СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Советский патент 1974 года по МПК G05B23/00 G01V3/06 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения разности значений исследуемого сигнала в граничных точках выбранного временного интервала в радиотехнических, акустических, геофизических и других импульсных системах различного назначения.

Известен способ измерения скорости протекания переходного процесса электрической системы, основанный на определении разности значений выходного сигнала в граничных точках выбранного временного интервала. Известный способ обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что ширина полосы пропускания усилителя должна быть достаточно большой для малоискаженной передачи исследуемого сигнала. Расширение же полосы пропускания усилителя приводит, как известно, к снижению помехоустойчивости канала и уменьшению точности измерений. К числу недостатков известного способа следует отнести также необходимость получения вырезок исследуемого сигнала в двух точках его реализации, что приводит либо к усложнению аппаратуры за счет использования двух параллельно работающих стробирующих каскадов, либо к увеличению продолжительности измерений за счет повторения сигнала и вычисления разности полученных значений.

С целью повышения точности измерений разность величин выходного сигнала получают путем фильтрации в течение выбранного временного интервала составляющих спектра выходного сигнала, частоты которых удовлетворяют равенству:

f - 2/г - 1 2Д

(где , 2, 3, ..., а Дг - величина выбранного временного интервала), и их суммирования в момент окончания выбранного временного интервала.

Этот способ позволяет получать интересующую информацию о разности значений выходной величины переходного процесса на заданном временном интервале путем лишь однократного стробирования суммарного отклика,

т. е. сокращает время измерения.

На чертел е приведена блок-схема устройства для реализации способа измерения скорости протекания переходного процесса. Она содержит усилитель 1, фильтры 2, сумматор 3,

стробирующий каскад 4 и регистратор 5.

Работа такого устройства заключается в следующем.

Исследуемый сигнал, усиленный усилителем 1, подают на фильтры 2, пропускающие на

входы сумматора 3 составляющие сигнала,

частоты которых удовлетворяют равенству:

2я.-1

fn

2М

На выходе сум.матора 3 получают сигнал, пропорциональный разности значений исследуемого сигнала на границах выбранного временного интервала At. Вырезку временного интервала осуществляют стробирующим каскадом 4, и результат измерения регистрируют регистратором 5 {например, пиковым вольтметром). По его показаниям судят о скорости протекания переходного процесса.

Такая последовательность действий основана на следующем. В каждый данный момент времени /о регистрируемому параметру исследуемого процесса в частотной области отвечает совокупность мгновенных значений гармонических составляющих мгновенного спектра, образующая числовой ряд и представляющая собой физическую реальность, которая может наблюдаться с помощью соответствующих приборов и визуально. В мгновенных спектрах имеются гармонические составляющие с частотами, удовлетворяющие равенству:

«)„:: (2/г-1)

Дг;

где п-, 2, 3, . .., связанные с исходной функцией /(/) описывающей исследуемый процесс во временной области, следующим соотношением:

У. Т- U () 03 (2« - 1) -f () dU,

.0

и обладающие тем свойством, что их сумма в момент наблюдения оказывается равной полуразности значений исходной функции, принимаемых ею в точках и , т. е.

р/. (о)-/( + 0) (fa) -

V - г / (U) COS (2п - Л) - UdU.

JmU 0 J4

При ЭТОМ предполагается, что исходная функция определена в таким образом, что в f(t)Q (пассивная область) и /(4-0). Область называется активной. Выделение гармонических составляющих мгновенного спектра может осуществляться с помощью фильтров, производящих свертку входного сигнала с весовой функцией:

g(U)cos()U,

toо

которая может рассматриваться как импульсная характеристика пассивных четырехполюсников с переходной характеристикой: /z(.)Jg()(2«-l)..

и

Близкой к ней является переходная характеристика колебательного контура LC, соединенного последовательно с резистором г: 26

/Zj():i - e-«smu o,

о

где

д

Ь .

Если колебательный контур LC настроить на частоту выделяемой гармоники а)о

(2п-1)-, а постоянную времени гС вы4

Q брать достаточно большой, чтобы мало отличалось от единицы, то

Л, (/) - sin (2/г-1) А

(2.П - 1) лЦ

И отличалось лишь наличием постоянного

множителя 6/0- Таким образом, в качестве фильтров, выделяющих в расчетный момент времени /о гармонические составляющие ряда, могут быть использованы соответствующим

Q образом настроенные резонансные цепи. Что касается числа гармоник, подлежащих выделению, и, следовательно, необходимого числа фильтров, то этот вопрос следует решать, исходя из скорости сходимости ряда и требуемой точности измерений. Например, в практической реализации предлагаемого способа для повышения помехозащищенности геофизической аппаратуры, работающей по методу становления поля, достаточно установки двух

соответствующим образом настроенных фильтров. При этом расчетная ошибка не превышает 12%.

Предмет изобретения

Способ измерения скорости протекания переходного процесса электрической системы, основанный на определении разности величин выходного сигнала в граничных точках выбранного временного интервала и делении

этой разности на величину временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, разность величин выходного сигнала получают путем фильтрации в течение выбранного временного инс тервала составляющих спектра выходного сигнала, частоты которых удовлетворяют равенству:

о 1п -

2Д

где , 2, 3, . .., а Д/ - величина выбранного временного интервала, и их суммирования в момент окончания выбранного временного интервала.

М