Устройство для измерения амплитуды переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и преонааначено апя использования при контроле переменного напряжения в условиях воэцействия значительных импульсных помех.

Известно устройство аля измерения амплитуцы переменного напряжения, соаержащее последовательно соеоиненные пороговый блок, жцущий мультивибратор, инвертор и блок совпацения, а также блок зацержки, включенный межцу выходом порогового блока и оаним из вхоцов 6noifa совпааения

Недостаток известного устройства заключается в существенной частотной погрешности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство Для измерения ампли- туцы переменного напряжения, содержащее пиковые детекторы, установленные в каналах измерения обеих полярностей и подключенные к блоку регистрации, а также усилители постоянного тока, одни выходы которых соединены с общим входом yci

ройства, а другие - с выходами соответ ствуиидих пиковых детекторов , 2 .

Недостаток указанного устройства связан с низкой помехоустойчивостью при из- мерени5к на фоне импкльсных помех. Это проявляется в том, что при наличии последних последних известное устройство осуществляет фактически измерение пиковых значений помех, а не амплитуды кон тролируемого напряжения.

10

Цель изобретения -. повышение устойчивости измерительного устройства к импульсным помехам.

Поставленная цель достигается тем, в устройство для измерения амплитуды

ts переменного напряжения, содержащее пиковые детекторы, установленные в канапах измерения обеих полярностей, и блок регистрации, введены ова управляемых ограничителя напряжения и два амплитудных

30 дискриминатора, причем в каждом канале измерения сигнальный вход ограничителя напряжения соединен с общим входом уст ройства, а выход - со входом пикового

аетектора, вхоа амплитупного аискриминатфа подключен к выхос у пикового аегектора, а выход - ко входу блока регистрации и управляющему вкоау ограничителя напряжения, расположенного в канале измерения противоположной поляркости.

На фиг. I прецсгавлена (}ункциональная схема гтрецлагаемого. устройства аля измерения амплитуаы переменного напряжения; на фиг. 2 - проходные характеристики используемых в устройстве амплитуоных оискриминаторов; на фиг. 3 аналогичные характеристики оля ввеценны в каналы измерения управляемых ограничителей напряжения; на фиг. 4 - временные диаграммы сигналов на общем входе устройства и на выхоае одного из каналов измерения при включении устройства и в условиях возпействия импу/й.сной помехи.

В состав устроЙЬтва вхоцят управляемые ограничители I и 2 напряжения (фиг. I), пикоБЫ® цетекторы 3 и 4, амплитудные пискриминагоры 5 и 6 н блок 7 регистрации. Из препставленной функциональной схемы видно, что в устройстве реализованы два канала измерения, в которьк осуществляется разаельное пиковое цетектирование, соответственно, положительньк я отрицательных значений переменного напряженияи.

Анализ фиг. 2 показывает, что нижние преаелы выхооных напряженийO.U амплитудных анскриминаторов 5 и 6 одинаковы и составляют U(j ВеличйкаОрхарактеризует зону нечувствительносги амплитупных шскриминаторов 5 и 6, котора необходима аля осуществления начального запуска устройства, когда пкковьте цетекторы 3 и 4 разряжены и их выхопиые напряжения Оа 4 на нулевом уровне. Численное значение Ц,выбирается значительно меньше ожидаемой амплитуды и у УУ, контролируемого напряжения. Коэффициенты гюредачи К на линейной части переходных характеристик амплитуаных аискриминаторов 5 и 6 несколько превыщают еоиничные значенвя.

