Устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R19/02 

() УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле напряжения произвольной.формы (с различными функциями распределения вероятностей мгновенных значений). Известно устройство для изменения среднёквадратического значения переменного напряжения, содержащее подклю ченный к источнику контролируемого напряжения, детектор среднёквадратичес кого значения, выход которого соединен с вольтметром постоянного Недостаток известного устройства, градуируемого при синусоидальной форме входного сигнала, заключается в низкой точности измерения в условиях отклонения формы контролируемого напряжения от синусоида. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения среднёквадратического значения пере- менного напряжения, содержащее подключенный к источнику контролируемого, напряжения .детектор среднёквадратического значения, выход которого через делитель напряжения соединен с вольтметром постоянного тока, зашунтированным конденсатором 2. В указанномустройстве при выборе соотношения плеч делителя напряжения с учетом заданной формы контролируемого напряжения обеспечивается соответствие выходного сигнала среднеквадратическому значению напряжения на входе устройства для ряда функций распределения входного сигнала. Однако фиксированное соотношение плеч делителя все же ограничивает область возможных функций распределения. При широких вариациях формы напряжения на входе устройства погрешность измерения его среднёквадратического значения оказывается весьма ощутимой. Цель изобретения - повышение точности измерительного устройства при контроле напряжения произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения, содержащее подключенный к источнику контролируемого напряжения детектор среднеквадратического значения, выход которого через основной делитель напряжения соединен с вольтметром постоянного тока, зашунтированным конденсатором, введены детекторы пикового и средневып эямительного значений, два дополнительных делителя напряжения, компаратор и фильтр нижних частот, , основной и один из дополнительных делителей напряжения выполнены управляемыми, входы детекторов пикового и средневыпрямленного значений подключены к выходу источника контролируемого напряжения, а их выходы через дополнител1 ные делители напряжения - ко входам компаратора, вход фильтра нижних частот соединен с выходом компаратора, а выход - со входами управления управляемых делителей напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения. В устройство входят детектор пикового значения 1, делитель напряжения 2, компаратор 3, детектор средневыпрямленного значения k, управляемый делитель напряжения 5, фильтр нижних частот 6, детектор среднеквадратическрго значения 7, управляемый делитель напряжения 8, конденсатор 9, вольтметр постоянного тока 10. На схеме показан также источник контролируемого напряжения 11.

Работа устройства происходит следующим образом.

При выработанном соотношении плеч дея 1теля напряжения 8 выходное напряжение устройства UQ соответствует среднеквадратическому значению контролируемого напряжения Ug лишь для определенного ряда функций распределения входного сигнала. В случае значительного изменения формы контролируемого напряжения величины UQ уже не соответствует искомому среднеквадратичесКому значению Ug,j. Погрешност измерения можно исключить, изменяя соотношение плеч делителя напряжения 8.

Оценка формы входного сигнала производится путем сравнения его пиковоГО и средневыпрямленного значений, выделяемых детекторами 1 и 4. Сравнение указанных значений осуществляется в компараторе 3- Предварительно

с помощью делителей напряжения 2 и 5 на обоих входах компаратора 3 для заданной формьг входного сигнала (например синусоидальной) устанавливают ся равные напряжения. При этом на .

выходе компаратора 3 среднее значение напряжения оказываетсй равным нулю. Режим делителя напряжения 8 подбирается таким образом, чтобы выходное напряжение устройства соответствовало среднеквадратическому значению .Ujj, При отклонении формы входного сигнала от заданной на выходе компаратора 3 появляются импульсы, среднее значение и полярность которых определяет, управляющее напряжение на выходе фильтра нижних частот 6. Это напряжение воздействует на вход управлейия делителя напряжения 5 до тех пор, пока разность напряжений на входах компаратора 3 не окажется на нулевом уровне. Одновременно это управляющее напряжение, действуя на управляемый делитель напряжения 8,. изменяет напряжение на его выходе Ug до соответствия новому среднеквадратическому значению контролируемого напряжения UftxПри наличии идеального компаратора 3 в котором знак выходного напряжения определяется только знаком разности напряжений на его входах, напрджение управления делителями 5 и 8 не зависит от уровня входного сигнала, а определяется только соотношением между его средневыпрямпенным и пиковым значениями, т.е. зависит от формы контролируемого напряжения. Всвязи с этим создаются предпосылки для обеспечения высокой точности измерения среднеквадратического значения контролируемого напряжения при любой его форме.

Формула изобретения

Устройство для измерения среднеквадратического значения переменного напряжения, содержащее подключенный к источнику контролируемого напряжения детектор среднеквадратического значения, выход которого через основной делитель напряжения соединен с вольтметром постоянного тока.