Устройство для измерения напряжения инфранизкой частоты Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 G01R19/02 

Изобретение относится к измерителям напряжения инфранизкой частоты и может быть использовано как элемент системы управления объекта, движение которого происходит с инфранизкой частотой, а также при исследовании, наладке и настройке автоматических систем управления и их отдельных звеньев.

Цель изобретения - сокращение продолжительности измерений напряжения инфранизкой частоты.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит масштабный преобразователь 1, измерительный преобразователь 2, первый управляемый ключ 3, интегратор 4, второй управляемый ключ 5, аналоговую запоминающую ячейку (АЗЯ) б, блок 7 выделения временною интервала, блок 8 управления (БУ), источник 9 опорного напряжения (ИОН), делитель 10 напряжения, третий управляемый ключ 11, дополни- тельный интегратор 12, четвертый управляемый ключ 13, дополнительную аналоговую запоминающую ячейку АЗЯ 14, дискретный делитель 15 напряжения (ДДН), сравнивающий блок (СБ) 16, дешифратор 17, цифровой индикатор 18, ключ 19.

Масштабный преобразователь 1 предназначен для выбора необходимого диапазона измерения. Измерительный преобразователь 2 представляет собой выпрямитель. С помощью ключа 19 производится подключение или отключение измерительного преобразователя 2, в результате чего показания устройства пропорциональны средневыпрямленному или среднему значению напряжения соответственно. Делитель 10 напряжения служит для выбора необходимого частотного диапазона измеряемого напряжения. Блок 7 выделения временного интервала, фиксируя моменты перехода измеряемого напряжения через нуль, формирует на входе блока 8 управления короткие импульсы с периодом, равным периоду измеряемого напряжения. Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии масштабный преобразователь 1 и делитель 10 напряжения установлены в соответствии с выбранными частотой и диапазоном измеряемого напряжения Ключ 19 замкнут, если необходимо измерять среднее значение напряжения, и разомкнут, если необходимо измерять средиевыпрямленное значение. Все управляемые ключи 3, 5, 11, 13 разомкнуты, интеграторы 4, 12, аналоговые запоминающие ячейки 6, 14 обнулены сигналами с выходов блока 8 управления.

При поступлении измеряемого напряжения на вход устройства в момент прохождения его через нулевое значение блоком 7 выделения временного интервала формируется импульс начала периода, поступающий в блок 8 управления, который открывает управляемые ключи 3, 5, 11, 13. С этого момента времени интеграторы 4 и 12 начинают интегрировать поступающие на входы напряжения. Интегратор 4 интегрирует напряжение, поступающее с выхода измерительного преобразователя 2 или масштабного преобразователя 1 и в конце периода Т на выходе интегратора 4 будет

напряжение т

U / U(t)dt

(D

0

0

0

при замкнутом ключе 19 или

(t)|dt(2)

о

при разомкнутом ключе 19.

На вход интегратора 12 поступает напряжение , сформированное источни 9

ком опорного напряжения 9 и делителем 10 напряжения, а на выходе интегратора 12 в конце периода будет напряжение 0

U-/ , (3)

о 1чд1хд

Uo - опорное напряжение источника 9;

Кд - коэффициент деления делителя 10, которое пропорцирнально периоду измеряемого напряжений.

Напряжение с выхода интегратора 4 через открытый ключ 5 поступает в аналоговую запоминающую ячейку 6, а с выхода интегратора 12 через ключ 13 в аналоговую запоминающую ячейку 14.

По окончании периода блоком 7 формируется импульс, поступающий в блок 8 управления, который закрывает ключи 3,5,11, 13, обнуляет интеграторы 4, 12, открывает ключи 3, 5 и начинает управление дискретным делителем 15 напряжения по командам сравнивающего блока 16. При этом на один вход сравнивающего блока 16 будет подано напряжение с АЗЯ 14, которое определено выражением (3), а на другой вход подано напряжение

5

Ui ir- / ЩО dt

Ьпп „

или

U2

ЧДД о

1 т

ЧАД о

/MOJdt,

(4)

где Кдд - коэффициент деления дискретного делителя 15 напряжения.

При этом БУ 8 будет изменять коэффициент деления Кдд дискретного делителя 15 напряжения до тех пор, пока не будет выполнено равенство:

1

ЧДД

/U(,)

ИЛИ

/- }iu(t)ldt

дд Д

(5)

При выполнении равенств (5) БУ 8 обнуляет АЗЯ б и 14 и открывает ключи 5 и 13.

Из выражений (5) следует, что коэффициент деления Кдд прямо пропорционален среднему или средневыпрямленному значению измеряемого напряжения за период, т.е.:

IT ( U(t)dt или / U-O dt (6)

Состояние дискретного делителя напряжения, т. е. значение Кдд, через дешифратор 17 индицируется на цифровом индикаторе 18 в виде десятичного числа.

Таким образом, устройство позволяет определить среднее или средневыпрямлен- ное значение напряжения инфр низкой частоты за один период.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжения инфранизкой частоты, содержащее масштабный преобразователь, вход которого соединен с входной клеммой, а выход - с входом измерительного преобразователя, выход которого через первый управляемый ключ соединен с входом интегратора, выход которого через второй управляемый ключ соединен с входом аналоговой запоминающей ячейки, блок управления, первый вход которого через блок выделения временного интервала соединен с входной клеммой, первый выход блока управления соединен с 5 управляющим входом первого управляемого ключа, второй выход блока управления соединен с входом обнуления интегратора и управляющим входом второго управляемого ключа, третий выход блока управления

0 соединен с входом обнуления аналоговой запоминающей ячейки, отличающеес- я тем, что, с целью сокращения продолжительности измерений, введены источник опорного напряжения, делитель напряже5 ния, третий и четвертый управляемые ключи, вторые интегратор и аналоговая ячейка памяти, дискретный делитель напряжения, сравнивающий блок, дешифратор, цифровой индикатор и ключ, причем выход источ0 ника опорного напряжения через делитель напряжения соединен с входом третьего управляемого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора, выход которого через четвертый управляемый

5 ключ соединен с входом второй аналоговой запоминающей ячейки, выход которой соединен с первым входом сравнивающего блока, второй вход которого через дискретный делитель напряжения соединен с выхо0 дом первой аналоговой запоминающей ячейки, выход сравнивающего блока соединен с вторым входом блока управления, к первому выходу которого подключен управляющий вход третьего управляемого ключа,

5 к второму выходу блока управления подключены вход обнуления второго интегратора и управляющий вход четвертого управляемого ключа, третий выход блока управления соединен с входом обнуления второй анало0 говой запоминающей ячейки, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом дискретного делителя напряжения, информационный выход которого через дешифратор соединен с

5 входом цифрового индикатора.

Изобретение относится к измерителям напряжения инфранизкой частоты. Цель изобретения - сокращение времени измерения напряжения инфранизкой частоты. Устройство содержит источник 9 опорного напряжения, делитель 10 напряжения, управляемые ключи 3, 5, 11, 13, интеграторы 4, 12, аналоговые запоминающие ячейки 6, 14, дискретный делитель 15 напряжения, сравнивающий блок 16, дешифратор 17, цифровой индикатор 18 и ключ 19. Входной сигнал обрабатывается масштабным 1 и измерительным 2 преобразователями, и далее с помощью перечисленных элементов осуществляется измерение среднего или средневыпрямленного значения переменного напряжения за половину периода. 1 ил.