Способ измерения среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для ис- пользования в вольтметрах и аналого-цифровых преобразователях сигналов произвольной Формы с встроенными вычислительными блоками

Цель изобретения - повышение быстродействия измерения

На чертеже представлено устройство для реализации способа

Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый ключи 1. 2, 3, 4 входы которых соединены соответственно со входом устройства, с выходом первого источника 5 опорного напряжения с выходом второго источника 6 опорного напряжения и с общей шиной. Выходы ключей 1-4 соединены вместе и с первым входом масштабирующего блока 7, выход которого соединен со входом последовательно соединенных квадратора 8. усредняющего блок 9, блока 10 преобразования, вычислительного блока 11, отсчетного блока 12. Выход блока 11 соединен также со входом блока 13 управления, выходы которого соединены с уп- равляющими входами ключей 1-4 и управляемого источника 14 корректирующего напряжения, выход которого соединен со вторым входом блока 7.

Способ осуществляется следующим образом

Второй ключ 2 замыкается На первый вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение Uo источника 5 Пусть выходное напряжение управляемого источника 14

ч|

СХ

hO

ю ел о

установлено равным нулю, тогда выходное напряжение блока 7 равно

Ui ,О)

где Км, ем коэффициент передачи и напряжение смещения масштабирующего блока 7.

Напряжение Ui квадратируется квадратором 8, выходное напряжение которого равно

Ua - KK(KMUo + ем) + Kn(KMUo + ем) + ек (2) где Кк. Кл, ек - коэффициенты передачи для квадративной составляющей, линейной составляющей и напряжение смещения квадратора 8.

Напряжение IJ2 усредняется блоком 9, выходное напряжение которого по окончании ингедв а вримени /среднения равна Ai К у(Кк(Кми0 +е нТ н МКмОо ) ек)+еу, (3) где Ку, еу - коэффициент передачи и напряжение смещения усредняющего блока 9.

Напряжение Ai поступает на вход блока 10, где преобразуется в форму, необходимую для дальнейшей вычислительной обработки и запоминается в блоке 11.

Второй ключ 2 размыкается, третий ключ 3 замыкается и на вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение - U0 источника 6, равное по величине, но противоположное по знаку напряжению источника 5. По окончании интервала времени усреднения выходное напряжение блока 9 равно

А2 Ky(K,(-KMUo (-Кл,и0 + ем) +ех) еу(4)

Напряжение Аз преобразуется и запоминается.

Третий ключ 3 размыкается, четвертый ключ 4 замыкается. Первый вход масштабирующего блока 7 подключается к общей шине. При этом выходное напряжение блока 9 равно .

Аз Ку(КкемТ + Kne« + ек) + «у(5)

Значение Аз преобразуется и запоминается.

В блоке 11 производится вычисление вепичины корректирующего напряжения UK, равное

Az lAL 2КлСм + Кл

Аз)

UK -- UojT + Д2 2КККМ (6)

Посредством блока 13 управления выходное напряжение управляемого источника 14, корректирующего напряжения, устанавливается равным вычислительной величине корректирующего напряжения.

Четвертый ключ 4 размыкается, первый ключ 1 замыкается. На первый вход масштабирующего блока 7 поступает измеряемое напряжение U и суммируется с поступающим на второй вход корректирующим напряжением. С учетом величины корректирующего напряжения выходное напряжение усредняющего блока 9 становится равным

0

5

2, ,2

К2

(7)

А4 Ky(KKKMV $- + ек) + еу

Значение А/, запоминается.

Первый ключ 1 размыкается, четвертый ключ 4 замыкается. Вход масштабирующего блока 7 подключается к общей шине Выходное напряжение усредняющего блока 9 равно

А5 Ку(- + ек) + еу. (8)

Значение As запоминается.

В блоке 11 производится вычисление среднеквадратического значения измеряемого напряжения по формуле

20

UCKS - Uo |Ai +A2 -2A3

(9)

Формула изобретения

Способ измерения среднеквадратического значения напряжения, заключающийся в том, что последовательно масштабируют, квадрируют, усредняют первое опорное напряжение U0 и запомина от полученный результат усреднения AI, последовательно масштабируют, квадрируют второе опорное напряжение, равное по величине и противоположное по знаку первому опорному напряжению, и запоминают

полученный результат А2. последовательно масштабируют, квадрируют, усредняют нулевое напряжение и запоминают полученный результат усреднения Аз, формируют корректирующее напряжение постоянного

тока, последовательно масштабируют, квадрируют, усредняют измеряемое напряжение и запоминают полученный результат усреднения А/j, вычисляют среднеквадрати- ческое значение по формуле, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, квадрирован- ное агорое опорное напряжение перед запоминанием усредняют, вычисляют величину упомянутого корректирующего напряжения по формуле

и-..А2 - Ai

UK - U0 Щ5Г+А2 2Аз)

измеряемое напряжение перед масштабированием суммируют с корректирующим напряжением, нулевое напряжение дополнительно последовательно суммируют с корректирующим напряжением, масштабируют, квадрируют, усредняют и запоминают результат усреднения As, среднеквадратическое значение напряжения вычисляют по формуле

Кскз - Uo У 2(А4-А5) I AI + А2 - 2Аз

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении вольтметров и АЦП сигналов произвольной формы со встроенным вычислительным блоком Цель изобретения -- повышение быстродействия измерения Согласно способу последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют опорное напряжение Uo. нулевое и измеряемое напряжения и запоминают результаты усреднения, последовательно мас- штабируют и квадрируют опорное напряжение - U0 и запоминают полученный результат, формируют корректирующее напряжение и вычисляют среднеквадратическое значение 1)п по математической формуле, приведенной в описании изобретения. Усреднение квадрированного значения напряжения - Uo, вычисление величины корректирующего напряжения UK. суммирование измеряемого напряжения с UK перед масштабированием, суммирование с UK нулевого напряжения с последующим масшта- бированием.квадрированием, усреднением и запоминанием результата, вычисление искз по запомненным значениям обеспечивают ускоренное формирование корректирующего напряжения. 1 ил. fe