Устройство измерения параметров электрического сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) ( 127 йв 4 СО Б ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ учно-исслергетики,ыре У.И.Хайман,сшейс. 16 алгеб.ССР2310.РАМЕТРО тво С 001 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( 1) Азербайджанский навательский институт энеим. И.Г.Есьмана(57) Изобретение относится к электроизмерениям параметров квазигармонического сигнала. Цель изобретениярасширение функциональных возможнос -тей устройства. Устройство содержитисточник 1 опорного напряжения, коммутатор 2, усилитель в формировате3, элемент И 4, схему 5 сравнения,генератор 6 импульсов, блок 7 управления, формирователи 8 и 9 импульсов, счетчики 12 и 13 и вычислитель17, Введение в устройство формирователей 10 и 11 импульсов, счетчиков14-16 и соединение их с элементамиустройства позволяет учесть гармоники высших порядков, 2 ил,Изобретение относится к электроизмерениям параметров квазигармонического сигнала.Целью изобретения является .расширение функциональных возможностей.На фиг. представлена структурнаясхема устройства измерения параметров электрического сигнала; на фиг.2временные диаграммы его работы.Устройство содержит источник 1опорного напряжения, коммутатор 2,усилитель-формирователь 3, элементИ 4, схему 5 сравнения, генератор6 импульсов, блок 7 управления, формирователи 8-11 импульсов, счетчики12-16 и вычислитель 17,Вход устройства соединен с первым входом усилителя-формирователя 3 и схемой 5 сравнения. Выходы источника 1 опорного напряжения подключен к входам коммутатора 2, а выходы "Общий" еще и к второму входу усилителя-формирователя 3. Выход коммутатора 2 соединен с первым входом схемы 5 сравнения, выход которой, а также выход усилителя-формирователя 3 соединены с входами элемента И 4.Выход последнего подключен к управляющим вхоцам коммутатора 2 и блока 7 управления. Выход усилителя-формирователя 3 подключен к входу генератора 6 импульсов и информационному входу счетчика 16, Первый, второй, четвертый и пятый выходы блока 7 управления соединены с первыми вховходами соответствующих формирователей импульсов 8 - 11, а третий его выход - с их вторыми входами, Выходы формирователей импульсов 8 - 11 подключены к информационным входам соответствующих счетчиков 12 - 15, входы синхронизации которых, а так; же вход синхронизации счетчика 16подключены к выходу генератора 6 импульсов. Выходы счетчиков 12-16 соединены с входами вычислителя 17.Устройство работает следующимобразом.Измеряемое напряжение 17, (фиг.2 а) ,в общем виде определяется соотношением=ц, ( 0 я .и (2 п) у с, где п=1,2 со;- амплитудное значение гармоЮ 2 п)ники,"+Б яп 7 ы5 20 25 30 35 Ф 40 45 ь - угловая частота;- время.Наиболее значимыми с точки зрения мощности, например в области энергетики, являются первая, третья, пятая и седьмая гармонические составляющие. Поэтому в выражении для П можно ограничиться указанными составляющими: Б=11, я 1.по+11 я 1 п 3 ю+Б я 1 п 5 Ш+ Таким образом, измеряемое напряжение поступает на входы усилителяформирователя 3 и схемы 5 сравнения,на выходе коммутатора потенциал шины "Общий", В момент сравнения входного сигнала с нулевым сигналом отисточника 1 опорного напряжения припереходе от отрицательной полуволны к положительной, на выходе усилителя-формирователя 3 появляетсяединичнь 1 й сигнал, который держитсяна его выходе до момента переходавходного напряжения от плюса к минусу (фиг,25) .Сигнал с выхода усилителя-формирователя 3 поступает на второй входэлемента И, запускает генератор 6импульсов и разрешает доступ импульсов от генератора 6 в счетчик 16(фиг.2 и). Вмомент равенства напряжений на первом и втором входах схемы 5 сравнения, последняя формируетсигнал (фиг,2) поступающий на элемент И 4. При совпадении сигналовот усилителя-формирователя 3 и схемы5 сравнения (т.е. при положительнойполуволне Б ) элемент И 4 формируетимпульс, который переключает коммутатор 2 в следующее положение(фиг.21), а также запускает блок 7управления. Последний формирует импульс на третьем выходе, который запускает формирователи 8 - 11 импульсов, открывающие для заполнения импульсами генератора 6 импульсов,счетчики 12 - 15,В момент Т, равенства напряжения 1 с напряжением, установленным на выходе коммутатора 2 (первым опорным напряжением Б), схема 5 сравнения выдает второй импульс (фиг,22) по которому элемент И 4 вновь переключает коммутатор 2 в следующее положение (фиг.21). Одновременно сигнал с выхода элемента И 4 посту3 1272 пает на блок 7 управления, который выдает сигнал на первом выходе, по которому формирователь 8 импульсов сбрасывается, и прекращается доступ импульсов от генератора 6 импульсов в счетчик 12 (фиг.23).