Способ измерения величины отклонения переменного напряжения или тока Советский патент 1981 года по МПК G01R19/145 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известен способ измерения вели-чины отклонения переменного напряжения или тока, согласно которому измеряемый сигнал преобразуют в два сигнала одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на .±90° , возводят их в квадрат, суммируют и формируют первую разность между этой суммой и образцовой величиной til.

Недостатком известного спрсоба является невысокая точность измерения величины отклонения переменного напряжения или тока, которая ухудшается при увеличении относительней величины отклонения, так как выходная величина устройства при реализа1 ии способа содержит как составляющую, пропорциональную отклонению измеряемой величины, так и составляющую, ,пропорциоиальную квадрату отклонения.

Второй составляющей можно пренебречь только при малой относительной величине отклонения.

Цель изобретения - повышение точности измерения величины отклонения переменного напряжения или тока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения величины отклонения переменного напряжения или тока, основанной на преобразовании измеряемого сигнала в два сигнала одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на ±90°,формировании сигнала, равного квадрату амплитудного значения, и первого отклонения полученного

10 сигнала от образцовой величины, дополнительно формируют второе отклонение, равное квадрату отклонения амплитудного значения от значения корня квадратного из образцовой ве15личины, и третье отклонение, равное отклонению первого от второго.

Согласно заданному способу вают квадрат амплитуды и( + + u.Uyy, )измеряемого сигнала с образ-:

20,цовым источником, величина напряжения которого Up выбрана равной квадрату амплитуды U сигнала установленного значения, затем формируют квадрат разности между величиной амплитуды измеряемого сигнала

и + uUw

и значением величины квадратного корня из величины напряжения образцового источника ifUo и определяют величи30 НУ lU, равную отклонению амплитуды переменного напряжения от установленного значения. )- VLrouU. Таким образом, выходная йеличины пропорциональна отклонению измеряемой величины. При умножении t U на величину, об ратную коэффициенту пропорциональнос ти, получаем - .е. выходная величина равна отклонению измеряемой величины от установленног значения U. На чертеже изображена принципиаль ная схема устройства для реализации предложенного способа. Устройство содержит трансформаторы 1 и 2, выпрямительные диоды 3 и 4,два квадратора 5 и 6 .операционны усилители 7-11,третий квадратор 12, блоки извлечения квадратного корня 1 14,блок формирования 13,14,блок формирования отношения напряжений 15., вы ходную клемму 16.Первичная обмотка трансформатора 2 соединена со средне точкой первичной обмотки трансформат ра 1.Средние выводы вторичных обмото трансформаторов 1 и 2 заземлены, а крайние выводы каждой из вторичных обмоток подключены к катодам выпрямительных диодов 3 и 4 соответственно. Общая точка анодов диодов 3 подключена к квадратору 5, а общая точка анодов диодов 4 - к квадратору 6, выходы квадраторов 5 и 6 подключе ны к одному входу операционного усилителя 8, выход которого подключен к одному из входов операционного усилителя 7, ко второму входу которо го подключена клемма источника образ цового напряжения 17 (Uo). Выход операционного усилителя 8 через блок извлечения квадратного корня 14 подключен к одному входу операционного усилителя 9, ко второму входу которого через блок 13 извлечения квадратного корйя подключена клемма источника образцового напряжения 17 (Up). Выход усилителя 9 через квадратрр 12 подключен к одному входу операционного усилителя 10, ко второму входу которого подключен выход усилителя 7, Выход усилителя 10 подключен к входу 18 блока 15 формирования отношения, к входу 19 которого под|слючен через операционный усилитель .11 выход блока 13 извлечения корня. Выходная клемма 16 блока формирования отношения 15 является выхо дом устройства. Измеряемое напряжение подают на первичные обмотки трансформаторов 1 и 2, с вторичных об1«эт которых сни мают напряжения одинаковой амплитуды и разных знаков, сдвинутые по фазе на +90°. Для получения сдвига 90° первичная обмотка одного из трансформаторов соединена со средней точкой первичной обмотки другого. Напряжения одного знака поступают на квадраторы 5 и б на входе операционного усилителя 8, выходной сигнал которого п порционален квадрату амплитуды и,7ц измеряемого сигнала. Напряжение на выходе операционного усилителя 7 пропорционально разности между суммой токов квадраторов 5 и 6 и током смещения, задаваемым источником 17 (Uo) образцового напряжения. Напряжение на выходе операционного усилителя 9 пропорционально разности между величиной квадратного корня из напряжения и , пропорционального сумме токов квадраторов 5 и 6, и величи-. ной, пропорциональной квадратному корню из напряжения образцового источника UQ . Напряжение на выходе операционного усилителя 10 пропорционально разности между величинами выходных напряжений усилителя 7 и квадратора 12 и поступает на вход 18 (делимое) блока 15, на вход 19 (делитель) которого поступает напряжение с выхода операционного усилителя 11 с коэффициентом передачи, равным 2. Данный способ позволяет повысить точность измерения величины отклонения переменного напряжения или тока от установленного значения, что при проведении виброиспытаний объектов повышает точность формирования заданного силового воздействия на испытуемое изделие. Это дает наиболее достоверную информацию для оценки вибронадежности испытываемых изделий. Формула изобретения Способ измерения величины отклонения переменного напряжения или тока, основанный на преобразовании измеряемого сигнала в два сигнала одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на ±90° , формировании сигнала, равного квадрату амплитудного значения, и первого отклонения полученного сигнала от образцовой величины, от л ичающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно формируют второе отклонение, равное квадрату отклонения амплитудного значения от значения корня квадратного из образцовой величины, и третье отклонение, равное отклонению первого от второго. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 3755, кл. G 01 R 19/16, 1971. o- l -MIt-, 1 .Jli -Й