Устройство порогового контроля среднеквадратического значения переменного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G01R19/02 

ел tc ел ел

;& а

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах порогового контроля среднеквадратического зна- чения переменного напряжения несинусоидальной формы.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема устройства порогового.контроля среднеквадратического значения переменного напряжения на фиг. 2 временные диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства при синусоидальном входном напряжении.

Устройство порогового контроля сренеквадратического значения переменного напряжения содержит формирователь 1 модуля, вход которого подклю- чан к входной клемме, первый логарифмирующий блок 2, вход которого подключен к выходу формирователя 1 модуля, а выход - к первому входу вычитающего блока 3, второй логарифмирующий блок 4, выход которого подключен к второму входу вычитающе;-о блока 3, потенцирующий преобразователь 5, вход которого подключен к выходу вычитающего блока 3, а выход - к сигнальному входу интегратора 6 со сбросом, пороговый блок 7, первый вход которого подключен к выходу интегратора 6 со сбросом, а второй вход - к входу второго логарифмирующего блока k и к клемме порогового напряжения, формирователь 8 интервала интегрирования, еход которого подключен к входной клемме устройства, а- выход - к управляющему входу интегратора 6 со сбросом.

Формирователь 8 интервала интегрирования содержит последовател но соединенные компаратор 9 и делит ель 10 частоты, причем первый вход компаратора 9 подключен к входной клемме устройства, а второй вход компаратора 9 подключен к общей шине, выход делителя 10 частоты является выходом формирователя 8 интервала интегрирования.

Выходной клеммой устройства порогвого контроля среднеквадратического значения переменного напряжения является выход порогового блока 7.

Устройство порогового контроля среднеквадратического значения переменного напряжения работает следующим образом.

При подаче на вход формирователя 1 модуля (фиг.1) контролируемого переменного напряжения V (t) (например, синусоидального и вл (t)U sinwt, фиг.2) На выходе первого логарифмирующего блока 2 формируется напряжение ), пропорциональное удвоенному логарифму входного напряжений (фиг.2) :

U(t) 2 log I Ug,(t)l log U(t).(

Ha выходе второго логарифмирующего блока 4 формируется напряжение

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Ujs log Е nof 1 I

Д пороговое напряжение, а на выходе вычитающего блока 3

(2)

и (t)U,(t)-U lug

yB«(t)

пор

(3)

После потенцирований на выходе потенцирующего блока 3 формируется напряжение

и,(Ь).,(Ц)

пер

т.е. устройство работает по методу неявного вычисления с использованием преобразования логариф - антилогарифм (процесс умножения и деления заменен процессом сложения и вычитания предварительно прологарифмированных сигналов) .

С помощью формирователя 8 интервала интегрирования из входного сигнала (напри ер, с помощью компаратора 9 и делителя 10 частоты) вырабатывается напряжение Ug(t) (фиг.2), разрешающее интегрирование интегратором 6 со сбросом в течение одного или нескольких периодов измеряемого входного напряжения и сбрасывающее интегратор в течение предыдущего и последующего периодов входного напряжения, т.е. обеспечивающее интегрирование с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени.

На выходе интегратора 6 образуется напряжение,.

U,(t)l-Su,(X).(5)

оI g пор

где t - постоянная времени интегратора .

Напряжение Ue(t) есть монотонно неубывающая функция времени в интервале интегрирования. В случае превышения напряжением U(t) в какой-то момент времени порогового напряжения ЕПОР на некоторую величину, определяемую чувствительностью порогового блока 7i на выходе последнего образуется перепад напряжения U(t) (фиг.2). сигнализирующий о выполнении равенстваt,

U,(t,)E,,fi -|™-dx.(6)

откуда1

Ui(tOE,,op4-S U.(x),(t,)f(7)

.(t-))

t -1 -бк

0

Выражение (S) при времени интегрирования t , равном периоду входного сигнала Т (т.е. t Т) , можно записать в виде

р -

- среднеквадратимеское знаUf(T)

где cf, ,.„

чзние переменного напря-

жения за период Т. Таким образом, устройство позволяет определить момент превышения сред- неквадратическим значением входного переменного периодического напряжения некоторого порогового напряжения, причем пороговое напряжение в точности равно среднеквадратическому значению входного напряжения при периодах входного сигнала, равных постоянной времени интегратора (т.е. при Т L) , и отличается от среднеквадратического

РГ .,

в - раз при всех - .

Эту зависимость между величинами порогового напряжения и среднеквадратического значения входного напряжения при известном периоде входного напряжения можно скорректировать соответствующим изменением порогового

.

)

10

15

20

25 Q

.

35

напряжения в I-- раз и тем самым

добиться срабатывания порогового блока 7 в момент, когда среднеквадрати- ческое значение входного напряжения

достигнет того же уровня, что и при

Т хл - i,

Формула изобретения

Устройство порогового контроля среднеквадратического значения переменного напряженияJсодержащее формирователь модуля, вход которого подключен к входной клемме, первый логарифмирующий блок, вход которого под- кпючен к выходу формирователя модуля, а выход - к первому входу вычитающего блока, второй логарифмирующий блок, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, потенцирующий преобразователь, вход которого подключен к выходу вычитающего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены интегратор со сбросом, формирователь интервала интегрирозания и пороговый блок, причем сигнальный вход интегратора соединен с выходом потенционирующего преобразователя, выход интегратора подключен к первому входу порогового блока, второй вход которого подключен к входу второго логарифмирую1це- го блока и к клемме порогового напряжения, вход формирователя интервала интегрирования подключен к входу устройства, выход - к управляющему входу интегратора, а выход порогового блока - к выходной клемме.

М

(t)

/ L

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах порогового контроля среднеквадратического значения переменного напряжения несинусоидальной формы. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит формирователь 1 модуля, логарифмирующие блоки 2, 4, вычитающий блок 3, потенцирующий преобразователь 5, интегратор 6 со сбросом, пороговый блок 7. 2 ил.