При равенстве Ц со вторым опорным напряжением в момент времени третий импульс от схемы 5 сравнения (фиг.2 г) через элемент И 4 переклю О чает коммутатор 2, через блок 7 управления сбрасывает формирователь 9 импульсов и прекращает доступ импульсов от генератора 6 импульсов в счетчик 1 3 (фиг . 2 е) . 15Аналогичным образом в моменты 1 и 1 сбрасываются формирователи 10 и 11 импульсов, прекращается заполнение счетчиков 14 и 15 (фиг.2 ю,д), а по окон - чанию положительной полуволны - счетО чики 16 (фиг.2 Ы), При этом прекращается генерация импульсов генератором 6.Таким образом, в счетчиках 12-16 записывается количество импульсов, 25 пропорциональное соответственно (фиг.2), г.4 (фиг.2 ж); 4 (фиг.2 ) и Е (фиг.2 и), г. (фиг .2 е).Информация со счетчиков заносится в вычислитель 17, который прово- дит определение параметров электри 270 муле1ЕТ ф МТуйг получают г2 Ие,и Е,Ис а= 2% " 7 ащ д ф ени 45Устройство измерения параметровэлектрического сигнала, содержащееусилитель-формирователь, первый входкоторого соединен с вторым входом 5 О схемы сравнения и является входомустройства, а второй вход соединен свыходом "Общий" источника опорногонапряжения, выходы которого подключены к информационным входам ком мутатора, выход которого подключен кпервому входу схемы сравнения, выходкоторой соединен с первым входом элемента И второй вход которого соедиц 0 я, =цяь.п у , ц, яп За,ц 0=Ц яапа г+цщ я 1 п Зу0 пг щ г тп ЯЦоог =Ца яп ыВ+Цщ я.п 3(дэЭ зЦ,щ =Ц яп И 4+Ц ядп 3614П 3 3 относительно Ц, Ц, Ц щ Ц иСистема уравнений (2) может быть решена, например, с помощью определителей, при этома, а, дЦЦф а шз Ь "т дф где Д - определитель системы,ьфдэд , 61 - частные определители.Подставляя в определители значения Я по и С 1-й 4, можно определитьвеличины Ц гармоник (илц при делении на 2, действующие значения),Значения Ц 0 заранее вносятся в вычислитель. Система (2) может бытьрешена любым другим методом,Изобретение позволяет расширитьфункциональные возможност 14 устройства за счет учета гармоник высшихпорядков, при этом действующее значеского сигнала по предлагаемому ал",. горитму, Далее цикл измерения повторяется. Частота электрического сигналаопределяется, как известно, по форгде Т - период сигнала. В случае Т = 2 сгде МС - число импульсов (код) в счетчике 16; К - частота генератора 6 им-. пульсов, Определение остальных параметров (амплитудных или действующих значений гармоник) может быть осуществлено решением системы уравнений чение электрического сигнала определяется по формуле Ь Формула из о1272270 а ПЛ 2 ЙлЮ по Обф О д Составитель Н.ФедороТехред А,Кравчук Редактор Н.Гунь Корректор Г.Решетни пис каз б 335/45 Тираж 728 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Про дственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 3нен с выходом усилителя-формирователя, а выход - с управляющим входом коммутатора и входом блока управления, первый,и второй выходы блока управления подключены к первым входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, вторые входы которых соединены с третьим выходом блока управления, а выходы -с Информационными входами соответ- О ственно первогои второго счетчиков, входы синхронизации которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы - к входам вычислителя, отличающееся тем, что, 15с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий Ьи четвертый формирователи импульсов, третий, четвертый и пятый счетчики, причем выход усилителя-формирователя соединен с входом генератора импуль- сов и информационным входом пятогосчетчика, третий выход блока управления соединен с вторыми входами третьего и четвертого формирователей импульсов, первые входы которых подключены к четвертому и пятому выхо;т дам блока управления соответственно, а выходы - к информационным входам третьего и четвертого счетчиков соответственно, входы синхронизации .третьего четвертого и пятого счетчиков соединены с выходом генератора импульсов,а выходы-с входами вычислителя.