СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ Советский патент 1968 года по МПК G01R19/02 

Способ относится к области электроизмерительной техники и предназначен для автоматического измерения среднего значения переменного напряжения частот, лежащих в диапазоне 0,001 -10 гц.

Известные способы и приборы, производящие измерения среднего значения переменного напряжения в диапазоне инфранизких частот, являются либо неавтоматическими - с делением результата на величину, пропорциональную периоду, вручную, либо представляют собой сложные вычислительные машины.

Предлагаемый способ заключается в том, что за первый полупериод измеряемого напряжения число измерений автоматически устанавливают постоянным, независимо от частоты измеряемого напряжения, в течение второго полупериода суммируют мгновенные значения измеряемого напряжения и делят на число измерений.

На фиг. 1 изображена полусинусоида измеряемого напряжения, заполненная рядом мгновенных значений компенсирующего пплообразного напряжения; на фиг. 2 - блок-схема устройства для измерения средних значений переменного напряжения в диапазоне ипфранизких частот; па фиг. 3 - зависимость измеряемого напряжения U и компенсирующего пилообразного напряжения и„.

Как известно, среднее значение переменного напряжения определяется как интеграл следующего вида:

о /2

(1)

ср --

где и - мгновенное значение напряжения.

Предлагаемый способ позволяет сравнительно просто разрещить проблему определения среднего значения путем развертывающего уравновешивания.

При этом площадь фигуры, соответствующей интегралу (1), заменяется площадью ступенчатой фигуры (фиг. 1).

Если измерение мгновенных значений, т. е. определение высот ступепчатой фигуры, происходит п раз за полпериода и равномерно, то площадь ступенчатой фигуры выражается:

-| - |Для определения среднего значения эту площадь необходимо разделить на Г/2:

25

2 Ui

f А лучить простым суммированием мгновенных значений, если п - число измерений за полпериода, число постоянное, не зависящее от периода измеряемого напряжения. Этот принцип осуществляется в приведенной на фиг. 2 блок-схеме. Схема делится на две части: устройство, обеспечивающее независимость числа измерений за полпериода от частоты измеряемого напряжения, и собственно измерительная схема. Измерение производится за период измеряемого напряжения, причем в первый полупериод работает одна часть, а во второй - другая. В устройство, обеспечивающее независимость числа измерений от частоты, входят формирователь 1, который управляет ключами 2 и 5 в зависимости от полярности измеряемого напряжения, генератор тактовых импульсов 4, выдающий импульсы с периодом повторения Гц; делитель частоты 5 с постоянным числом деления С управляемый делитель 6, состоящий из двух регистров, соединенных поразрядно, но таким образом, что с одного регистра (счетчика) число, записанное на нем, считывается на другой (собственно делитель) в дополнительном коде. В первый полупериод измеряемого напряжения формирователь / открывает ключ 2 на время - - , и импульсы с генератора 2 2/ тактовых импульсов 4 через делитель 5 поступают на счетчик управляемого делителя 6. Число,записанное на счетчике 2С-Тп где Т - период измеряемого напряжения, С - постоянное число деления. Во втором полупериоде открывается ключ 3, и импульсы в течение полупериода - поступают с генератора тактовых импульсов 4 на управляемый делитель 6. Так как на счетчик управляемого делителя записано число А, то сам управляемый делитель будет работать с коэффициентом пересчета, равным Л. На его выходе будут появляться импульсы с периодом иовторения Гд, Т -ТА - 2СЭти импульсы запускают генератор пилообразного напряжения 7. Запуск будет произведен за полпериода п раз: « - -у : С , т. е. число запусков за полпериода не будет ависеть от частоты измеряемого Напряжения. В измерительную схему входят генератор илообразного напряжения л сумматор 8, уль-орган 9, ключ 10, счетчик импульсов // цифровое отсчетное устройство 12. Измеряемое напряжение сравнивается по еличине с эталонным, изменяющимся во вреени по линейному закону (фиг. 3); (, момент запуска генератора иилоооразного напряжения 7. В момент зануска отпирается ключ W, и импульсы с генератора импульсов 4 поступают в счетчик П. Закрывается же ключ 10 при срабатывании нуль-органа 9, т. е. в момент равенства измеряемого и эталонного напряжений:и.. и,. Число импульсов, прошедших на счетчик при измерении данного мгновенного значения f),., будет равно m - U --- и пропорционально ему. В течение полупериода прибор измеряет мгновенные значения л раз, а счетчик суммирует число имнульсов, ноступившее за полпериода измеряемого напряжения. Показание счетчика, равное , «,,2 , ,- А --Тп Т„п пропорционально среднему значению измеряемого напряжения. Оно индифицируется устройством 12. Предмет изобретения Способ измерения средних значений переменного напряжения в диапазоне инфраиизких частот, основанный на обработке мгновенных значений кривой измеряемого напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимости показаний от частоты измеряемого напряжения, за первый полупериод измеряемого напряжения число измерений устанавливают постоянным, независимо от частоты измеряемого напряжения, в течение второго полупериода суммируют мгновенные значения измеряемого напряжения и ПР.ЯЯТ на число измерений.

4h

Фиг, /

ue. 2