Способ измерения среднеквадратического значения напряжения и устройство для его осуществления

09) 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 274421/5.04.817.04.83.-2 Бюл. Ме 13цкий и А.А. Дрючинполитехнический ин ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Иартяшин В.И., Шахов Э,К.,Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. И., "Энергия".,1976, с, 172,2. Авторское свидетельство СССР,М 137967, кл. С 01 Р 9/02, 1961,54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ измерения среднеквад.ратического значения напряжения, заЪ ключающийся в том, что два опорныхортогональных сигнала модулируют .поамплитуде, суммируют их и демодулируют, о т л и ч а ю ц и й с я тем, и. что, с целью расширения частотногодиапазона и уменьшения времени измерения, один из. опорных сигналов моду,лируют измеряемым напряжением, адругой - демодулированным и задержан. ным сигналом, одновременно Формируютвременной интервал, соответствующий; времени усреднения, к концу которого амплитуду демодулированного сигФнала масштабно преобразуют и по ре-зультату определяют величину среднеквадратического значения измеряемогонапряжения на сФормированном интер,вале времени.1010569 2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее два модулятора, один из которых своим возбуждающим входом подключен к опорному генератору непосредственно, а . другой - через фазосдвигающий блок, сумматор, входы которого подключены к выходам модуляторов, а выход - к. амплитудному детектору, о т л и ч аю щ е е с я тем, цто, в него дополнительно введены масштабный преобразователь, последовательно соединенИзобретение относится к электро- измерительной технике и предназначе- но для измерения среднеквадратического действующего, эффективного значения напряжения, произвольной фор. 5 мы.Известен способ измерения средне- квадратического значения напряжения, основанный на модуляции амплитуды и длительности импульсной последовательности, в котором усредняют модулированную импульсную последовательность, извлекают квадратный корень из усредненной величины и по результату определяют среднеквадратичное значение 15 напряжения 1.Недостатками известного способа являются ограниченность частотного диапазона измеряемых напряжений и до-. полнительная погрешность, связанная 20 с извлечением квадратного корня.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряжения, в котором измеряемое напряжение разделяют на две составляющие, амплитуд но модулируют ими два опорных ортогональных сигнала, которые затем суммируют и демодулируют, а по величине демодулированного сигнала судят об измеряемом напряжении2.Способ осуществляют с помощью уст- ройства, содержащего два модулятора, один из которых подключен к источнику опорного напряжения непосредственно, а другой - церез фазосдвигающий блок, З 5 сумматор, входы которого подключены к выходам модуляторов, а выход - к амплитудному детектору. ный с ним блок выборки и запоминание,формирователь временных интервалов,соединенный с управляющими входами.амплитудного детектора и блока выборки и запоминайия, причем сигнальный вход первого модулятора соедйненс входом устройства, а сигнальный входвторого модулятора - с выходом амплитудного детектора и входом масштабного преобразователя, выход блока выборки и запоминания является выходом;устройства,Недостатками таких способа и устройства являются узкий частотный диапазон измеряемых сигналов и большоевремя измерения.Цель изобретения - расширение частотного диапазона измеряемых сигналови уменьшение времени измерения.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерение среднеквадратического значения напряжения,заключающемся в том, что два опорныхортогональных сигнала модулируют поамплитуде, суммируют их и демодулиру.ют, один из опорных сигналов модулируют измеряемым напряжением, а другой - демодулированным и задержаннымсигналом, одновременно формируют временной интервал, соответствующий вре-,мени усреднения, к концу которогоамплитуду демодулированного сигналамасштабно преобразуют и по результату определяют величину среднеквадратического значения измеряемого напря.