Устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1991 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для цифрового измерения среднеквадратического значения (СКЗ) переменного напряжения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - пример реализации блока управления.

Устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения содержит переключатель 1 с двумя контактными группами 2 и 3, линейный преобразователь 4 напряжения переменного тока в постоянное, блок 5 аналогового запоминания, вход которого соединен через выводы подвижного и неподвижного контактов второй контактной группы 3 переключателя 1 с выходом линейного преобразователя 4 напряжения переменного тока в постоянное и входом аналого-цифрового преобразователя 6, делитель 7 напряжения, вход которого соединен с выходом блока 5 аналогового запоминания, выход делителя 7 соединен с выводом второго неподвижного контакта первой контактной группы 2, блок 8 управления, цифровой делитель 9, управляющий выход которого соединен со вторым входом блока 8 управления, элемент ИЛИ 10, входы которого соединены с первым и вторым выходами блока 8 управления, а выход соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя 6, реО00 С О 00

гистры 11 и 12 памяти, входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя 6 управляющие входы регистров памяти 11 и 12 соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока 8 управления, пятый выход которого соединен с управляющими входами переключателя 1, цифровой квадратор 13, входы которого соединены с выходом регистра 11 памяти, а выход цифрового квадратора 13 соединен с первым входом цифрового делителя 9, второй вход которого соединен с выходом регистра 12 памяти, седьмой выход блока 8 управления соединен с управляющим входом цифрового делителя 9. Вход 14 устройства через вывод первого неподвижного контакта первой контактной группы 2 переключателя 1 соединен с входом линейного преобразователя 4 напряжения переменного тока в постоянное, первый вход блока 8 управления соединен с входом 15 Пуск устройства, шестой выход блока 8 управления соединен с выходом 16 Конец измерения устройства, выход цифрового делителя 9 соединен с информационным выходом 17 устройства

Блок 8 управления (фиг.2) состоит из формирователей 18-28, осуществляющих последовательное формирование сигналов и задержки их по времени. Формирователи 27, 28, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25 и 26 соединены последовательно. Вход формирователя 21 соединен с выходом формирователя 20. Первый вход формирователя 18 является первым входом блока 8 управления,второй вход которого соединен с входом формирователя 27, выход которого является шестым выходом блока 8 управления, первый выход которого соединен с выходом формирователя 18. выходы формирователей 23. 20. 25, 21 и 26 являются вторым третьим, четвертым пятым, шестым и седьмым выходами блока 8 управления.

Устройство для измерения среднеквзд- ратического значения напряжения работает следующим образом.

На входе линейного преобразователя 4 напряжения переменного тока в постепенное устанавливается поданное через первую контактную группу 2 переключателя 1 измеряемое напряжение U. Устройство измеряет СКЗ напряжения за два цикла. Первый цикл измерения начинается с приходом сигнала Пуск на первый вход блока 8 управления.

В течение первого цикла контакты переключателя 1 находятся в положении, показанном на фиг.1.

Блок 8 управления на первом цикле со своего пятого выхода формирует нулевой

сигнал на управляющий вход переключателя 1. По сигналу Пуск с первого выхода блока 8 управления на вход элемента ИЛИ

10поступает сигнал первого запуска анало- го-цифрового преобразователя 6, а с задержкой на время аналого-цифрового преобразователя с третьего выхода блока 8 управления следует сигнал записи кода результата первого преобразователя в регистр 11 памяти. В результате первого аналого-цифрового преобразователя цифровой эквивалент NI выходного напряжения Ui линейного преобразования 4, пропорционального СКЗ входного напряжения (Ui KU/v, где К - коэффициент преобразования линейного преобразователя 4), записывается в регистр 11 памяти. При этом, приняв за единицу коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя 6, получаем

Ni KUv(1)

В течение первого цикла напряжение Ui отслеживается блоком аналогового запоминания.

Второй цикл начинается с того, что от заднего фронта импульса записи в регистр

11памяти г блоке 8 управления формирует- ся сигнал Единица, который с пятого выхода блока 8 управления поступает на управляющий вход переключателя 1. При этом вход блока 5 аналогового запоминания отключается второй контактной группой 3

переключателя 1 от выхода линейного преобразователя 4, и блок 5 запоминает напряжение Ui; вход линейного преобразователя 4 переключается первой контактной группой 2 переключателя 1 с измеряемого напряжения U/v на выходное напряжение блока 5 аналогового запоминания, которое подается на него через делитель 7 напряжения с коэффициентом передачи, равным

Е , где Кн - номинальный коэффициент преобразования линейного преобразователя 4.

Блок 8 управления формирует задержку на установление переходного процесса в линейном преобразователе 4, по истечении

0 задержки со второго выхода блока 8 управления на другой вход элемента ИЛИ 10 поступает сигнал запуска аналого-цифрового преобразователя 6. На втором цикле аналого-цифровой преобразователь 6 дает циф5 ровой эквивалент N2 выходного напряжения U2 линейного преобразователя 4. пропорционального СКЗ, напряжения с выхода делителя 7

U2 Ui К-,1 N1

Код числа N2 по окончании времени преобразования аналого-цифрового преоб разователя 6 записывается в регистр 12 па мяти по сигналу с четвертого выхода блока 8 управпения При этом, с учетом (1)

N2 - К -1- К VlV V , (2)

ГЧН1 Н

На этом заканчивается второй цикл и устройство переходит к цифровой обработке результатов преобразования.

