Устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1985 года по МПК G01R19/02 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введей блок пересчета, первый вход которого соединен с выходом опорного генератора, второй - с дополнительным выходом формирователя временных интервалов, а выход - с управляющим входом масштабного преобразователя, который выполнен на основе резисторной матрицы.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее первый модулятор, сигнальный вход которого соединен с входной шиной, второй модулятор,. опорный генератор, выход которого соединен с входом возбуждения первого модулятора и через фазосдвигающий блок - с входом возбуждения второго модулятора, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого модулятора, амплитудный детектор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с входом масштабного преобразователя, блок выборки и запоминания, к первому входу которого подключен выход масштабного преобразователя, к второму входу - первьш выход формирователя временных интервалов, второй выход которого соединен с вторым входом амплитудного детектора, а выход блока выборки и запоминания соединрн с выходной шиной, отличающееся тем, , с целью повышения точности, в него дополнительно Q введены счетный триггер и регулиру- ® емьй усилитель, при этом вход счетно(Л го триггера соединен с выходом опорного генератора, а выход - с управляющим входом регулирующего усилителя, сигнальный вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а выход - к сигнальному входу второго модулятора. ел

Изоёретение относится к электроизмереийям, в частности к измерител ньм преобразователям, и может быть использовано в приборах для измерення эффективных значений напряжения произвольной формы. Целью изобретения является повышение точности и расширение функвейональных возможностей. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения содержит первый модулятор 1, сигнал ный вход которого соединен с входной шиной, второй модулятор 2, опорный генератор 3, выход которого соединен с входом возбуждения первого модулятора и через фазосдвигающий блок 4 с входом возбуждения второго модулятора 2, рыход которого подключен к первому входу сумматора 5, второй вход которого соединен- с выходом первого модулятора 1, амплитудный детектор 6, первый вход которого соединен с выходом сумматора 5, а выход - с входом масштабного преоб разователя 7, блок выборки и запоминания 8, к первому входу которого подключен выход масштабного преобразователя 7, к второму входу - первый выход формирователя временных интервалов 9, второй выход которого соединен с вторым входом амплитудного детектора 6, а выход блока выборки и запоминания 8 соединен с выходной шиной, В устройство дополнительно введены счетный триггер 10 и регулируемый усилитель 11. Вход счетного триггера 10 соединен с выходом опорного генератора 3, а выход - с управляющим входом регулируемого усилителя 11, сигнальный вход которого подключен к выходу амплитудного детектора 6, а выход - к сигнальному входу второго модулятора 2, Кроме того, в устройство дополнительно введены блок пересчета 12, первый вход которого соединен с выходом опорного генератора 3, второйс дополнительяым выходом формирователя временнБк интервалов 9, а выход - с управляющим входом масштабного преобразователя 7, который выполнен на основе резисторной матриТ9 1Устройство дня измерения среднеквадратического значения напряжения работает следующим образом. Входным сигналом x(t) в первом модуляторе 1 модулируется напряжение опорного генератора 3 (с обязательным подавлением несущей), которое затем поступает на первый вход сумматора 5. В первый момент времени оно определяется как U(t) Kx sintOt, где К - коэффициент передачи модулятора. На второй вход сумматора 5 поступает напряжение U, амплитудного детектора б, прошедшее через регулируемый усилитель 11, который в исходном состоянии счетного триггера 10 имеет коэффициент усиления у. С учетом того, что напряжение опорного генератора, 3, поступающее на второй модулятор 2, сдвинуто фазосдвигающим блоком 4 на а также начального сброса амплитудного детектора 6, напряжение на выходе сумматора 5 определится как Uj (t) )-t 0y cosuji Kx,5inu)t . К моменту окончания первого периода опорного колебания на выходе амплитудного детектора 6 установитая определенное напряжение. К началу второго периода счетный триггер 10 изменяет свое состояние и устанавливает коэффициент передачи регулируемого усилителя равным j,, тогда по окончанию второго периода на выходе амплитудного детектора б установится напряжение . Ti а состояние счетного триггера 10 изменится я коэффициент передачи по цепи обратной связи за счет изменения усиления регулируемого усршителя станет равньм К комеяту окончания третьего периода на выходе амплитудного детек тора 6 установится UjEKfx|+y x| + j у|х Далее происходит периодическое измеяение состояний триггера 10 и чередо ванне коэффициентов передачи з по цепи обратной связи. Напряжения на выходе амплитудного детектора 6 будут определяться следующими выраже ниями: V i 443 y n 3 yi U,Kl(x| ;x:- y J-3-trM-yjTt

и после N периодов 1 N/2|.N/2|..m ( ) x /W При четном числе периодов N. ) ) 4 где I -, индексы, соответствующие напряжению x(tj на четном периоде опорной частоты; m - индексы, соответствующие напряжению x(t) на нечетном периоде опорной частоты. Сформированное таким образом напряжение амплитудного детектора 6 n ступает на масштабный преобразователь 7, выполненный в виде резистор ной матрицы, коэффициент передачи которой зависит от значения кода, присутствующего в данный момент на выходе блока .пересчета 12, преобразующего число NJ импулБсов, поступивших на его вход от опорного гене

N ратора 3, в параллельный код, пропорциональньш корню квадратному из их числа VWj После N периодов опорной частоты, соответствующих интервалу усреднения Т, величина которого устанавливается априорно при автономных измерениях или же задается импульсами синхронизации при включении устройства в автоматическую информационно-измерительную систему, путем изменения временных интервалов между управляющими импульсами формирователя временных интервалов 9, напряжение амплитудного детектора 6, уменьшенное в V раз масштабным преобразователем, управляющим сигналом формирователя временных интервалов 9, передается в блок выборки и запоминания 8 для последующей обработки (аналого-цифровое преобразование, индикация, сигнал регулирования и т.п.). Напряжение, поступившее в устройство выборки и хранения информации 8, пропорционально среднеквадратическому значению измеряемого напряжения, определенному на интервале усреднения Т, при выполнении равенства Уо строго: а при отклонении от единицы с некоторым приближением: -s-Kl51(TVnx TXfr44 для четного N. Величина погрешности f в этом случае определится как Можно показать, что эта погрешность ниже, чем в прототипе, так как отклонение каждого из слагаемых сумм вьфажений (1) - (3) от величины х меньще, чем для выражения (1), при той же точности установки коэффициента передачи по цепи обратной связи. Допустим, в прототипе коэффициент передачи цепи.обратной связи K/j установлен с погрешностью Д: 1 +Л,