Устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала Советский патент 1982 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к устройстBg M для измерения эффективных значений,например среднеквадратичных ний, и может быть использовано,например, для косвенного измерения загрузки электродвигателей, тепловой защиты электродвигателей, а также для измерения среднеквадратичных отклонений контролируемых параметров технологических процессов. Известно устройство для определения среднеквадратичного значения вход ного сигнала, содержащее блок возвел дения в квадрат, первый вход которого соединен с выходом первого ключа, а второй вход - с входом второго ключа, причем выход блока возведения в квадрат соединен со входом усилителя, выход которого подключен ко входу третьего ключа, а выход последнего соединен со входом интегратора, причем цепь из усилителя и третьего ключа шунтируется четвертым ключом, выход интегратора подключен ко входу второго ключа, а на вход первого ключа подается измеряемый сигнал, ключи управляются блоком управления, на вход которого также подается измеряемый сигнал l. Недостатком этого устройства является невозможность измерения среднеквадратичного значения непериодического произвольной формы) входного сигнала. Кроме того, измерение ведется без накопления и среднеквадратичное значение определяется только за период входного сигнала, причем если в первом периоде идет измерение, то во втором - индукция. В системах контроля и автоматического регулирования требуется также измерение :Среднеквадратичного значения сигнала например, тока двигателей } за заданный интервал. Указанное устройство не позволяет выполнить такие измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст393ройство для измерения среднеквадрати чного тока, содержащее датчик измеряемого сигнала, усилитель, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, интегратор, вход которого соединен с выходом бло ка возведения в квадрат, а выход со входом запоминающего элемента, задатчик интервалов измерения напри мер, реле времени ), выход которого соединен со входом интегратора, и блок индикации, вход которого соединен с выходом запоминающего элемента выход которого соединен с входом бло ка извлечения квадратного корня L2j. Недостатком известного устройства является необходимость дополнительны вычислений оператора для получения среднеквадратичного значения тока, а также невозможность непрерывного и мерения среднеквадратичного значения тока. Цель изобретения повышение точности измерения среднеквадратичного значения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнала, содержащее датчик измеряемого сигнапа, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, инте ратор, выход которого соединен со вх дом запоминающего элемента, один выход которогосоединен ,со входом блок извлечения квадратного корня, и таймер, дополнительно введены блок деления и элемент сравнения, причем первый вход элемента сравнения соединен.с выходом блока возведения в квадрат, а второй вход - с другим вы ходом запоминающего элемента, выход элемента сравнения соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход блока деления соединен со входом интегратора. На чертеже ;приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для .измерения среднеквадратичного значения сигнала содержит датчик 1 измеряемого сигнала, блок 2 вазведения в квадрат, вход которого соединен с выходом датчика 1, элемент 3 сравнения, первый выход которого соединен с выходом блока 2 возведения в квадрат, а второй вход с первым выходом запоминающего элемента k, блок 5 деления, первый выХОД которого соединен с выходом элемента 3 сравнения, а второй вход - с выходом таймера 6, выход же блока 5 деления Соединен со входом интегратора 7 выход которого соединен со входом запоминающего элемента k, блок 8 извлечения квадратного корня, вход которого соединен со вторым выходом запоминающего элемента k, а выход является выходом устройства и t может подключаться или на блок индикации, или на печатающее устройство. Устройство работает следующим образом. С датчика 1 измеряемого сигнала сигнал X поступает на вход блока 2 возведения в квадрат, на выходе кото;;; рого образуется сигнал, пропорциональный квадрату измеряемой величины Xj который поступает на первый вход элемента 3 сравнения. С выхода элемента 3 сравнения сигнал, равный разности квадрата измеряемой величины X и сигнала с первого выхода запоминающего элемента k, равного квадрату среднеквадратичного значения Х измеряемой величины, т.е. х2 v2 л СК поступает на первый вход блока 5 деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода таймера 6, пропорциональный времени измерения t. С выхода блока 5 деления сигнал, равныйХ-X-./t поступает на вход интегратора 7 и запоминается в блоке ,со второго выхода запоминающего элемента сигнал поступает на вход бло-° ка 3 извлечения квадратного корня, а на выходе последнего образуется си|- нал, пропорциональный среднеквадратичному значению Х( измеряемой величины. . Технико-экономическим преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно позволяет с большой точностью определять среднеквадратичные значения и отклонения измеряемых величин и, например, в прокатном производстве измерение среднеквадратичных отклонений параметров прокатки металла с большей точностью позволяет улучшить его качество. При измерении среднеквадратичного тока двигателей устройство позволяет с большей точностью определить режимы загрузки электродвигателей, что повышает производительность и срок службы агрегата, например слябинга. формула изобретения Устройство для измерения среднеквадратичного значения сигнал), содержащее датчик измеряемого сигнала, выход которого соединен со входом блока возведения в квадрат, интегратор, выход которого соединен со входом запоминающего элемента, один рыход которого соединен со входом блока извлечения квадратного корня, и таймер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены блок деления и элемент сравнения, причем первый вход элемента соединен с выходой блока возведения в квадрат, а второй вход - с другим выходом запоминающего элемента, выход элемента 56 сравнения соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход блока деления соединен со входом интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Баранов В. К. Линейный преобразователь эффективного значения переменного напряжения с импульсной обратной связью. Электронная техника в автоматике. Сб. статей, вып. 8 М., Советское радио, 1976, с. 228. 2.Волосатов В. Р. и др. Измеритель среднеквадратичного тока на , тических элементах. Управление т.ехнологическим оборудованием. Автоматизация прокатных станов. Сб. статей, Киев, 1972, с. 178.