СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК G01R17/06 

Изобретение относится -к области измерительной техники и касается компенсационного способа измерения напряжения.

Известен способ измерения напряжения, заключающийся в сложении .измеряемого напряжения с компенсирующим напряжением той же частоты и находящимся в противофазе с измеряемым напряжением и определении экстремума результирующего напряжения.

Сложность способа и устройства для его реализации заключается в том, что на всем интервале компенсации кривая результирующего напряжения квантуется с частотой, определяемой требуемым динамическим диапазоном, при каждом квантовании выделяется приращение функции и по величине приращения определяется экстремум функции.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью упрощения методики измерений при наличии угла сдвига фаз между измеряемым и компенсирующим напряжениями в 180° ± f и 1П01Вышевия точности, из результирующего и компенсирующего напряжений формируют импульсы при мгновенном значении одного из напряжений, равном пулю, и амплитудном значении другого напряжения и определяют экстремум огибающей результирующего напряжения по совпадению импульсов .во времени.

На фиг. ,а приведены кривые измеряемого и компенсирующего напряжений, а также су.ммарные кривые и импульсы, сформированиые из них; на фиг. 1,6 приведена векторная

диаграмма, донолпяющая фиг. 1,а; на фиг. 1,0 приведена огибающая суммарного напряжения - измеряемого и компенсирующего; на фиг. 2 - кривые огибающего напряжения и графики изменения фазы при различных значениях комиенсирующего напряжения.

На фиг. 1, а на графике U,. /(/) - кривая измеряемого напряжения; иа графике л- /(0 - кривые (три значения) компенсирующего напряжения; на графике Af/ f{() - кривые (соответствующие трем значениям компенсирующего напряжения) результирующего (суммарного) напряжения от сложения измеряемого и компенсирующего

напряжений; на графиках (t) импульсы, сформированные из компенсирующего напряжения (моменты иерехода через нуль); «а графике (/) - эти же импульсы, пропущенные через диод; на графике (t) -

импульсы, сформированные по амплитудам положптельны.х полуволн результирующего (Д (7) напряжения; на графике (t) - импульсы после схемы совпадения Т1мпульсов.

фиг. 1,а, а «а фиг. 1,й показаны огибающие мривые U: кривая 1 для р 0 и кривая 2 для .

Эти же кривые приведены на фиг. 2, причем измеиение фазы (фаза измеряется между результирующим и компенсирующим напряжениями) для кривой / показано па графике cpj f(i/K). Здесь фаза мепяется скачком на 180°, та;к как о 0.

При 9о 30° (кривая 2) фаза меняется так, как это -показано на графике «2 /(0 (кривая 2). Из сравнения кривых 2 и 2 следует, что фаза Д U будет сдвинута относительно UK .на 90° при экстремуме кривой 2 (при Наименьшем значении результирующего напряжения).

На фит. 2 пунктирными кривыми показаны огибающие (на графике Д6 /(/к) и изменение фазы между Af/ и UK (на графике () для случая, когда з 15°.

Способ заключается в следующем.

При угле сдвига между измеряемым и компенсирующим напряжениями, отличающимся от 180°, например 180° ± 9о, после двух напряжений во всех случаях результирующ|ее напряжение не равно нулю ().

Следовательно, выделить момент, при котором UK и -i К, где К - постояииый коэффипиент, по уровню 1напряжеиия невозможно, ибо при различпых Ох различными будут и ДЬ.

Однако во всех случаях происходит измеиение фазы на величину - - 2 9о - худшим случаем является тот, когда 9о 45°. Но и при этом изменение фазы происходит в пределах 90° ( -2 9 180-2 . ).

Таким образом, во всех практических случаях в процессе Hai6opa компенсирующего напряжения фаза результирующего напряжения изменяется не менее чем на 90°. Значит в какой-то момент времерги, при определеипой величине компеисирующего напряжения, кривые f/,( и и совпадут так, что при мпновениом значении компенсирующего напряжения, равном нулю, мгновенное значение результирующего (Д У) папряжения будет равно амилитудному. Этому моменту времени будет соответствовать наименьшее значение результирующего иапряжения. До этого момента и после иего величина результирующего напряжения больше минимальной воз:мож иой (см. фиг. 1,в и фиг. 2 кривые 2 и пунктирная).

Если из кривой компеисирующего папряжения будут сформированы и.мпульсы, временное расположение которых будет соответствовать переходу кривой UK через нуль, и

отрицательные импульсы срезаны, а из результирующей кривой будут сформировапы импульсы, временное положение которых будет соответствовать амплитудным зеачеииям положительных полуволн, то эти импульсы,

поданные на схему совпадения, приведут к срабатыванию последней, когда результирующее напряжепие будет наименьшим, т. е. когда произойдет условная компенсация.

Нри этом величина компенсирующего напряжения будет равна:

t/K L/x-00590.

Из этого условия определяется масштаб компенсирующего напряжения. Точность измерения и динамический диапазон определяются длительностью сформированных имиульсов. Длительность последних может быть устанавлена ио заданной допустимой погрешности.

При неизменном угле 9 Для любых значений измеряемого иапряжения сохраняется 1пропор|Циональное значение, компенсирующего напряжения.

Предмет изобретения

Способ измерения иапряжения, заключающийся в сложении измеряемого нанряжения с компенсирующим иапряжепием той же частоты и находящимся в противофазе с измеряемым :нанряжением и определении экстремума результирующего напрял ения, отличающийся тем, что, с целью упрощения методики измерений ири наличии угла сдвига фаз между измеряемым и компенсирующим наиряжениями в 180°±: 9 и иовышения точности, из результирующего и компенсирующего напряжений |формируют импульсьг при мгновенном значении одного из папряжепий, равном нулю,

и амплитудном значении другого напряжения и определяют экстремум огибающей результирующего напряжения по совпадению импульсов во времени.

aU;

fus I

Ox

V, TL

ttfT