(54) АНАЛИЗАТОР КОЛЕБАНГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использо вано при контроле изменения напряжени электрической сети. Известно устройство для выделения приращений напряжения на участках с большими значениями производной, содержащее дифферендирующий элемент, инвертор, сумматор, схему формирования модуля, пороговую схему, схему НЕ, входные и выходные ключи, а также диоды и конденсаторы l . Недостатком устройства является низкая точность измерения приращений напряжения.i Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является аналого-цифровой моделирующий анализатор графиков, содержащий входной согласующий контур, блок выделения колебаний напряжения и амплитудный селектор, к выходам которого подключены регистрирующие счетчики 2. Недостатком анализатора является погрешность измерения, определяемая неидеальностью характеристик разделительных днодов и ключевых элементов схемы блока выделения колебаний напряжения, а также токами утечки накопительных: конденсаторов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем-, что в анализатор колебаний напряжения, содержащий дифференцирующий элемент, устройство формирования модуля, управляющее пороговое устройство, измерительные пороговые устройства с различными уровнями срабатывания, элементы И, регистрирующие счетчики, в котором входная клемма через дифференцирующий элемент и устройство формирования модуля соединена с управляклцим пороговым устройством,а выходы элементов И соединены с регистрирующими счетчиками, дополнительно введены элемент ИЛИ-И, распределитель импульсов, элемент за3держки триггер нулевого канала, причем входная клемма анализатора колеба ний напряжения соединена со входами измерительных пороговых устройств с различными уровнями срабатывания, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ-И, выход которого соединен через распределитель импульсов с одним из входов элементов И, другие входы которых соединены между собой, с инверсным выходом управляющего порогового устройства и через элемент задержки - со входом установки нуля распределителя импульсов, а также с первым входом триггера нулевого канала, прямой выход управляющего порогового устройства соединен со статическим входом элемента ИЛИ-И, со вторым входом триггера нулевого канала, третий вход которого соединен со входом элемента И первого канала, а выход триггера нулевого канала соединен со входом элемента И нулевого канала. На фиг. представлена блок-схема анализатора колебаний напряжения; на фиг, 2 - график изменения исследуемого напряжения в функции от времени. Анализатор колебаний напряжения содержит дифференцирующий элемент 1, устройство 2 формирования модуля, управляющее пороговое устройство 3, измерительные пороговые устройства 4-13 с различными уровнями срабатывсчния, элемент ИЛИ-И 14, распределитель 15 импульсов, элемент 16 задержки, триггер 7 нулевого канала,элементы И 18-28 р%гистр грующие счетчики . Анализатор работает следующим образом. В исходном положении распределител 15 импульсов находится в нулевом состоянии (напряжение на его выходах равно нулю), триггер 17 на прямом вы ходе имеет логический О, а на. инверсном - логическую 1. Поступающее на вход анализатора напряжение приводит к срабатыванию соответствующих измерительных пороговых, устройств 4-13, Кроме.того входное напряжение дифференцируется, элементом 1, напряжение с выхода которого, пропорциональное первой производной входного напряжения Uщ, по дается на вход управляющего порогово го устройства 3, Напряжение прямого выхода управля ющего порогового устройства 3 являет ся стробирующим для элемента ИЖ-И 5 14, а напряжение инверсного выхода -стробирующим для элементов И 18-28. Па интервалах, где значение производной Up меньше критического (точки 1, 9, 10, 17, фиг, 2) элемент ШШ-И 14 закрыт для выходных импульсов напряжения измерительных пороговых устройств 4-13, в результате чего состояние распределителя импульсов 15 не изменяется. При превышении производной исследуемого напряжения заданного критического значения (момент t , фиг..2) срабатывает управляющее пороговое устройство 3, выходное напряжение которого опрокидывает в единичное состояние триггер 17 и подается на статический вход элемента ИЛИ-И 14, приводя его в открытое состояние. После момента времени t (точка 2, фиг, 2) срабатывает измерительное пороговое устройство 5, напряжение с которого поступает на входэлемента ИЛИ-И 14, в результате чего на вход распределителя 15 импульсов подается единичный импульс, а на его первом выходе появляется напряжение, приложенное