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

fPue.f 1. 11 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в измерителях действующего значения переменного напряжения. Известен способ измерения действующего значения переменного напряжения, заключающийся в преобразован измеряемого напряжения в равное ему по величине и сдвинутое по фазе на 90° вспомогательное напряжение, квадратичном преобразовании измеряе мого и вспомогательного напряжений с последующим суммированием полученных напряжений и измерением суммарного напряжения измерительным прибо ром постоянного тока . Недостатком данного способа является невысокая точность измерения обусловленная неидентичностью харак теристик квадратичных преобразователей. Наиболее близким техническим ре.шением к изобретению является спосо измерения действующего значения напряжения,заключающийся втом.что изме ряемое напряжение и вспомогательное напряжение,равное по величине измеряе мому и сдвинутое относительно него на 90°, возводят в квадрат с помощью одного квадратичного преобразователя путем поочередного подключения к его входу каждого из указанных напряжений на равные промежутки времени с частотой коммутации, на несколько порядков превьшающей частоту измеряемого напряжения, из выходного напряженияквадратичного преобразователя за время, равное или кратное периоду коммутации, выделяют постоян ную составляющую, извлекают из ее величины квадратный корень и по полу ченнрму результату судят о действующем значении измеряемого напряжения L Основным недостатком данного способа является низкое быстродействие процесса измерения, обусловленное тем, что коммутация измеряемого напряжения должна производиться с час тотой, на н::сколько порядков большей частоты измеряемого напряжения, в результате чего частота измеряемых напряжений ограничена сверху. Цель изобретения - повьшение быстродействия измерений. . Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения действующего значения переменного напряжения путем квадратичных преобразователей с помощью одного квадратичного преобразователя измеряемого напряжения и вспомогательного напряжения, равного по величине измеряемому и сдвинутому относительно него на 90° с последующим выделением постоянной составляющей напряжения, полученного после квадратичного преобразования, и извлечения из него корня квадратного, поочередное подключение измеряемого и вспомогательного напрялсения ко входу квадратичного преобразователя производят с частотой коммутации, равной частоте измеряемого напряжения в моменты равенства мгновенных значений измеряемого и вспомогательного напряжений. На фиг.1 представлена структурная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего предлагаемый способ измерения; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие способ измерения действующего значения переменного напряжения, Устройство содержит фазовращатель 1, первый и второй компараторы 2 и 3, первый и второй ключи 4 и 5,, квадратичный преобразователь 6, интегратор 7, блок 8 извлечения корня квадратного, измерительный прибор постоянного тока 9. Вход 10 устройства соединен с сигнальными входами первого компаратора 2 и первого ключа 4, с опорным входом второго компаратора 3, а также со входом фазовращателя I, выход фазовращателя 1 соеЬдинен с сигнальными входами второго компаратора 3 и второго ключа 5, а также с опорным входом первого компаратора 2, выходы первого и второго компараторов 2 и 3 соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей 4 и 5, выходы ключей 4 и 5 подключены ко входу квадратичного преобразователя 6, к выходу которого подключен вход интегратора 7, выход интегратора 7 че рез блок 8 подключен к измерительному прибору постоянного тока 9. Согасно предлагаемому способу.измерения действующего значения переменного напряжения измеряемое переменное напряжение Ид(фиг.2а) преобразуется с помощью фазовращателя 1 в равное ему и сдвинутое по фазе на 90 вспомогательное переменное напряжение И (фиг.2б). Напряжение И с выхода фазовращателя I подается на опорный вход первого компаратора 112 2 и сигнальный вход йторого компаратора 3, а также на сигнальный вход второго ключа 5. На другие входы компараторов (на сигнальный вход первого компаратора 2 и опорный вход второго компаратора 3) подается измеряемое напряжение Hg, которое, кроме того, поступает на ч:игнальный вход первого ключа 4. В моменты достижения равенства между собой мгновенных значений переменных измеряемого и вспомогательного напряжений на выходах компараторов компараторы срабатывают и на выходах компараторов вырабатывается таким образом импульсное напряжение. Причем, так как измеряемое и вспомогательное напряжения подаются на противоположные входы компараторов 2 и 3, выходные импульсные напряжения И2 и Из компараторов 2 и 3 противофазны (фиг.2в и 2г}. Этими напряжениями, подаваемыми на управляющие входы первого и второго клюгчей 4 и 5, ключи поочередно открываются, подавая также поочередно.из меряемое и вспомогательное напряжения на вход преобразователя 6. -Форма напряжения на входе квадратичного преобразователя 6 приведена на иг.ад. После квадратичного преобраования этого напряжения и преобраователе 6 (фиг.2е; пульсирующее апряжение И интегрируется. При этом интегратором 7 выделяется постоянная составляющая напряжения И из напряжения И т (фиг.2е|. Из этого постояного напряжения Ид блоком 8 выделяется корень квадратный этой величины. Полученное постоянное напряжение Ид (.фиг.2в), величина которого равна действующему значению измеряемого напряжения, измеряется измерительным прибором постоянного тока9. Предлагаемый способ позволяет расширить частотный диапазон измерения действующего значения переменного напряжения, так как он не имеет ограничений по частоте коммутации измеряемого и вспомогательного напряжений. При этом упрощается выделение постоянной составляющей из пульсирующего напряжения, полученного после квадратичного преобразования измеряемого и вспомогательных напряжений, так как пульсирующее напряжение -имеет только частоту пульсации, равную удвоенной частоте измеряемого напряжения.

СПОСОБ ИЗМЕРЕШМ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ путем квадратичных преобразований с помощью одного квадратичного преобразоваТ еля измеряемого напряжения и вспомогательного напряжения, равного по величине измеряемому р сдвинутому относительно lero на 90° с последующим йьщелением постоянной составляющей напряжения, полученного после квадратичного преобразования, и извлечения из него корня квадратного, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, поочередное подключение измеряемого и вспомогательного напряжений ко входу квадратичного преобра;3(эвателя производят с частотой комму тацин, равной частоте измеряемого напряжения в моменты равенства мгновенных значений измеряемого и вспомогательного напряжений.