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

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в вольтметрах и аналого- цифровых преобразователях сигналов произвольной формы со 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 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 через квадратор 8 соединен с входом усредняющего блока 9, выход которого через пятый ключ 10 соединен со входом последовательно соединенных блока 11 преобразования, вычислительного блока 12 и отсчетного блока 13. Шестой ключ 14 включен между выходом квадратора 8 и входом блока 11. Выход блока 12 соединен также с входом блока 15 управления, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 1-4, с управляющими входами ключей 10, 14, с управляющим входом управляемого источника 16 корректирующего напряжения, выход которого соединен со вторым входом блока 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Ключи 2 и 14 замыкаются. На вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение Uo источника 5. Пусть выходное налряжение управляемого источника 16 установлено равным нулю, тогда выходное напряжение блока 7 равно

Ui KMUo + eM,(1)

у

Ё

VJ

VI

Л Оч

VI

СП

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

Выходное напряжение блока 7 квадра- тируется квадратором 8, выходное напряжение которого равно

Выходное напряжение блока 7 квадриру- ется квадратором 8 и поступает на вхЧУд усредняющего блока 9. По окончании интервала времени усреднения его выходное напряжение равно

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах и аналого-цифровых преобразователях напряжения произвольной формы со встроенными вычислительными блоками. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения. Способ заключается в последовательном масштабировании и квадрировании опорных напряжений U0 и -U0. формировании корректирующего напряжения, последовательном масштабировании, квадрировании и усреднении напряжения U0. измеряемого и нулевого напряжений, вычислении среднёквадратического значения по результатам усреднения. Дополнительное масштабирование и квадрирование нулевого напряжения с последующим вычислением корректирующего напряжения, которое затем суммируют с масштабируемыми опорным, нулевым и измеряемым напряжениями, обеспечивает формирование корректирующего напряжения за один такт. 1 ил.

Ai KK(KMUo + ем)2 + + MKMUo + ем) + е.

(2)

где Кк, Кл, ек - коэффициенты передачи для квадратичной составляющей, линейной составляющей и напряжение смещения квадратора 8.

Напряжение AI через замкнутый ключ 14 поступает-на вход блока 11, где преобразуется в форму, необходимую для дальней- шей вычислительной обработки и запоминается в блоке 12.

Ключ 2 размыкается, ключ 3 замыкается и на вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение -U0 источника 6, равное по величине, но противоположное гго знаку напряжению источника 5. При этом выходное напряжение квадратора 8 равно

А2 - Кк (-KMU0 + ем)2 + + Кл(-Кми0 + ем) + ек,

Ключ 1 размыкается, ключ 4 замыкается. Вход блока 7 подключается к общей шине. Выходное напряжение усредняющего блока 9 устанавливается равным

(3)

к2

IM1

Ав Ку(25г-+ек) + еу.

(8)

30-°- УЧ 4КК

далее оно преобразуется и запоминается.

Ключ 3 размыкается, ключ 4 замыкает-Значение Ае запоминается,

ся. Вход блока 7 подключается к общей ши-в блоке 12 производится вычисление по

не. При этом выходное напряжениеформуле квадратора 8 равно 35

Аз Ккем + Клем + ек.

(4)

.Напряжение Аз преобразуется и запо-из выражений (6, 7, 8) следует,что средминается.40неквадратическое значение напряжения

В блоке 12 производится вычислениеравно величины UK корректирующего напряженияп.,(10)

А2 -Ai

2(А1+Аг-2Аз)

2Ккбм + Кл 2Кк Км

Посредством блока 15 управления выходное напряжение управляемого источника 16 корректирующего напряжения устанавливается равным величине UK.

Ключи 4 и 14 размыкаются, ключи 2 и 10 замыкаются. На вход блока 7 поступает опорное напряжение Uo источника 5, «сото- рое суммируется с поданным на второй вход блока 7 корректирующим напряжением UK.

Ку(КкКм Uo I/2ivi

4КК

+ ек) + еу, (6)

где Ку, ву - коэффициент передачи и напряжение смещения блока 9. Значение А4 запоминается.

Ключ 2 размыкается, ключ 1 замыкается. На вход блока 7 поступает измеряемое напряжение U. Выходное напряжение блока 9 по окончании интервала времени усреднения равно

AsКу(КкКм U Ь 2

Кл

4КК

+ ек) + еу. (7)

Значение As запоминается.

Ключ 1 размыкается, ключ 4 замыкается. Вход блока 7 подключается к общей шине. Выходное напряжение усредняющего блока 9 устанавливается равным

к2

IM1

Ав Ку(25г-+ек) + еу.

(8)

30-°- УЧ 4КК

Uc

Ав - Аб А4 - Аб

(9)

но п.,

45

50

$5

Формула изобретения Способ измерения среднеквадрати- ческого значения напряжения, заключающийся в том, что последовательно масштабируют и квадрируют первое опорное напряжение U0 и второе опорное напряжение, равное по величине и противоположное по знаку первому опорному напряжению, запоминают полученные результаты квадрирования AI и А2 соответственно, формируют корректирующие напряжение постоянного тока, последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют первое опорное напряжение, измеряемое напряжение и нулевое напряжение. запоминают полученные результаты усреднения А4, As и Ае соответственно, вычисляют среднеквадратическое значение напряжения по формуле

UcK.3

-«№

-Ае А4 - Ае

отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, перед формированием корректирующего напряжения дополнительно последовательно масштабируют и квадрируют нулевое напряжение, запоминают результат квадриро- вания Аз, а величину корректирующего напряжения UK вычисляют по формупе

UK Uc

A2-Ai

2 ( Ai + А2 - 2Аз)

и каждое из, упомянутых последовательно масштабируемых квадрируемых и усредня- емых первого опорного, измеряемого и нулевого напряжений предварительно суммируют с корректирующим напряжением.