Устройство для измерения синусоидального напряжения Советский патент 1991 года по МПК G01R17/02 G01R19/04 

О

VJ ч о Ј о

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для компенсационного измерения амплитуды синусоидального напряжения. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения. Устройство содержит формирователь 1 образцового напряжения, регулируемый делитель 3 напряжения, компаратор 6 и счетчик 13. Введение определителя 2 знака, ключей 8, 9,16, переключателя 10, инверторов 4. 7, 11, формирователя 5, генератора 12, счетчика 14 и блока 15 совпадения обеспечивает сокращение времени измерения прежде всего низкочастотных сигналов, за счет того, что компенсация производится на каждом полупериоде сигнала вплоть до установления равенства амплитуды образцового напряжения мгновенному значению измеряемого, соответствующему фазе, меньшей л/2. 2 ил.

Фив.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике,

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователь 1 образцового напряжения и определитель 2 знака, входы которых подключены к входу устройства. Выход формирователя 1 соединен с входом регулируемого делителя 3 напряжения, выход определителя 2 соединен с входом первого инвертора 4 и формирователя 5 импульсов, Второй выход делителя 3 подключен к первому выходу устройства, а первый выход - к второму входу компаратора 6, первый вход которого соединен с входом устройства, а выход - с входом второго инвертора 7 и входом первого ключа 8. Выход инвертора 7 соединен с входом второго ключа 9, выход которого соединен с выходом ключа 8, с первым входом переключателя 10 и входом третьего инвертора 11, а управляющий вход - с выходом инвертора 4. Управляющий вход ключа 8 соединен с выходом определителя 2, Выход генератора 12 опорной частоты подключен к входам синхронизации первого (реверсивного) и второго счетчиков 13 и 14 импульсов, выходы которых соединены с первыми и вторыми входами блока 15 совпадения, выход которого соединен с вторым выходом устройства и через третий ключ 16 с управляющим входом делителя 3. Управляющий вход ключа 16, входы сброса счетчиков 13 и 14 подключены к выходу формирователя 5, Вычитающий вход счетчика 13 соединен с выходом ключа 8, суммирующий вход - с выходом инвертора 11. Второй вход переключателя 10 соединен с общей шиной устройства, а выход - с суммирующим входом счетчика 14.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает напряжение з1пш(фмг. 2а). Формирсьатель 1 вырабатывает разнополярные импульсы стабильной амплитуды Uo (фиг, 2 а) и частоты 0). Эти импульсы поступают на регулируемый делитель 3, который в исходном состоянии установлен на максимальный коэффициент деления. Определитель 2 знака формирует логический сигнал Ua (фиг. 26), значение которого соответствует единице при положительной и нулю при отрицательной полуволне сигнала, Соответственно на выходе инвертора 4 формируется обратное напряженна Ш (фмг. 2 в), г.а. при

положительной полуволне открыт ключ 8, а при отрицательней ключ 9. Компаратор 6 работает таким образом, что на его выходе единичный сигнал Ue {фиг. 2д), если UQ Ux,

и нулевой, если Uo Ux.

При переходе исследуемого сигнала от отрицательной полуволны к положительной в момент to единичный сигнал U2 с определителя 2 открывает ключ 8 Us (фиг. 2ж) и

закрывает ключ 9 Ug (фиг. 2з), Единичный сигнал с выхода компаратора 6 через ключ 8 поступает на вычитающий вход счетчика 13, и в нем начинают вычитаться импульсы от генератора 12. В момент времени ti компаратор 6 перекидывается в нуль и через инвертор 11 нз счетчике 13 подается разрешение на суммирование импульсов. В мо- мент tz выход компаратора 6 опять устанавливается а единицу и счетчик 13

вновь выполняет вычитание. Таким образом, к концу лоложмтельногоо полупериода в счетчике 13 подсчитанное число импульсов соответствует разности длительности временных интервалов ti, t2J и to, ti, ta, to,

прч этом в счетчике 14 накапливается суммарное ( импульсов за интервалы to, ti к tz, TO (при положении переключателя 10, укозан -;см на фмг, 1). Эти коды непрерывно сравниваются блоком 15 совпадения, выход

которого становится нулевым при их равенстве. При переходе исследуемого сигнала через нуль от положительной полуволны к отрицательной на выходе формирователя 5 появляется импульс Us (фиг. 2г), который на

время его длительности открывает ключ 16, При отсутствии равенства кодов с счетчиков 13 и 14(йги тг/6), едииичный.сигнал от блока 15 через ключ 16 уменьшает коэффициент деления делителя 3, увеличивая амплитуду образцового напряжения. Одновременно сигнал формирователя 5 сбрасывает счетчики 13 и 14..В отрицательной полуволне в интервале to, ti сигнал с компаратора 6 через инвертор 7 U (фиг. 2е)

и открытый ключ 9 устанавливает счетчик 13 на вычитание, в интервале ti, tz через инвертор 7, ключ 9 и инвертор 11 - на сложение, и s интервале tz, to вновь на вычитание. При отсутствии равенства кодов счетчиков 13 и 14 по сигналу формирователя

5 коэффициент деления делителя 3 вновь уменьшается, Процесс измерения заканчивается npf, достижений равенства кодов счетчиков 13 и 14. о ем сигнализирует нулевой сигнал блока 15 на втором выходе

устройства.

Если переключатель 10 коммутирует на /прагзлйющий вход счетчика 14 нулевой потенциал, то процесс измерения закончится после достижения &Л1 величины JT/4 .

Формула изобретения Устройство для измерения синусоидального напряжения, содержащее формирователь образцового напряжения, вход которого подключен к входу устройства и первому входу компаратора, второй вход компаратора соединен с первым выходом регулируемого делителя напряжения, и первый счетчик импульсов, от л ича ю щее с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, в него введены определитель знака, формирователь импульсов, три ключа, переключатель, три инвертора, гекз- ратор опорной частоты, блок совпадения и второй счетчик импульсов, вход определителя подключен к входу устройства, а выход - к управляющему входу первого ключа непосредственно, к управляющему входу второго ключа - через первый инвертор, к управляющему входу третьего ключа и входам сброса счетчиков импульсов - через

/

OU О

формирователь импульсов, вход регулируемого делителя напряжения соединен с выходом формирователя образоцового напряжения, управляющий аход - с выходом третьего ключа, а второй выход - с первым выходом устройства, выход компаратора соединен с входом первого ключа и через второй инвертор - с входом второго ключа, выходы первого и второго

ключей объединены и соединены с первым входом переключателя, входом третьегоо инверсора и вычитающим входом первого счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу третьего инвертора, вход

синхронизации - к выходу генератора опорной частоты и входу синхронизации второго счетчика импульсов, э выход - к первому входу блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика

импульсов, а выход - с вторым выходом устройства и входом третьего ключа, второй вход переключателя подключен к общей шине, а выход- к суммирующему входу второго счетчика импульсов.