Способ измерения среднеквадратического значения напряжения

(9 В 19/02 ит о Фо ком,шение точно- постоянной схема а, второй, 4 входы О С Вхо- источниВЫХОДОМ ряжения 1,2,3 и 4 следовабраСоб ОСущЕСтвляЮ м,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Кишиневский политехнический институт им. С,Лазо(53) 621.317.322(088,8)56) Волгин Л,И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное, М.: Советское радио, 1977, с, 112,Авторское свидетельство СССРМ 1075175, кл, 6 01 й 19/02, 1981,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах напряженияпроизвольной формы. Цель изобретения - . зобретение относится к электроизмеьной технике и может быть использовавольтметрах напряжения произвольной ы со встроенным вычислительным блоЦель изобретения - повысти измерения напряжения ссоставляющей,На чертеже представлена блоустройства для реализации способУстройство содержит первый,третий и четвертый ключи 1,2,3 икоторых соединены соответственндом устройства, с выходом первогока 5 опорного напряжения, свторого источника 6 опорного напи с общей шиной, выходы ключейобьединены и соединены через по повышение точности измерения напряжения с постоянной составляющей. Согласно способу последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют опорное напряжение 00, измеряемое и нулевое напряжения и по полученным резутатам вычисляют среднеквадратическое значениеПредварительное суммирование упомянутых квадрируемых напряжений с корректирующим напряжением О, которое формируют в несколько тактов, в каждом из которых регулируют О, последовательно масштабируют, суммируют с О и квадрируют опорные напряжения Оо и -00, а заканчивают формирование 0 при установлении равенства результатов квадрирования, устраняют линейное "пролезание" квадрируемых сигналов. 1 ил. тельно включенные масштабирующ 7, квадратор 8, усредняющий блок ключ 10, блок 11 преобразования, тельный блок 12 с входом отсчетно 13. Выход блока 12 соединен также отсчетного блока 14 управления, второй и третий выходы которого ны соответственно с управляющим ми ключей 1,2,3 и 4 с управляющим источника 15 корректирующего нап и с управляющими входами пятого го ключей 10 и 16. Выход источник динен с вторым входом квадратор ключа 16 соединен с выходом квад а выход - с выходом пятого ключа 1 ий блок 9, пятый вычислиго блока с входом первый, соединеи входавходом ряжения и шестов 15 соеа 8, Вход ратора 8, 0(5) В зависимости от величины и знака раз ности (4) посредством блока 14 управления и источника 15 производится изменение корректирующего напряжения О в сторону уменьшения абсолютной величины разности(4), Процесс масштабирования и кнадри рования опорных напряжений, изменения величины корректирующего напряжения повторяется, Изменение величины Ок производится па определенному алгоритму(например, последовательного приближения, 55 поразрядного уравновешивания). При некотором )-м повторении величины В 11 и Вг сравняются и абеспечится выполнение равенства(5), Достигнутое значение корректиВ первом такте ключ 2 и ключ 16 замыкаются, На вход масштабирующего блока 7поступает напряжение Оо источника 5, Выходное напрякение масштабирующего блока 7 равно 5О 1= Км Оо+ ем, (1)где Км ем - коэффициент передачи и напряжение смещения блока.7, Выходное напряжениеквадратора 8 с учетом корректирующего напряжения Ок управляемого источника 15 равноВ 1 = К,(К.О.