Способ определения коэффициента трансформации и устройство для его осуществления

СНИ х ЛИСТ БЛИК А 1 РЕСП 91 14 С КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОСУДАРСТВЕН О ДЕЛАМ ИЗО Е ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТ Д ВТОРСИ и осурной алов, со- о е е я о ен а микропроцесс е Р 42 измерительных лизующее спос и дву во, р и с,Х держит г воздейст цессорну проверяе вичной о лиру ми(088,8)Немцос. 175 ЕЛЕНИЯ К СТРОИСТВ Зле ерфе с числите трансфо ФФИЦИЕНТАДЛЯ ЕГО бмо орого подк ель 5, циф ель 6, буф огласующий ющий усили реобразов и 7 и 10,аналого-ц 9. После м ВЛЕНИЯобретение л к облас осится ерений сили-. разоп ж хничес ради быть ои п ельателоре иятия и спользован одящих тра фо ногократ ерение-о ски обра при го пов аботка и и зм ро н э в различ тываютс ссорной увеат анн о х строистичение ми л сл ти измерениучета углания на первформатора,лостого ходпервичной о ти- екн в а ин одя сте межд ае сч пр с пом и второ никающе о ора ходящих всистемы. ан хз льв режте пот отке, а(21) 394 (22) 02, (46) 15. (72) В,А (53) 621 (56) Кас троника 9 (54) СПО ТРАНСФОР ОСУЩЕСТ 57) Из 19/24,85.87, Бюлоломко17,611кин А,СМ.9 198Б ОПРЕД кацию и документируютс периферийных устройств состав микропроцессорн 2 с, и 2 з.п. ф-лы, 3 ропроему 3, к перючен оаналорные наИзобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано на предприятиях, производящих трансформаторы, применяемые в различных радиоэлектронных устройствах.Целью изобретения является увеличение точности измерения.Поставленная цель достигается эа счет учета угла между векторами напряжений на первой и второй обмотках трансформатора, возникающего в режиме холостого хода в результате потерь в первичной обмотке, а также введением в устройство для осуществления способа микропроцессорной системы и двух измерительных каналов. сдвиг Фаз между Б 2 х и П)эффициент трансформации Измеходят Егх П гхЕ, Б, соя Уг екторами П1 Х о гд между ) витко рвичной И - чис1мот На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для реализации способа; на фиг 2 - векторная диаграмма трансформатора в режиме холостогохода с учетом потерь в первичной обмотке; на фиг, 3 - определение перехода сигнала через ноль.Устройство содержит генератор 1стимулирующего воздействия, которыйсоединен через интерфейс 2 с вычислительной микропроцессорной системой 3. Выход генератора 1 соединенс первичной обмоткой проверяемоготрансформатора 4, к которой подключен вход согласующего усилителя 5,выход которого подключен к аналогоцифровому преобразователю 6, цифро-вой выход которого через буферныйнакопитель 7 и интерфейс 2 соединен с портом ввода вычислительноймикропроцессорной системы 3. Аналогично вторичная обмотка проверяемоготрансформатора 4 соединейа с входомсогласующего усилителя 8, выход которого соединен. с входом аналого-цифрового преобразователя 9, цифровойвыход которого через буферный накопитель 10 и интерфейс 2 соединен спортом ввода вычислительной микропроцессорной системы 3.Сущность, способа состоит в следующем, И - число витков вторичной обгмотки;Е - ЭДС самоиндукции первичной1 хобмотки;Ег - ЭДС самоиндукции Вторичнойглобмотки,Б, - напряжение холостого хода впервичной обмотке,напряжение холостого хода вовторичной обмотке,10 муле20л = 1 96, сг1 2) 15 суммарная грешность е относителизмерени я поайная относительная поизмере относи ешнос льная Ц 2 хслучаиная грешность случайная грешность иэмерениотносительнизмерения сотносительн по % по лучаиная з нос ения у. иэмерени Современные срепозволяют получить твБ 0,05%,у а (0,05%. в результате( 0,2%, 40 что меньше суммарной относительнойпогрешности определения по известнымспособам и достаточно для практического применения.Определить амплитуду Б 1 х и Бгх 45 сдвиг фаз ) между ними можно различными способами, однако целесообразно сделать это за минимальное время.Сигнал за время, равное половинепериода, достигает как минимум один .50 раз экстремального значения 1,минимум или максимум) и один раз переходит через ноль. Зная дискретные мгновенные значения напряжений на обеихобмотках в фиксированные моменты, 55 взятые на половине периода, можноопределить амплитуду как экстремальное значение, взятое по абсолютнойвеличине, и разность фаз как времямежду переходом через ноль сигнала Е = 1) созе - проекция 0 напродолжение Ег .15Таким образом, после исключениясистематической погрешности способа суммарная относительная погрешность равна случайной относительной погрешности, которую можно оценить по фор3: 2412(3) Формула 30 на первичной и вторичной обмотках, отнесенное к периоду сигнала, Причем, если первые производные в точках перехода через ноль одного знака, то угол получается непосредственно, а если разного, то к углу неообходимо прибавить 180Для увеличения точности определения. угла сдвига фаз момент перехода через ноль можно определить методом интерполяции, аппроксимируя функцию сигнала на отрезке между ближайшими выборками разного знака прямой, как показано на фиг, 3, В этом случае получаютподобные треугольники, катетами которых являются мгновенные значения сигнала О, и Нг и отрезки времени между временем выборки и временем переходаИз подобия треугольников следует . Амплитуды и сдвиг фаэ, измеренные за половину периода, содержат случайную погрешность.