Способ измерения амплитудного значенияэлЕКТРичЕСКОгО СигНАлА Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в устройствах для анализа гармоник, в анализаторах амплитудночастотных характеристик и в фазочувствительных вольтметрах.

Известен способ измерения амплитудного значения электрического сигнала, в котором число-импульсным методом определяется длительность первого полупериода по моментам перехода через нуль измеряемого напряжения с последующей фиксацией момента времени, отстоящего на 3/4 периода от начала цикла, соответствукедего максимуму измеряемого сигнала 1J.

Недостаток способа - низкая точность измерения, обусловленная необходимостью измерения периода электрического сигнала по моментам его перехода через нуль.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ измерения амплитудного значения электрического сигнала, основанный на сравнении двух значений амплитуд исследуемого сигнала, в котором исследуемый сигнал сдвигают по времени на заданный интервал, сравнивают сдвинутый сигнал с исследуемым

по амплитуде и в момент равенства сравниваемых сигналов измеряют амплитуду сигнала, сдвинутого относительно исследуемого на интервал времени, меньший Зсщанного 1,2 .

Однако этот способ характеризуется недостаточной чувствительностью и точностью измерения в диапазоне инфраиизких частот, обусловленной

to зависимостью результата от величины интервалов :(Временных сдвигов сигналов и необходимостью измерения их с высокой точностью по моментам перехС да .

15

Цель изобретения - повышение чувств ительнооти и точности измерения, i.

Поставленная цель достигается тем, чхо в способе измерения ампли20тудного значения электрического сигнала, основанном на введении в него дополнительного фазового сдвига, суммировании сдённутых по фазе сигналов с равными амплитудами, сравне25нии мгновенных значений исследуемого и сдвинутого по фазе электрических сигналов и измерении в моменты из равенства амплитуды суммарного сигнала, из исследуемого электрического сигнаша вычитают сдвинутый по фазе сигнал, в момент равенства нулю мгновенного значения амплитуды суммарного сигнала измеряют амплитуду разностного сигнала., затем определяют отношение ги тлитуд разност ного и сумматорного сигналов, получе ное напряжение функционально преобразуют последовательно по закону арктангенса и по синусоидальному закону, а о значении амплитуды исследуемого электрического сигнала судят по отношению половины амплиту ды разностного напряжения на функцио нально преобразЬванное напряжение. На фиг. 1 показана временная диаг рамма, характеризующая сущность пред лагаемого способа; на фиг. 2 - блоксхема устройства, регшизующего пред лагаемый способ. В. исследуемый электрический сигна и (t) Uf sin ш t (О вводят дополнительный фазовый сдвиг bjjCt) и sin (ujt - fx) . (2 Суммарный электрический сигаал равен Uj; (t) и. (t) и 2 (t) f . / / X.COS -i- Sin Ш t J.(3) в момент равенства (при t t ) исследуемого и сдвинутого по фазе электрических сигналов и (t) и. (t) (М определя1рт амплитуду суммарного сигнала (3), равную U2 2(3 (5) Затем из исследуемого (1) сигнал вычитают сдвинутый по фазе электрический сигнал (2) и получают разност ный сигнал (в момент равенства нулю значения амплитуды суммарного сигнала при t t), U 2U. sin |i. (6) Далее определяют отношение ампли туд суммарного и разностного сигнала, а о значении амплитуды исследуе мого электрического сигнала судят по результату деления половины значения амплитуды и ; 05U& sinCavcte -) Устройство, реализующее предлагае мый способ, содержит фазовращатель 1, вычитатель 2, сумматор 3, компараторы 4 и 5, одновибраторы 6 и 7, ключи 8 и 9, запоминающие устройства 10 и 11, автоматические переключатели 12 и 13, первый делитель. 14, блок 15 управления, функциональный арктангенсный преобразователь 16, функциональный синусный преобразователь 17, делитель 18 напряжения, второй делитель 19, отсчетно-регистрирующее устройство 20. Входная клемма устройства через фазовращатель 1 соединена с первы- . ми входами «ычитателя 2 и сумматора 3, вторые входы которых соединены с входной клеммой, а выходы которых присоединены к первым входам компараторов 4 и 5, вторые входы которых соединены с шиной Земля. Выходы компараторов 4 и 5 через одновибраторы б и 7 присоединены к цепям управления ключей 8 и 9, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходами сумматора 3 и вычитателя 2, а их выходы присоединены к запоминающим устройствам 10 и 11, выходы которых присоединены к соединенным между собой разноименным входам автоматических переключателей 12 и 13. Выходы автоматических переключателей 12 и 13 присоединены ко входам первого делителя 14, выход которого соединен с функциональным арктангенсным преобразователем 16, выход которого присоединен ко входу функционального синусного преобразователя 17 (синус или косинус). е блоком 15 управления соединены цепи управления автоматических переключателей 12 и 13 и преобразователей 16 и 17. Выход функционального синусного преобразователя 17 присое- динен к первому входу второго делителя 19, второй вход (вход делимого) через делитель 18 напряжения соединен с выходом сумматора 3. Отсчетнорегистрирующее устройство 20 присоединено к выходу второго делителя 19. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на вход фазовращателя 1, на выходе которого в сигнал вносится фазовый сдвиг . Сдвинутый по фазе сигнал поступает на первые входы вычитателя 2 и сумматора 3, на вторые входы которых поступает исследуемый сигнал. С выходов вычитателя 2 и сумматора 3 сигналы поступают соответственно на первые входы компараторов 4 и 5, формирующих в моменты времени t и t j. короткие импульсы, запускающие одновибраторы 6 и 7 на время t , достаточное для запоминания суммарного и разностного сигналов, кото- . рое осуществляется при помощи ключей 8 и 9, подключающих на время С выходы сумматора 3 и вычитателя 2 ко входам запоминающих устройств 10 и 11. В зависимости от состояния автоматических переключателей 12 и 13, устанавливаемого при помощи блока 15 управления, первый делитель 14 определяет отношение амплитуд суммарного (разностного) и разностного (суммарного) сигналов. Результат вычисления поступает на функциональный арктангенсный преобразователь (вычис; итель круговых функций) 16. Режимы работы устройства, определяв