жения на сформированном интервалевремени,Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим два модулятора, один из которых своим возбуждающим входом подключен к опорномугенератору непосредственно, а другойчерез фазосдвигающий блок, сумматорвходы которого подключены к выходаммодуляторов, а выход - к амплитудному детектору, в который дополнительно введены масштабный преобразователь, последовательно соединенный сним блок выборки и запоминания, формирователь временных интервалов, соединенный с управляющими входами ампли3 1010569 4блока выборки илятора 2 равен нулю, то при достижесигнальный вход нии сигналом на выходе первого моду- соединен с входом лятора 1 и, следовательно, на .выходе льный вход вто- сумматора 5 максимума, на выходе ампплитудного детек литудного детектора 6 появится наабного преобразова- .пряжение, равное амплитуде сигнала ыборки и запомина- первого модулятора 1. Уровень этого м устройства. .напряжения будет сохраняться на выхотавлена структур- де амплитудного детектора 6 и по- а, осуществляюще в ступать на второй модулятор 2., Тасреднеквадратичес- ким образом, до момента установления жения. . следующего максимума сигнала .суммажит первый 1 и тора 5 амплитуда колебаний второговыполненные по модулятора 2 будет пропорциональна энанесущей, напри ценив входного напряжения х(1 ). Втоо ный генератор 3, рой максимум сигнала сумматора 5 ус 4, сумматор 5, тановится в течение второго периода р 6, масштабный опорных колебаний,при этом амплитуда блок 8 выборки и сигнала первого модулятора 1 будет ователь 9 времен- пропорциональна х( ), а второго моэтом сигнальный дулятора 2 - х(о ). вляется входом В течение последующих периодов колеающий вход перво. баний опорного генератора 3 уровень динен с выходом сигнала на выходе амплитудного детек 3, а выход под-тора 6 будет увеличиваться. По окон- входов суммато- чании временного интервала, ссответоторого соединен ствующего времени усреднения Т формиодулятора 2,рователь 9 временных интервалов на д второго модуля- первом выходе Формирует импульс, по- выходу опорного дающий сигнал амплитудного детектоМ 30Фаэосдвигающии ра на блок 8 выборки и запоминания й вход - к выходу . с масштабом, измененным масштабным. мплитудный детек- преобразователем 7, для дальнейшей удного детектора 6 обработки или индикации. При последу-. ен через масштаб- ющих измерениях процесс повторяется,7 к блоку 8 вы Из векторной алгебры известно соотвыход которого ношение, определяющее. модуль 1 1тройства. Управля- вектора С, представленного суммойного детектора 6 двух ортогональных векторов А и В Ф 9 ф+Если обеспечить изменение модуля в е,одного иэ векторовАпропорциона: ает следующим обльно значению измеряемого напряжения х1в текущий момент временик интервала усред- т.е, произвести амплитудную модуля временных ин- цию измеряемым напряжением сигнала,45импульс, устанав- описываемого вектором А, то можно овень сигнала на получитьАИк)=к 1 хйк) (2) тудного детектора изапоминания, причемпервого модулятораустройства, а сигна. рого - с выходом амтора и входом масшттеля, выход блока вния является выходоНа чертеже предсная схема устройствго способ измерениякого значения напряУстройство содервторой 2 модуляторысхеме с подавлениеммер балансные, опорфазосдвигающий блокамплитудный детектопреобразователь 7,запоминания, Формирных интервалов, Привход модулятооа 1 яустройства. Воэбуждго модулятора 1 соеопорного генератораключен к одному изра 5, второй вход кс выхОдом второго мВозбуждающий йхотора 2 подключен кгенератора 3 черезблок 4, а сигнальнысумматора 5 через атор 6, Выход амплиткроме того, подклюцный преобразовательборки и запоминания.является выхОдом усющие входы амплитуди блока 8 выборки иединены с выходами. временных интервалоУстройство работразом.В момент началанения Формировательтервалов Формируетливающий нулевой урвыходе амплитудного детектора 6, аследовательно, и на выходе второго модулятора 2. В связи с тем, что в пер фвом модуляторе 1 производится амплитудная модуляция колебаний опорногогенератора величиной, пропорциональ"ной величине входного напряжениях(й) то на выходе первого модулятора 1 появится сигнал с амплитудой,пропорциональной х(й ). Так-как уро-,вень сигнала на выходе второго модугде К - коэФФициент, отражающий параметры модулятора.Обеспечив изменение модуля орто- с гонального вектора В в текущий момент времени к в соответствии со значениеммодуля суммарного вектора С в предшествующий момент времениск , т.е, проведя амплитудную модуляцию и задержку сигнала, описываемого вектором