Устройство для измерения коэффициента амплитуды Советский патент 1982 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к измерител ной технике и может использовано для автоматического контроля показателей качества электроэнергии в сетях переменного тока. Известен измеритель коэффициента амплитуды, определяющий коэффициент амплитуды кривой напряжения, кото1«й состоит из в содного потенциометричёского делителя с вольтметром, изме рительного органа на туннельном диоде, термо-компенсированного кремниевого стабилизатора, транзисторного усилителя и индикатора срабатывания Недостатком данного устройства . являются низкая точность, обусловленая применением аналогового вольтмет ра и индикаторной лампочки, низкое быстродействие, присущее аналоговым приборам, и отсутствие автоматизации контроля измерений амплитуды. Наиболее близким к предлагаемому является измеритель коэффициента гармоник, срдержащий формирователь, умножитель частоты, ключ, аналогоцифровой преобразователь, квадратор сумматор, блок переноса, блок извлечения корня и измеритель отношения кодов, а-также две одинаковые цепи, каждая из которых содержит последовз тельно соединенные задатчик ортогональной функции, множительный блок, счетчик и блок переноса 2. Недостаткагди известного устройства являются сложность схемной реализации и низкое быстродействие, а также сложность.определения мощности суммы стараих гармоник входного сигнала (определение данной суммы гармоник производится за три периода исследуемого сигнала). Кроме того, известное устройство . имеет узкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием измерег ния расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия измерения коэффициента амплитуды. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействияизмерения коэффициента амплитуды. Указанная цель достигается тем, что в устройство,, содержа11(ее блок переноса, счетчик и последовательно соединенные формирователь, умножитель частоты, ключ, аналого-цифровой преобразователь, квадратор, второй счетчик, измеритель отношения кодов и блок извлечения корня, блок индикации, введен элемент сравнения, причем вторые выходи обоих счетчиков соединены с входами элемента сравнения, выход которого соединен с блоком переноса, третий выход второго счетчика через блок переноса и первый счетчик соединен с вторым входом измерителя отношения кодов, а входной зажим устройства соединен с вторым входом аналого-цифрового преобра зователя. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит формирователь 1, умножитель 2 частоты, электронный ключ 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, квадратор 5, сзчетчи ки б, измеритель 7 отношения кодов, блок 8 переноса, элемент 9 сравнени кодов, счетчик 10, блок И извлечения квадратного корня, блок 12 индикации. Устройство содержит также блок 13 автоматического управления. Цепи, по которым передаются-управля ющие импульсы, на чертеже не показа ны. Устройство работает следуюсшм об разом. Исследуемое напряжение Ux поступ ет на формирователь 1 и АЦП 4. Выходные импульсы формирователя подаются через умножитель 2 частоты на электронный ключ 3, который выделяет один период исследуемого напряже ния. За это время TQ с выхода умножителя 2 частоты на входы АЦП 4 прихо дит п импульсов (п - коэффициент ум ножения цифрового умножителя). Эти импульсы запускают преобразователь моменты времени А;), где 1 1, 2..., п. Коды мгновен.ных значени напряжения исследуемого сигнала с выхода АЦП 4 поступают на квадратор 5 и после возведения в квадрат суммируются в счетчике-сумматоре 6. Одновременно с этим первый код, зафиксированный в счетчике 6, пере носится с помощью блока 8 переноса кода в счетчик 10, откуда поступает на первый вход элемента 9 сравнения кодов. Каждый последующий код посту пает на второй вход элемента 9 срав нения и в блок 8 переноса кода. В элементе 9 сравнения происходит срав нение кодов. Если новый код больше зафиксированного в счетчике 10, то он с помощью блока 8 переноса кодов вводится в счетчик 10, где фиксируется вместо предыдущего значения кода . Таким образом, в элементе 9 сравнения производится сравнение всех поступающих кодов с наибольшим из предыдущих кодов. За период исследуемого сигнала TQ ,в- счетчике 10 зафик сируется код квадратора максимальног зцачения исследуемого напряжения и( d) , который поступает на регистр измерителя 7 отношения кодов. За этот же период в счетчике-cy ФIaтope б зафиксируется код, пропорциональный квадрату действующего значения исследуемого сигнала 11 )3 L4|/Vo.И) который поступает на второй регистр измерителя 7 отношения кодов. После деления кодов и извлечения квадратного корня в блоке 11 блок индикации 12 фиксирует значение коэффициента амплитуды Urn (ol4) in f, iau(d,) Таким образом, предлагаемое устройство отличается простотой схемной реализации, высокой точностью и быстродействием и может быть использовано для автоматического контроля показа- телей качества электроэнергии в сетях переменного тока. Измеритель позволяет выделить максимальный код, пропорциональный амплитудному значению исследуемого напряжения и за время одного периода сигнала независимо от его формы. Кроме того, точность предлагаемого устройства определяется числом и точностью преобразования исследуемого напряжения в последовательности цифровых кодов и может быть получена не менее 0,01%. Время измерения коэффициента амплитуды равно периоду исследуемого напряжения. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента амплитуды, содержащее блок переноса, счетчик и последовательно соединенные формирователь, умножитель частоты, ключ, аналого-цифровой преобразователь, квадратор, второй счетчик, измеритель отношения кодов, блок извлечения корня и блок индикации, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введен элемент сравнения,- причем вторые выходы обоих счетчиков соединены с входами элемента сравнения, выход которого соединен с блоком переноса, третий выход второго счетчика через блок переноса и первый счетчик соединен с вторым входом измерителя отношения кодов, а входной зажим устройства соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз.

,1. Баркан Я.Д,, Маркушевич Н.С. Два прибора для определения показателей качества электроэнергии. Рига, Энергетика, 1970, вьш. 8 с.113-118.

2. Авторское свидетельство СССР и 564606,кл.С 01 «23/20,1974 (прототип).