Способ измерения среднеквадратического значения напряжения сложной формы

(я)5 6 01 й 19/О ЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОР 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(71) Московский энергетический институт(56) ГГ .Т 9781- 85 ГСИ. Вольтметры электроннь:з. Общие технические требования,Методы испытаний,Попов В. С, и Желбаков И. Н. Измерениесреднеквадратического значения напряжения, - М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 105 -107,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использоваИзобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования в цифровых вольтметрах среднеквадратического значения переменного напряжения с встроенной микроЭВМ.Цель изобретения - повышение достоверности измерения.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - пример зависимости относительной погрешности измерения напряжения синусоидальной формы от частоты.Существо способа заключается в следующем.Измеряемое напряжение сложной формы имеет спектр, у которого частоты гармоник лежат в пределах 1,), 1 м. При измерении переменного напряжения наличие каждой но в цифровых вольтметрах со встроенной микроЭВМ. Цель изобретения - повышение достоверности измерения напряжения сложной формы. Способ заключается в последовательном масштабировании, преобразовании средне квадратического значения переменного напряжения в напряжение постоянного тока и аналого-цифровом преобразовании, Пропускание промасштабированного измеряемого напряжения через перестраиваемый фильтр низких частот и проведение измерения в Й тактов, причем в каждОм такте фильтр настраивают на соответствующую частоту среза 1 ь где 1=1,2,Й, и последующий расчет обеспечивают оценку предела допускаемой погрешности измерения напряжения слож- щ ной формы в каждом иэ поддиапаэонов частот 11 - б. 2 ил.)-и гармоники вносит свою погрешность д, В при)ципе, зная спектральный состав измеряемого напряжения и погрешности д 1, можно рассчитать погрешность измерения 0 напряжения сложной формы. Однако число О гармоник велико, Поэтому в данном способе Ос поступают следующим образом. Рабочий а диапазон частотлюбого вольтмегра средне- квадратического значения всегда разбит на несколько поддиапазонов, в каждом из которых нормируется максимальная погрешность д 1 измерения напряжения синусоидальной формы. Оценив в процессе измерения мощность спектра входного напряжения в каждом из упомянутых поддиапазонов астот и используя известные нормированные значения погрешности д каждого поддиапазона, оценивают предел(3) где по ОТак как значение(пн+1), п, т значение о мерения на мы, частот Т (фиг. 2),д макд 1 прио есть мактносителпряжениякоторого имальное возможное лежащих в-дределахсимальное возможноеной погрешности иэсинусоидально лежит в предел й форах бато где С-сум ентмасшта пропусканратическог жения в н аналого-ци и 1=Ы 1 о,) является ости иэмесобой ма-.кыражен ничная часжения;начение)-йения;ость измезований ат 1 аналого- оминаемый являюще О напряжения сл Результат ческого значе мы и предел измерения ин 5 ном блоке 6.ся погрешностьюожной формы.измерения средния напряжения слодопускаемой поицируют в цифров мерения еквадратижной форгреш ности ом отсчетдопускае- реднеквадя сложной дятся в дими Ьо, Ь, ыражению допускаемой погрешности измерения напряжения сложной формы.Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные масштабный преобразователь 1, перестраиваемый фильтр 2 низкой частоты (ФНЧ), преобразователь 3 среднеквадратического значения переменного напряжения в напряжение постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь 4, микроЭ ВМ 5, цифровой отсчетный блок 6. Второй выход микроЭВМ 5 подключен к входу управления ФНЧ 2.Способ осуществляется следующим образом.МикроЭВМ 5 устанавливает частоту среза (границу полосы пропускания) ФНЧ 2 т 1. Входное напряжение 08 масштабируют в преобразователе 1, фильтруют в ФНЧ 2, преобразуют по уровню среднеквадратического значения в напряжение постоянного ток в преобразователе 3, осуществляют аналого-цифровое преобразование в преобразователе 4. Результат А 1 аналого-цифрового преобразования, запоминаемый в микроЭВМ 5, равен арный номинальный коэффициирования, фильтрации в полосе , преобразования среднеквадзначения переменного напряпряжение постоянного тока и рового преобразования: где 10 - допускаемая нижняя гра тота спектра измеряемого напр01 - среднеквадратическое з гармоники измеряемого напряжд - относительная погреш рения )-й гармоники.Все последующие й - 1 прео выполняют аналогично. Реэульт цифрового преобразования, зап в микроЭВМ 5, равен где и"1 Ло.Искомое значение предела мой погрешности измерения с ратического значения напряжен формы, гармоники которого нахо апаэоне, ограниченном частот рассчитывают в микроЭВМ 5 по в где Ао=О;А - предел допускаемой относительной погрешности измерения напряжения синусоидальной формы с частотой, лежащей в диапазоне б, б;Ь - допускаемая верхняя граничная частота спектра измеряемого напряжения. Подставив (1) в (2), пренебрегая членами второго порядка малости, получаем оо )1)=( - 1+1) Таким образом, выра;кение пределом допускаемой погреш рения, так как оно представляе симальное возможное значение Формула изобретенияСпособ измерения среднеквадратиго значения напряжения сложной фоЗаказ 2519 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 мы, заключающийся в последовательном масштабировании, преобразовании средне- квадратического значения переменного напряжения в напряжение постоянного тока и аналого-цифровом преобразовании, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения, промасштабированное измеряемое напряжение предварительно фильтруют в области низких частот и производят й тактов измерения, в каждом 1-м такте частоту среза фильтрации устанавливают равной бь запоминают результаты аналого-цифрового преобразования А и рассчитывают предел д допускаемой погрешности измерения среднеквадратического значения напряжения сложной фор. мы согласно выражению1дп = - Х (д 1 -д 1 - , ) АА =где Ао=0;д - предел допускаемой относительной погрешности измерения напряжения синусоидальной формы с частотой, лежащей в диапазоне 1 н, ц;1 о, Ь - допускаемые нижняя и верхняя граничные частоты спектра переменного напряжения,