+ е. + Ок) + Кл(Км Оо+ем+г+Ок) + ек (2)где Кк,Кл,ек - коэффициенты передачи дляквадратичной составляющей, линейной составляющей и напряжение смешения квадратора 8. Напряжение В 1(поступает на входблока 11, где преобразуется в форму, необходимую для дальнейшей вычислительнойобработки и запоминается в вычислительном блоке 12,Во втором такте ключ 2 размыкается,ключ 3 замыкается и на вход масштабирующего блока 7 поступает напряжение О, источника б, равное по величине, на 25противоположное по знаку напряжению источника 5. При этом выходное напряжениеквадратора 8 равноВг/=- Кк(-КмОО+ ем+ Ок) + Кл(-КмОо+ емуг+ Ок) +ек (3) 30Далее это напряжение преобразуется и запоминается, В вычислительном блоке 12 величины В 1 и Вг) сравниваются, С учетомвыражений (2) и (3)2 Ап - Аг) = 2 КмОор (2 Кк(ем+ Ок)+ Кл) (4) 35Выражение (4) отражает специфическую погрешность, вызванную наличием ввыходном сигнале квадратора паразитныхчленов, линейно зависимых от Оо. Для ееустранения необходимо выполнение равенства рующего напряжения запоминается и хранится,В третьем такте ключ 3 и ключ 16 размыка/отся, ключ 2 и ключ 10 замыкаются, На /вход масштабирующего блока 7 поступает,опорное напряжение Оо источника 5. Выходное напряжение усредняющего блока 9по окончании интервала времени Т усреднения с учетом выражений (2) и (5) равноА 1=.), 9 (Т-т) Ку(Кк(К мО о+е м+ О к+2 емОк)++Кл(вм + ОК) + ЕК) С 11 + Еу, (6)где Ку еу - коэффициент передачи и напряжение смещения усредняющего блока 9;9 - импульсная характеристика (весовая функция) усредняющего блока 9. Значение А 1 запоминается.В четвертом такте ключ 3 размыкается,ключ 1 замыкается. На вход масштабирующего блока 7 поступает измеряемое напряжение .О. Выходное напряжениеусредняющего блока 9 по окончании интервала времени усреднения равноАг=,(9(Т-т) Ку(Кк(КмОем+Ок+2 емОк)+Кл(ем+тч Ок)+ ек) с 1 т+ еу . Р)Значение Аз запоминается.В пятом такте ключ 1 размыкается, каоч4 замыкается. Вход масштабирующего блока 7 подключается к общей шине. Выходноенапряжение усредняющего блока 9 по окончании интервала времени усреднения равноАз =Х, 9 (Т-т) Ку(Кк(еОк + 2 емОк)++ Кл(ем + Ок) + ек) с 1( + еу, (8)Значение Аз запоминается, в блоке 12производится вычисление по формулеВ случае достаточного подавления пульсаций напряжений усредняющим блоком выполняется равенство9 (Т-т) О с 11 = 0 ) 9 (Т) с 11. (10)Из выражений (6) - (10) следует, что искомое среднеквадратическое значение напрям(ения равно/ ), 9 ( т - 1) .6 йТаким образом, за счет применения автоматической подстройки корректирующего напряжения Ок, суммирующего с кнадрируемыми напряжениями, удалось устранить влияние напряжения смещения масштабирующего блока и погрешности квадратора, связанной с линейным "проле1698806 1( А 2 - АЗОскз = Оо(А 1 - Аз 20 оставитель С.Рыби ехред М,Моргентал актор рректор Э.Слига ер аказ 4393 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 занием" квадрируемых сигналов. Вследствие этого точность измерения сигналов с постоянной составляющей существенно повышается,Формула изобретения Способ измерения среднеквадратического значения напряжения, заключающийся в том, что последовательно масштабируют, квадрируют и усредняют первое опорное напряжение Оо, измеряемое напряжение и нулевое напряжение и запоминают полученные результаты усреднения А 1, А 2, Аз соответственно, вычисляют среднеквадратическое напряжение по формуле, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности измерения напряжения с постоянной составляющей, формируют второе опорное напряжение, равное по величине и противоположное по знаку первому опорному напряжению, каждое из упомянутых квадрируемых напряжений предварительно суммируют с корректирующим напряжением постоянного тока, которое 5 формируют в несколько тактов, в каждом изкоторых регулируют величину корректирующего напряжения, последовательно масштабируют, суммируют с корректирующим напряжением и квадрируют первое и второе 10 опорные напряжения, сравнивают полученные в этом такте результаты квадрирования, заканчивают формирование корректирующего напряжения при установлении равенства указанных результатов квадрирования, а 15 среднеквадратическое значение напряженияОскз вычисляют по формуле