Измеритель коэффициента гар-МОНиК Советский патент 1981 года по МПК G01R23/20 

(54)ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК

i

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известен цифровой измеритель коэффициента гармоник, содержащий преобразователь аналог-код, умножитель частоты, две ключевые cxeNsj, задатчик нормированной гармоники, множитель числовых кодов, две схемы переноса, блок сравнения, делитель числовых кодов и блок вычисления f

В данном устройстве для повышения точности измерения производится норктрование сигналов -в процессе вычислений, но при этом сохраняется недостаток, обусловленный использовнием равномерной дискретизации во времени.

Известен также измеритель коэффициента гармоник, содержащий блок ., определения периода (формирователь, умножитель), анализатор гармоник (цифровые задатчики ортогональных функций slnoi H coso;, два цифровых множительных устройства, два реверсивных счетчика, реверсивный счетчик-сумматор, две схемы параллельного переноса кодов, цифровой квашратор, счетчик постоянной составляквдей), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), арифметическое устройство (третья схема параллельного переноса кодов, измеритель отношения кодов, устройство извлечения квадратного корня), блок управления (блок управления, электронный ключ) 2 .

Недостатком устройства является то, что в нем не учитываются высо0кочастотные гармонические составля-. ющие исследуемого сигнала в интер-вале между двумя выборками при равномерной дискретизации во времени, которая используется в измерителе,

5 что приводит к снижению точности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерений коэффициента гармоник.

0

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коэффициента гармоник, содержавши последовательно соединенные АЦП, анализатор и арифметический блок, блок управле5ния, вход которого через блок определения периода подключен ко входу АЦП, а выходы соединены с управлялощими входами последовательно со диненных АЦП, анализатора и ариф0метического блока, дополнительно

введены дискретизатор, квадратор и усреднитель, соединенные последовательно. Управляющие входы дискретиэатора и усреднителя связаны с выходами блока управления. Выход АЩ соединен со вторым входом дискретизатора, один выход которого соединен с третьим входом усреднителя а другой - с четвертым входом усреднителя, выход которого подключен к третьему входу арифметического блока.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройства состоит из блока определения периода 1, блока управления 2, АЦП 3, анализатора 4 гармоник, дискретизатора 5, квадратора 6, усреднителя 7 и арифметического блока

Вход измерителя подключен к входу блока определения периода 1, АЦП 3 и дискретизатора 5.

Выход блока 1 соединен с входом блока управления 2, который управляет работой АЦП 3, анализатора 4 гармоник, дискретизатора 5, усреднителя 7 и арифметического блока 8.

Выход АЦП 3 соединен с входом анализатора 4, выход которого подключен к первому входу арифметического блока 8. Первый выход дискретизатора 5 соединен с первым входом усреднителя 7, а второй выход с входом квадратора 6 и вторым входом усреднителя 7. Выход квадратора б подключен к третьему входу усреднителя 7, выход которого соединен с вторым входом . арифметического блока 8.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал х{t) поступает на блок определения периода 1, АЦП 3 и дискретизатор 5.

В течение первого периода измерения блокОпределения периода 1 определяет и запоминает период входного сигнала Т. В зависимости от величины периода Т блок 1 определяет частоту дискретизации во времени . Выходные импульсы блока 1 подаются в блок управления 2, который начиная с второго периода измерения, запускает АЦП 3 и дискретизатор 5. В АЦП 3 производится равномерная дискретизация .входного сигнала во времени, что позволяет сохранить постоянным число мгновенных значений исследуемого сигнала независимо от периода сигнала для определения составляющих i-и гармоники. Коды мгновенных значений напряжений из АЦП 3 поступают в анализатор 4, где выделяется необходимая i -я гармоника исследуемого сигнала и определяется квадрат ее среднеквадратического значения Ucpj,g например по коэффициентам Фурье

j p-BrUf/ i ifH jiM ° ir

в дискретизаторе 5 производится равномерная дискретизация исследуемого сигнала по уровню, что влечет за собой его неравномерную дискретизацию во времени. Неравномерная дискретизация во времени позволяет повысить точность при определении постоянной составляющей и среднеквадратического значения напряжений высших гармоник за счет наиболее полного учета гармонического состава входного сигнала. Кроме того, в дискретизаторе 5 определяется интервал времени utj между соседними измерениями мгновенных значений напряжений исследуемого сигнала. Код, соответствующий интервалу времени utj, поступает в усреднитель 7. Крды мгновенных значений напряжений входного сигнала поступают в квадратор 6 и усреднитель 7. В квадраторе б определяется квадрат мгновенных значений напряжений х|, значение которого тоже поступает на вход усреднителя 7.

В усреднителе 7 определяется постоянная составляющая UQ и квадрат среднеквадратического значе-. ния напряжения и„ дисследуемого сигнала, например, по формулам т

и„4, UcVe4f/b r

Код, соответствую1чий периоду Т входного сигнала, в усреднитель 7 поступает из блока управления 2.

Выход усреднителя 7 подключен к втоому входу арифметического блока 8, первый вход которого соединен с выходом анализатора 4. В арифметическом блоке 8 определяется коэффициент гармоник Kg по i-и гармонике исследуемого сигнала, например/ по формуле

U .i.-z n-z ср.кв ср.кв о

Кг,

ч V и

ср.кв

Работой анализатора 4 гармоник и арифметического блока 8 управляет блок управления 2.

Таким обрдзом, в устройстве повышение точности измерения коэффициента гармоник достигается за счет. того, что в нем производится равномерная дискретизация входногосигнала по уровню, приводящая к повышению точности измерения среднеквадратического значения напряжений высших гармоник, что обеспечивает повышение точности измерений коэффициента гармоник.

Формула изобретения

Измеритель коэффициента гармоник, Содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь анёшизатор и арифметический блок, блок управления, вход которого через блок определения периода подключен ко входу аналрго-цифрово преобразователя, и выходы соединены с управляющими входами последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, анализатора .и арифметического блока, отличающийся тем, что, с целью .

вышения точности измерений, в него дополнительно введены дискретизатор, квадратор и усреднитель, соединенные последовательно, причем управляющие входы дискретизатора и усреднителя связаны с выходами блока управления, вход аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом дискретизатора, один выход которого соединен с третьим входом усреднителя, а другой выход

0 соединен с четвертым входом усреднителя, выход которого подключен к третьему входу арифметического блока.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

0

АГ

1