Устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G01R19/02 

iNd

CD

сд

1U

Изобретение относится к электроизмерительной, технике и может быть ис- пользовзно при измерении среднеквад- ратических значений напряжения раз- Л1ГЧНОЙ формы.

Цель изобретения - повышение точности измерения напряжений,

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения средне- квадратического значения переменного напряжения.

Ус-тройство содержит детектор 1 среднеквадратического значения и детектор 2 средневьшрямленного значе- ния, входы которых подключены к источнику 3 контролируемого напряжения йзпсод детектора среднеквадратического значения через управляемый делитель 4 напряжения соединен с вольт- метром 5 .постоянного тока, зашунтиро ванным конденсатором 6, Выход детектора 2 средневыпрямленного значения через делитель 7 напряжения подключен к первому входу компаратора 8, к второму входу которого подключен выход управляемого делителя А напряжения. Выход компаратора 8 через последовательно включенные фильтр9 нижних частот и функциональный преобразова- тель 10 соединен с управляющим входом управляемого делителя 4 напряжения .

Устройство работает следующим образом.

При выбранном (фиксированном) соотношении плеч делителя 4 напряжения постоянное напряжение U, поступающее на вольтметр 5 постоянного тока, соответствует среднеквадратическому значению контролируемого напряжения Ug лишь для определенного ряда функций распределения входного сигнала. В случае значительного изменения формы измеряемого напряжения величина Up уже не соответствует искомому сренеквадратическому значению U. Погрешность измерения исключают, изменяя соотнощение плеч делителя 4 напряжения в соответствии с формой измеряемого напряжения. Форму определяют путем сравнения средневыпрямленного значения и оценки среднеквадратического значения контролируемого напряжения с помощью компаратора 8. Сред- невыпрямленное значение получается на выходе делителя 7 напряжения, оценка среднеквадратического значения - на выходе управляемого делителя 4

(д

5 0 25 30

5

д 0

5

напряжения. Соотношение этих значений называют коэффициентом формы.

Предварительно с помощью делителя 7 напряжения на входах компаратора 8 для заданной формы входного сдгнала (например синусоидальной) устанавли-, вают равные напряжения. При этом на выходе компаратора 8 среднее значение напряжения оказывается равным нулю. Режим делителя 4 напряжения подбирается таким образом, чтобы выходное напряжение устройства соответствовало среднеквадратическому значению Ug. При отклонении формы входного сигнала от заданной на выходе компаратора 8 появляются импульсы, среднее значение и полярность которых определяют управляющее напряжение на выходе фильтра 9 нижних частот. Функциональный преобразователь 10 преобразует выходное напряжение фильтра 9 нижних частот, соответствующее коэффициенту формы измеряемого сигнала , в управляющее напряжение, поступающее на управляющий вход управляемого делителя 4 напряжения. Поскольку управляющее напряжение соответствует коэффициенту формы, делитель напряжения изменяет коэффициент деления таким образом, что ошибка измерения минимизируется.

Амплитудная характеристика функционального преобразователя определяется следующим образом.

Из схемы устройства исключают функциональный преобразователь 10, к выходу фильтра 9 нижних частот подключают дополнительный вольтметр постоянного тока, к управляющему входу управляемого делителя 4 напряжения подключают регулируемый источник постоянного напряжения, контролируемый вольтметром.

В качестве источника 3 измеряемого напряжения подключают поочередно источники с различными формами напряжения . Для каждой формы напряжения с помощью регулируемого источника изменяют управляющее напряжение на управляющем входе делителя 4 до получения погрешности измерения, равной нулю, фиксируют значение этого напряжения, а затем фиксируют напряжение на выходе фильтра 9 нижних частот. Зависимость полученных таким образом значений напряжения на управляющем входе делителя 4 от значений напряжения на выходе фипьтра 9 нижних частот является искомой амплитудной характеристикой функционального преобразователя 10. Функциональный преобразователь с такой амплитудной характеристикой позволяет получить погрешность не хуже заданной для заданного множества форм измеряемого напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения срадне- квадратического значения переменного напряжения, содержащее детектор сред- неквадратического значения, вход которого подключен к входу устройства, а выход через управляемый делитель напряжения соединен с входом вольтметра постоянного тока, зашунтирован0

5 0

ного конденсатором, детектор средне- выпрямленного значения, вход которого подключен к входу устройства, делитель напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход компаратора соединен с входом фильтра нижних частот, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введен функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, а выход - |с управляющим входом управляемого де- |лителя напряжения, выход управляемого делителя напряжения соединен с вторым входом компаратора, а выход детектора средневьшрямленного значения соединен с входом делителя напряжения .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения напряжения. Устройство содержит детекторы 1 и 2 среднеквадратического и средневьшрям- ленного значений, источник 3 контролируемого напряжения, управляемый делитель 4 напряжения, вольтметр Э; делитель 7 напряжения, компаратор 8 и фильтр 9 нижних частот. Введение функционального преобразователя 10 позволяет получить погрешность не ху- же заданной для заданного множества форм измеряемого напряжения. 1 ил.