Минимизировать погрешность, а также определить среднюю ошибку, характер распределения погрешности можно за счет статистической обработки ряда измерений, Необходимо провести 10-20 измерений, определить математическое ожидание амплитуд и угла сдвига фаэ и полученные данные использовать для вычисления коэффициента трансформации,Устройство работает следующим образом.Вычислительная микропроцессорнаясистема 3 через интерфейс 2 устанавливает в соответствии с программойнеобходимый режим генератора 1, Свыхода генератора 1 сигнал поступает на проверяемый трансформатор 4.К первичной и вторичной обмоткамтрансформатора подключены одинаковые измерительные каналы из блоков5-7 и 8-10. Сигнал с обмотки трансформатора поступает на согласующийвысокоомный вход для исключения влияния .на измеряемый сигнал. Коэффицивнт усиления может быть изменен взависимости от уровня сигнала дляобеспечения использования аналогоцифровых преобразователей с наименьаей относительной погрешностью преобразования,35 40 45 50 55 Аналого-цифровые преобразователи 6 и 9 должны синхронно преобразовывать мгновенные значения сигнала на первичной и вторичной обмотках, Синхронность преобразования и ограничение числа выборок обеспечивается за счет управления преобразователями 6 и 9 через интерфейс 2 от микропроцессорной системы 3. Сигнал в цифровой форме с выхода преобразователя 6 (9) поступает в буферный накопитель 7 (10), Буферные накопители 7 и 10 необходимы для уменьшения требований к ВМС по быстродействию, После записи цифрового сигнала в буферные накопители 7 и 10 он может быть считан в память под управлением от вычислительной микропроцессорной системы 3 и затем обработан. После многократного повторения цикла измерение-обработка данные могут быть статистически обработаны в вычислительной микропроцессорной системе 3 и затем выведены на индикацию и задокументированы с помощью периферийныхустройств, входящих в состав вычислительной микропроцессорной системы. изобретения 1, Способ определения коэффициента трансформации, содержащий операцию измерения напряжения на первичной и вторичной обмотках в режиме холостого хода, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, измеряют разность фаз напряжений на первичной и вторичной обмот ках, а коэффициент трансформации определяют как отношение напряжения вторичной обмотки к произведению напряжения первичной обмотки на косинус разности фаэ напряжений на обмотках.2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени измерения, амплитуду и разность фаз определяют по совокупности выборок мгновенных значений напряжений, синхронно эамеренных на обеих обмотках,3, Способ по п, 2, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности определения разности фаз, время перехода через ноль определяют методом интерполяции на отрезке между ближайшими выборками разного знака при замене функции сигнала отрезком прямой,13524 12 ЬР 1 " Ь иРЗ Составитель Н,МихалевРедактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор Г,Решетни Заказ 5563/45ВНИИ Тираж 73 ПИ Государственног делам изобретений Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРоткрытий 113 кая наб,Ужгород, ул ическое предприят Производственно-пол ектная 4. Устройство для определения коэффициента трансформации, содержащее генератор стимулирующего воздействия, подключенный к клеммам для подключения йервичной обмотки испытуемого трансформатора, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью увеличения точности определения, в него введены вычислительная микропроцессорная система, интерфейс и два измерительных канала, каждый из которых состоит из послеДовательно соединенных согласующего усилителя, аналого-цифрового преобразователя, буферного накопителя, выход которого через интерфейс подключен к каналу ввода вычислительной микропроцессорной системы, причем 5вход согласующего усилителя одного из измерительных каналов соединен с выходом генератора стимулирующего воздействия, вход согласующего усилителя другого измерительного канала соединен с клеммами для подключения вторичной обмотки испытуемого трансформатора, а вычислительная микропроцессорная система через интерфейс соединена со всеми блоками устройства.