ко входу элемента И 19 первого канала. Однако ко второму входу элемента И 19 с выхода управляющего порогового устройства приложено нулевое напряжение, поэтому на счетчик импульс не пропускается. Кроме того, напряжение, появившееся на выходе первого канала, опрокидывает, в исходное нулевое состояние триггер 17. Затем срабатывает пороговое устройство 6 (точка 3, фиг. 2), поступающий с ее выхода через элемент ИЛИ-И 14, импульс вновь приводит к изменению состояния распределителя 15 импульсов появляется напряжение на втором выходе распределителя импульсов. На временном интервале t -t на вход распределителя импульсов поступает 7 (семь) импульсов и управляющее напряжение появляется на седьмом выходе распределителя 15 импульсов. В момент времени t 2 производная входного напряжения и,;; меньше критического значения, пороговое устройство 3 закрывается, запирая элемент ИЛИ-И 14, ас инверсного выхода порогового устройства 3 на входы элементов И 18-28 подается стробирующее напряжение, в результате чего на вход счетчика 36 седьмого канала поступает импульс напряжения. Напряжением с выхода элемента 16 задержки распределштепь 15 импульсов и
триггер 17 возвращаются в исходное (нулевое) состояние. Длительность временной задержки t -,. выбирается достаточной для срабатывания регистрирующих счетчиков 29-39,
При снижении контролируемого напряжения и увеличении при этом модуля производной (U0)) до критического значения (момент времени t-j, фиг. 2) срабатывает пороговое устройство 3, с выхода которого стробирующее напряжение поступает на вход элемента ИЛИ-И 14. Снижение входного напряжения до величины срабатывания восьмого канала приводит к закрыванию порогового устройства 10 (точка 11, фиг. 2) напряжение с выхода которого, поступая на вход элемента ИЛИ-И 14, переводит распределитель 15 импульсов в состояние, когда управляющее напряжение появляется на выходе его первого канала. При дальнейшем снижении напряжения Ugx закрывается пороговое устройство 9 (точка 12, фиг. 2) и управляющее напряжение появ ляется на выходе второго канала.
На интервале на вход распределителя ,15 импульсов поступает шесть импульсов - управляющее напряжение появляется на выходе-шестого канала распределителя 15 импульсов. При появлении стробирующего напряжения (в мо;мент времени Ы с инверсного выхода порогового устройства 3 срабатывает регистрирующий счетчик шестого канала.
Количество импульсов,поступивших на вход распределителя импульсов 15 в течение колебания входного напряжения, пропорционально величине этого колебания.
Счетчик каждого канала анализатора производит подсчет колебаний напряжения определенной величины, соответствующей номеру канала, что позволяет контролировать качество напряжения электрической сети.
Предпагаемый анализатор по сравнению с известным устройством при большей точности измерения в связи с заменой аналогового блока вьщеления колебаний напряжения цифровым устройством преобразования входного сигнала позволяет также получить более высокую надежность.
Формула изобретения
Анализатор колебаний напряжения, содержаш 1й дифференцирующий элемент, устройство формирования модуля, управляющее пороговое устройство, измерительные пороговые устройства с различными уровнями срабатывания, элементы И, регистрирующие счетчики, в котором входная клемма через дифференцируюший элемент и устройство формирова ния модуля соединена с управляющим пороговым устройством,, а выходы элементов И соединены с регистрирующими счетчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены элемент ИЛИ-И, распределитель импульсов, элемент задержки, триггер нулевого канала, причем входная клемма анализатора колебаний напряжения соединена со входами измерительных пороговых устройств с различными уровнями срабатывания, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ-И, выход которого соединен через распределитель импульсов с одним из входов элементов И, другие входы которых соединены между собой, с инверсным выходом управляющего порогового устройства и через элемент задержки - со входом установки нуля распределителя импульсов, а также с первым входом триггера, нулевого канала, прямой вы,ход управляющего порогового устройства соединен со статическим входом элемента ИЛИ-И, со вторым входом триг.гера нулевого канала, третий вход которого соединен со входом элемента И первого канала, а выход триггера нулевого канала соединен со входом элемента И нулевого канала.
Источники информации, принятые во внимание при .экспер-тзе
Труды НИИ, т. 286. Сер. Электротехника, Новочеркасск, 1973, с. 82-89 (прототип).