Цифровой квадратор 13 перемножает коды сомножителей на его входах NI и формирует на выходе код N 1. который поступает на вход цифрового делителя 9 как делимое. На другой вход цифрового делителя 9 приходит код N2 в качестве делителя

От заднего фронта импульса записи кода в регистр 12 памяти вблоке 8уп равнения формируется стробирующий сигнал деления, который с седьмого выхода блока 8 управления поступает на управляющий вход цифрового делителя 9 По этому сигна- лу происходит цикл деления кодов

( NX --т - ) , в результате которого на выходе цифрового делителя 9 с учетом (1) и (2) формируется код

-K2V,2

Кн

- КН

V-.

Сигнал конца деления с вывода цифрового делителя 9 поступает на второй вход блока 8 управления. По заднему фронту этого сигнала формируется сигнал формируется сигнал Конец измерения который с шестого выхода блока 8 поступает на выход устройства, сопровождая передачу кода результата измерения Nx во внешние устройства (например, в устройство индикации).

На пятом выходе блока 8 управления формирование сигнала Единица прекращается до прихода сигнала Конец деления и переключатель 1 до сигнала Конец измерения переходит в исходное состояние, показанное на фиг.1. По заднему фронту импульса Конец измерения блок 8 управления формирует задержку, в течение которой блокируется вход сигнала Пуск. Эта задержка необходима для установления напряжения на выходе преобразователя 4 после переключения его входа на измеряемое напряжение По истечении времени этой задержки устройство снова может принять сигнал Пуск

Формула изобретения

1 Устройство для измеренич средне- квэдратического значения напряжения, со- 5 держащее переключатель линейный преобразователь напряжения переменного тока в постоянное, вход которого через выводы подвижного и первого неподвижного контактов первой контактной группы пере0 ключателя соединен с входом устройства, блок аналогового запоминания вход которого соединен через выводы подвижчсгои неподвижного контактов второй контактной группы переключателя с выходом аинейно5 го преобразователя напряжения переменного тока в постоянное и с входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно

0 введены делитепь напряжения, бгок управления элемент И ПИ, два регистра памяти, квадратор и делители причем вход делителя напряжения соединен с выходом бпока аналогового запоминания, а

5 выход делителя напряжения соединен с выводом зторого неподвижного контакта первой контактно.1 группы переключателя, первый вход блока /правления соединен с входом устройства Пугк1 второй эход бло0 ка управлеь.1 ,д ,i управляющим выходом и д ли Пя, BNxo.fi которого соединен с инфэрмтцигнным аылодом устройства первый I. -лорои выходы бпокэ управления гоедиг,р| ь сп вводами элемента

5 ИЛИ, рьиод кстор|-го соедич .н с управляющим входомачалого цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого и второго регистров памяти управ ляющие входы которых соединены соответ0 ственно с третьим и четвертым выходами блока управления, пятый выход которого соединен с управляющими входами переключателя, а шестой выход блока управления соединен с выходом устройства Конец из5 мерения, выход первого регистра памяти соединен с входами цифрового квадратора, выход которого соединен с первым входом цифрового делителя, второй вход которого соединен с выходом второго регистра памя0 ти, седьмой выход блока управления соединен с управляющим входом цифрового делителя.

2. Устройство поп1,отлинающее- с я тем, что блок управления содержит

5 одиннадцать формирователей, причем первый вход блока управления соединен с первым входом первого формирователя, первый выход которого является первым выходом блока управления, второй выход первого формирователя через последовагельно соединенные второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой формирователи соединен с седьмым выходом блока управления, шестой выход которого соединен с выходом девятого и входом десятого формирователей, выход последнего соединен с вторым входом первого формирователя, вход девятого формирователя является вторым

входом блока управления, второй выход которого соединен с выходом пятого формирователя, выход седьмого формирователя является четвертым выходом блока управления, третий выход которого соединен с выходом третьего формирователя и входом одиннадцатого формирователя, выход которого является пятым выходом блока управления.

10

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения среднеквадратического значения переменного напряжения. С целью повышения точности измерения в устройство введены делитель 7 напряжения, регистры 11 и 12 памяти, цифровые делитель 9 и квадратор 13, элемент ИЛИ 10, блок 8 управления. Устройство работает в два цикла. В первом цикле входное напряжение через переключатель 1 и его контактные группы 2 и 3 поступает на вход линейного преобразователя 4 напряжения переменного тока в постоянное, с выхода которого поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6 и отслеживается в блоке 5 аналогового запоминания. Код с выхода АЦП 6 записывается в регистр 11. Во втором цикле переключатель 1 переключается и блок 5 отключается от выхода преобразователя 4 и через делитель 7 подключается к входу преобразователя 4, АЦП 6 вновь включается и в регистре 12 записывается новый результат. В квадраторе 13 и делителе 9 осуществляется обработка записанных в регистрах 11 и 12 кодовых сигналов. 1 з п. ф-лы. 2 ил. И

77

фиг.1

J