Измерительный преобразователь квадрата эффективного значения переменного напряжения произвольной формы Советский патент 1989 года по МПК G01R19/02 

iU

со со

ГС

Ф1а.1

314

Изобретение относится к измерителной технике и может .быть использова но в приборах, измеряющих эффективное значение электрических сигналов произвольной формы, например несимметричных сигналов, .

Цель изобретения - повьшение точности при исследовании несимметричных сигналов.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы работы.

Преобразователь содержит инвертор 1, определитель 2 знака, первый 3 и второй 4 компараторы, генератор 5 треугольного напряжения, первый 6 и второй 7 ключи, блок 8 управления и усреднякяций блок 9. Сигнальный вход первого клича 6,.первый вход первого компаратора 3, входы инвертора 1 и определителя 2 знака соединены с входной шиной, сигналы ньй вход второго ключа 7 и первый вход второго компаратора 4 соединены с.выходом инвертора 1, вторые входы первого 3 и второго 4 компараторов соединены с выходом генератора 5 треугольного напряжения, а вдаоды - соответственно с первым и вторым вхо дами блока 8 управления, третий вход которого соеданен с выходом определителя 2 знака, а выходы - с управляющими входами первого 6 и вт рого 7 ключей, выходы которых-сое- динены с входом усредняющего блока 5, выход которого соединен с выходной шиной.

Преобразователь работает следующим образом, .

Входное переменное напряжение . tJ(t) попадает на сигнальньй вход первого ключа 6, первый вход перво- го компаратора 3 и на вхоД определи 2 знака, а также на вход инвертора 1, где инвертируется и попадает на вход второго ключа 7 и первый вход i второго компаратора 4; На вторые входы компараторов 3 и 4 поступает треугольное напряжени с генератора 5, Компараторы 3 и 4 сравнивают напряжения на своих входах и, когда треугольное напряжение и, (t) становится меньше входного, выдают высокий потенциал I. Эти сигналы поступают на соответствую- . щие входь блока 8 управления« на третий вход кбторого поступает сиг

0

5 0 5

5

нал с определителя 2 знака, уровень которого соответствует полярности входного напряжения. Блок 8 управле-: ния анализирует сигналы на своих входах и выдает управляющие сигналы на первый 6 и второй 7 ключи, коммутируя входное и проинвертированное напряжения. При этом каждый раз коммутируется только положительная полуволна либо входного напряжения, либо проинвертированного. Таким образом,, в каждой полуволне работает только один ключ, а второй заперт (фиг,2,б,в).

Физический смысл проводимых измерительных преобразований раскрывается следующим образом.

Известно, что для каждого полупериода, например положительного, срдцнее значение U сформированной из входного напряжения импульсной последовательности в моменту времени, когда входное напряжение превышает треугольное, определяется как

t,

Ucprt

I. 2Тит/1)акс

-5uL(t)d.t

5T(t)dt,

15 20 , ; 35

40

: j sO | j ,

где UBJI входное напряжение; Т- длительность периода

преобразуемого напряжения;Т,- длительность полупериода;

- амплитудное значение переменного треуголь- .ного напряжения.

Если по тому же правилу сформировать импульсную последовательность из проинвертированного сигнала, то для нее

i- 2%;;;: К-и. (t)dt- (Ub,.HHe(t)dt,

I ; в

,где UcpT4 среднее значение импульс- ной последовательности,

сформированной из проинвертированного входного напряжения;. . UexuHb проинвертированное входное напряжение.

Совместное усреднение этих последовательностей дает

т

UcpTi

т «Оке

UBx(t)dt,

- среднее значение суммы импульсных последов тель-5 -ноетей,

отрицательный полупериод импульс- последовательность уже формирует1А99

ся из проинвертированного напряжения, т.е. опять же из положительной полуволны.

Таким образом, за весь период Т ,на выходе усредняющего блока 9 сформировано напряжение

1 Г.,

UcpTUt макс

Jul(t)dt,

которое пропорционально квадрату эффективного значения напряжения.

Формула изобретени

/ Г

Измерительный преобразователь квадрата эффективного значения пе- ремениого напряжения произвольной формы, содержащий первый ключ, ус- рёднягаций блок, блок управления, первый и второй компараторы, выход

76

которых подключены соответственно.к -первому и второму входам блока управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход которого подключен к входу усредняющего блока, и генератор треугольного напряжения, выход которого подключен к второму входу первого компаратора, первый вход которого подключен к входу устройства, инвертор; выход которого подключен к второму входу второго компаратора, определитель знака, выход которого подключен к третьему входу блока уп

0

5

равнения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности при исследовании .несимметричных сигналов, в него .:введен второй ключ, выход которого подключен к входу усредняющего блока, управляю- щий вход подключен к второму выходу блока управления, а вход - к выходу инвертора, входы инвертора, определителя знака, первого ключа подключены к входу устройства, а выход генератора треугольного напряжения подключен к второму входу второго компаратора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство решает задачу измерения квадрата эффективного значения напряжения. Цель изобретения - повышение точности при исследовании несимметричных сигналов. В состав устройства входят инвертор 1, определитель знака 2, компараторы 3 и 4, генератор 5 треугольного напряжения, ключи 6 и 7, логический блок 8 и усредняющий блок 9. Компараторы 3 и 4 сравнивают входное и проинвертированное напряжения с треугольным, и по результатам сравнения логический блок 8 с учетом знака входного напряжения управляет работой ключей 6 и 7, на вход которых подается соответственно входное и проинвертированное напряжение. Выходной сигнал снимается с выходов ключей 6 и 7 и усредняется с помощью блока 9. 2 ил.

.%

JiHbih-lHJI

ffffXC

l/gM uftB

и

I