Способ измерения амплитуды синусоидального напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению амплитуды переменного напряжения.

Известен способ измерения смплитуды синусоидального сигнала, согласно которому измеряекый сигнсШ выпрямляют, а затем при помощи фильтра выделяют постоянную (или же низкочастот ную) составляющую измеряемого сигнала. Об амплитуде синусоидального напряжения судят по величине сигнала, пропорционального этой с1мплитуде 1 .

Недостатком этого способа измерения является низкое быстродействие, так как процесс выделения фильтром низкочастотной (постоянной) составляющей является инерционным процессом. Для выделения полезного сигнала необходимо время, равное приблизительно 8-10 периодам синусоидального сигнала.

Известен также способ измерения амплитуды синусоидсшьного напряжения, основанный на дискретизации мгновенных значений напряжения 2.

Данный способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению.

Однако точность и помехозащищенность известного способа невысоки.

Цель изобретения - повышение точности и помехо;1ащищенности.

5 Указанная цель достигается тем, что измеряемый сигцал сдвигают по фазе на 90, определяют значения измеряемого и сдвинутого сигналов в дискреттаае моменты времени, получен10 кые значения измеряемого сигнгша

умножают на синус, а значения, сдвинутого сигнала - на косинус текущего дискретного значения фазового сдвига, при этом искомое значение

15 амплитуды определяют как сумму этих произведений.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, ресшизующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство состоит из фазосдвигающего блока 1, импульсных ключей 2 и 3, KO MyTHpyeNMx с частотой f, запоминающих элементов 4 и 5, синусного 25 6 и косинусного 7 преобразователей, сумматора 8.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение U, сдвигается на 90° фазосдвигающим блоком 1. В момент прихода импульса с частотой f|j импульсные ключи 2 и 3 кратк временно открываются, пропуская дискретные значения измеряемого и сдвинутого на 90° сигналов на запоминакнцие элементы 4 и 5. Импульсы с частотой ffc коммутируют также синусный б и косинусный 7 преобразо ватели, синхронизируемые измеряемым и квадратурным по отношению к измеряемому напряжениями. Результирующее напряжение Uj, получают на выхо сумматора 8. Как видно из фиг. 2 а и 5 измеряемый сигнал U|, UM sinCuJt + Ч сдвигают по фазе на 90°(j U ), опр деляют значения каждогоиз этих дву сигналов (ординаты на фиг. 2 а и б в дисктретные моменты времени (U,в.-.Ч viU40,), ZjTj. К - кратность частоты коммутации f частоте f измеряемого сигнала, i 1, 2, 3, ... Пблученные значения первого сиг ла умножают на синус текущего диск ретного значения фазы л ,- .4-4j -%(i-cos2 e +4). Значения- второго сигнала умножа на косинус этой же фазы 3 .+ Ч .|,tcosaje +, Результируквдее значение получаю как сумму этих двух произведений v, ..

«i,r-i/e- f/t/tft f; Таким образом, предлагаемый способ измерения амплитуды синусоидального напряжения вследствие описанной последовате/ ьности действий обеспечивает более высокую точность и помехозащищенность. В этом случае нет необходимостиотфильтровывать переменную составлякнцую, а точность и помехозгвдищенность повышаются также вследствие получения информации в импульсном виде. Формула изобретения Способ измерения гилплитуды синусоидального напряжения, основанный на дискретизации мгновенных значений напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыше-. ния точности и помехозащищенности, измеряемый сйгнгш сдвигают по фазе на 90, определяют значения измеряемого к сдвинутого сигналов в дискретные моменты времени, полученные значения измеряемого сигнала умножгиот на синус, а значения сдвинутого сигнсша - на косинус текущего дискретного значения фазового сдвига, при этом искомое значение амплитуды определяют как сумму этих произведений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Апушкинский Г.В. Электрические и радиотехнические цепи. Л., ЛГУ, 1972, с. 108. 2.Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, м., Энергия, 1975, с, 344-346.

( «

/n /UK /rrx

L/ Vj л

0

Щ

V

V

«ufft yjf«fei fj

г

n,«iJ

a

Я// jr Л/ ЯГ

«ff

eft

% . /Пч /Г

W kvi

fM

JT я/г a Фне.