Из характеристик, показанных на фиг. 3, следует, что для ограничителей 1 и 2 напряжения могут устанавливаться различные пороги ограничения. Коэф4ициенты переаачи обоих ограничителей равны единице, т.е. выходные напряжения Ол . Ui прямо пропорциональны

В процессе работы устройства каждый из каналов измерения с помощью осевого амплитудного цискриминатора зааает соседнему каналу порог ограничения. При

этом, если напряжение канала (h ( 0 ) превышает выхопное напряжение пикового детектора соседнего канала tl( Оа) более чем в К раз, то оно ограничивает ся по уровню и R ( U К ) с помощью установленного в данном канале управляемого ограничителя I (2) напряжения. Предположим, что пиковые детекторы 3 и 4 разряжены и контролируемое нап ряжение U0X на вход устройства, начиная с положительной пo;vвo; ны. Допустим, что коэффициент передачи амплитудных аискриминаторов 5 и 6 составляет К 1,2. В этом случае на выхоае ограничигеля 2 напряжения напряжение отсутствует, пиковый аетекгор 4 разряжен, а порого ограничения ограничителя I напряжения соответс -вует +UQ.3a время действия положительной попуволны пиковый детектор 3 заряжается ао напряжения UQ . в результате к моменту tipiocoца отрицательной полуволны порог ограничения ограничителя 2 напряжения соответствует примерно - l,2Uo. За время действия отрицательной полуволны тисовый детектор 4 заряжается ао ва{фш ви11я 1,2 UQ, в результате к моменту ярвхоаа следующей положительной гюпувоаны порог ограничения ограничителя 1 йапряжв ния соответствует l,44UoH т. а. ограничения обоих ограничителей аапряжения возрастают по закону, близкому к параболическому, ао тех пор, пока не превысят амплитуоуи контролируемого напряжения.

Продесс включения устройства отображен на фиг. 4 а, б, где на верхней ова рамме в функккк времени показано кои тролируемое напряжение Uo«(-fc ) с ампли туаойив5(, периодом Т , а на нижней диаграмме - напряжение U,( -t ) на вьосоое пикового аетектора 3. На этих же оиаграмах проиллюстрировано воздействие имг пьсной (в момент времени fc )и вызываемый еюоткляк устройства. Из диаграмм виано, что на прнхоп импульсной помехи, значительно превышающей Ом wi; устройство откликается скачком напря- женияй Уз, величина которого равна

т/гг

Из фивеценного вьфажения слеаует, что погрешность, вносимая импульсной помехе в результат измерения, не зависит от пиксжого значения помехи и определяется только выбранным коэффициентом переаачи К амплитудных дискриминаторе 5 н 6. Уменьшение К приводит к

снижению относительной погрешности измерения. Оциако Оля такого умеиьшения существует предел, обусповлеиный накопительной емкости пикового аетектора. Для успешной работы устройства необхооимо выполнение условия

UrUBx.(

гае t - постоянная времени раэряоа паковых оетекторов 3 н 4.

Из формулы (2) слецует, что тфи построении устройства cnstyer обеспечить

4,,

Полгасительиый эффект от сняжениа отвосятеяьвов погрешности нзмерениа. вызываемой вмяульсвой помехой, ощ) некоторое возраст виие олатель-веотв пер юоных прсщессов в устройопю вря сЕвчкоо азном увеличенвя амоявгуоы ко8трояи|19гемого напряженияUm

Формула изобретения

Устройство ОЛЯ измерения амплитуды переменного напряжения, соаержашее пиковые аетекторы, установленные в канолах измерения обеих полярностей, и блок регистрацин, отличающееся тем, что, с целью повышения ycтoйчt вости к импульсным помехам, в него егвеаены ова управляемых ограничителя

напряжения и ова амплнтуоных tmcKpHMtfнатора, причем в кажоом канале измерения сигнальный вхоа ограничителя напряжения соеоинен с общим вхоаом устройства а выхоа - со вхоаом пикового оетект(а, вхо амплитуоного ояскриминвторв пооключея к выхооу пикового аетектора, а выхоа - ко вхоцу блока регистрации и управляющему BXOIV ограничителя напряжёяиа, расположенного в канале иэмер0 1я 1ФОТИВОПОЛОЖНОЙ полярности.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе 1. Автфсков свиаетельство СССР 1 444119, кл. GOI R 19/04, I9f3.

2. Авторское свиаетельство СССР 6 58О513, кп. 601R 19/04, 1971 (прототип).

(

.2

X

/

/

/

/

Vh

Фыг.$