Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах управления электроприводами переменного тока для обеспечения оптимальных законов регулирования.

Известно устройство, вычисляющее среднеквадратическое значение напряжения (с.к.з.)

Uc.K.3. yjj uixdt.

состоящее из последовательно соединенных квадратора, интегратора и схемы извлечения квадратного корня.

Известно также устройство, в котором для электронного аналогового измерения эффективного значения переменного напряжения применено последовательное включение квадратирующего устройства, RC-цепочки и устройства извлечения корня с помощью динамического сжатия путем обратной связи по сигналу.

Недостатком указанных устройств является то, что в них постоянная времени интегрирования интегратора RC-цепочки остается неизменной при различных частотах измеряемого напряжения и для обеспечения требуемой точности выбирается намного больше самого большого периода входного сигнала, что при широком диапазоне изменения входной частоты приводит к значительному снижению быстродейстт ВИЯ измерения.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерения.

По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве время измерения уменьшается с ростом частоты входного сигнала. На максимальной частоте оно уменьшается в D fMaKc/fMHH раз, где D - диапазон изменения частоты входного сигнала; Тмин, Тмакс - номинальная и максимальная соответственно частоты измеряемого сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введ1зны компаратор, преобразователь частота - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом интегратора, а вход соединен с выходом компаратора, вход которого соединен с входом квадратирующего звена, причем интегратор содержит полевой транзистор и конденсатор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод .является выходом интегратора и соединен со стоком полевого транзистора, исток которого является входом интегратора, а затвор - управляющим входом интегратора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, пример выполнения; на фиг. 3 - диаграмма напряжений в основных узлах схемы, приведенной на фиг. 2.

Устройство содержит квадратор 1, соединенный с управляющим интегратором 2, который соединен с устройством 3 извлечения квадратного корня. Вход квадратора 1

соединен с входом компаратора 4,выход которого соединен с входом преобразователя 5 частота - напряжение. Выход преобразователя 5 соединен с управляющим входом интегратора 2.

В уст(эойстве на фиг. 2 элементы D А1, D A3, DA 4, D Аб могут быть реализованы на микросхемах серии К140УД, а элемент D А2 - микросхемой.525ПС2.

Входное напряжение UBX поступает одновременно на вход DA1 и DA2. На выходе компаратора DA1 UBX преобразуется в серию разнополярных прямоугольных импульсов и, которые дифференцируются на конденсаторе С1 и выпрямляются на выходе

DA3 (из). Через конденсатор развязки СЗ они попадают на базу транзисторов сброса Т2 и ТЗ. Кроме того, Ui подается на вход интегратора DA5, сброс выходного напряжения которого осуществляется через транзисторы Т2 и ТЗ при поступлении импульсов УЗ. В результате на выходе интегратора DA5 получается разнополярное пилообразное напряжение Щ с амплитудой, пропорциональной частоте-ВХОДНОГО сигнала UBX. Сигнал U4 после выпрямления на DA6 и интегрирования.на конденсаторе С5 превращается в постоянное напряжение Us, пропорциональное частоте измеряемое сигнала UBX. Таким образом, на элементах DA1,

DA3, DA5, DA6 осуществляется преобразование частота - напряжение.

В основном канале (элементы DA2, DA4) происходит возведение в квадрат, интегрирование и извлечение корня,.причем в качестве звена интегрирования-выступает RC-цепочка, где вместо R - управляемый напряжением Uf полевой транзистор Т1, а интегрирует конденсатор С2, в результате чего постоянная интегрирования, равная:

Тц RT Ccz.

пропорциональна входной частоте, так как

RT Кт -Uf, а

i fax

и,наконец

Kr-fex -Cz.

Устройство можно усовершенствовать, повысив его реакцию на изменение частоты. заменяя преобразователь частота - напряжение на более быстродействующий. Формула изобретения Устройство для измерения действующего значения переменного напряжения, соде|эжащее последовательно соединенные квадратирующее звено, интегратор с управляемой напряжением постоянной интегрирования и блок извлечения квадратного корня, выход которого является выходом устройства, а вход квадратирующего звена является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения бцстросК1

35 действий, в устройство дополнительно введены компаратор, преобразователь частота - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом интегратора, а вход соединен с выходом компаратора, вход которого соединен с входом квадратирующего звена, причем интегратор содержит полевой транзисгори конденсатор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод является выходом интегратора и соединен со стоком полевого транзистора, исток которого является входом интегратора, а затвор - управляющим входом интегратора.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть ис- пользовано в системах управления электроприводами переменного тока для обеспечения оптимальных законов регулирования. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения - достигается применением компаратора 4 и преобразователя 5 частота - напряжение. В зависимости от частоты входного сигнала автоматически выбирается постоянная времени интегратора, что повышает быстродействие устройства. Устройство содержит также квадратирующее звено 1, интегрг ор 2 с управляемой напряжением постоянной интегрирования, блок 3 извлечения квадратного корня. 3 ил.СОGю сх>& юго(pu^.i