа определяется шагом квантования и соответствует длительности полупериода исследуемого сигнала. Слежение за значением постоянной ( апериодическойt составляющей осуществляется в темпе реального времени, что позволяет использовать способ для регистрации (осциллографирования характера изменения и ь величины постоянной составляющей сигнала при быстротекуЕцих переходных процессах, например, в электрических системах энергоснабжения и автоматического управления.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЩЕЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА, заключающийся в том, что задают интервал времени отсчета, производят счет интервала и в момент его окон чания осуществляют запоминание, о т личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, фиксируют каждый момент достижения экстремума измеряемого сигнала, от этого момента производят отсчет заданного нитерк вала времени, в момент его оконвания производят выборку мгновенного значения сигнала, запоминают его До следующего момента выборки и по полученному значению напряжения судят о значении измеряемого параметра, причем интервал времени отсчета устанавливают равным четверти периода переменной составляющей сигнала. (Л

fPu.2.