Устройство для измерения реактивного сопротивления

(57) Изобретениеческим измерения нженерС.О.Маольэовано ри автоматическом контении реактивных сопроруженных цепей с сигналаормы, Изобретение повьппа-.измерения реактивногоя и обеспечивает автомановки шага дискретизации.стройства содержит рерол е и измелений насложной в С.С.Березин т точность опротивлен СССР 982. тизацию устБлок-схема ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Ленинградское высшееное морское училище им.адмкарова1394160 истор 1, клеммы 2 для подключения исследуемого резистора, два квадраурных анализатора 3 и 4 спектра, Первый вычислительный блок 5, содержащий первый двухвходовый сумматор 6 и перемножители 7 и 8, второй вычислительный блок 9, содержащий блок 10 вычитания и перемножители )1 и 12, блок 13 деления, регистр 14, коммута,торы 15 и 16, блок 17 управления коммутаторами, трансФорматор 18 напряжеИзобретение относится к электрическим измерениям, может найти при,менение при автоматическом контроле, и измерении реактивных сопротивленийнагруженных цепей с сигналами сложной формы и является усовершенствованием известного устройства по авт,св. В 736024,Целью изобретения является повышение точности измерения реактивного сопротивления и автоматизация ус-тановки шага дискретизации.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства. 15Устройство содержит резистор 1,клеммы 2 для подключения исследуемого резистора, два квадратурных анализатора 3 и 4 спектра, первый вычислительный блок 5, содержащий первый 20двухвходовый сумматор 6 и перемножители 7 и 8,второй вычислительный блок9, содержащий блок 10 вычитания иперемножители 11 и 12, блок 13 деления, регистратор 14, первый коммутатор )5, второй коммутатор 16, блок 17управления коммутаторами, трансформатор 18 напряжения, фильтр 19 низких частот, фазосдвигающие цепочки20.1-20.п, содержащие Фаэовращатели 3021,1-21,п, усилители-ограничители22.1-22.п и дифференциаторы 23.1 -23,п, многовходовый сумматор 24, первый 25 и второй 26 диоды, второй двух.входовый сумматор 27 и блокинг-гене 35ратор 28.Входные клеммы устройства соединены с первичной обмоткой трансформатора .18, вторичная обмотка которогосоединена через фильтр 19 с входами ния, фильтр 19 низких частот, фаэо сдвигавшие цепочки 20.1-20.п, содержащие фаэовращатели 21.1-21.п,уси - лители-ограничители 22.1-22.п и дифференциаторы 23.1-23,п, многовходовый сумматор 24, диоды 25 и 26, второй двухвходовый сумматор 27 и блокинг-генератор 28. Число выходных каналов анализаторов спектра определяется требуемой точностью измерений.з.п,ф-лы, 1 ил. п Фаэосдвигающих цепочек 20,1-20.п,вьгсоды которых соединены с входамимноговходового сумматора 24, выходкоторого через диод 25 соединен синвертирующим входом двухвходовогосумматора 27, а через диод 25 включенный в обратном направлении, - снеинвертирующим входом двухвходового сумматора 27, выход которого черезблокинг-генератор 28 соединен с входами внешней синхронизации анализаторов 3 и 4 спектра,Информативные входы анализатора 3спектра соединены параллельно образцовому резистору 1, а информационныевходы анализатора спектра 4 - параллельно клеммам 2 для подключения исследуемого резистора, выходы анализаторов 3 и 4 через коммутаторы 15 и 16соединены с входами вычислительныхблоков 5 и 9, выходы которых черезблок 13 деления соединены с входомрегистратора 14.С помощью устройства реактивноесопротивление К-й гармоники вычисляется исходя из выражения где Я - реактивная мощность К-й гармоники1 - действующее значение токаК-й гармоники,Исследуемые сигналы в процессе анализа дискретизируются с шагом1394160 Квадрат действующего значения К-й 10 гармоники тока вычисляется в вычислительном блок 5 по формулегЧ 1 эдпЧ= 2 г где (/ик У;к =ЧкУстройство работает следующим образом.Сигналы, пропорциональные напряжению и току нагрузки, подаются на сигнальные входы анализаторов 3 и 4Одновременно напряжение питания поступает на первичную обмотку трансформатора 18 напряжения. Фильтр 19 низких частот выделяет первую (либо другую) гармонику напряжения питания. Синусоидальное напряжение поступает на входы всех фазовращателей 21.1-21.п фазосдвигающих цепочек 20.1-20,п.Выходное синусоидальное напряжение фазовращателя 21.1 совпадает по фазе с его входным напря 2 Тжением. Угол сдвига вО рад (И - 40Ичисло отсчетов входного сигнала на период)Фазовращатель 21,2 сдвигает фазу входного напряжения на угол 2-, в в ,1 рад, а фазовращатель 21.п45 сдвигает фазу входного напряжения2 Уна угол (и) рад. УсилителиМограничители 22.1-22.п формируют напряжения прямоугольной формы с перио 50 дом, равным периоду первой (либо выбранной) гармоники.Выходные напряжения усилителей- ограничителей дифференцируются дифференциаторами 23.1-23.п. Положитель 55 ные и отрицательные импульсы, соответствующие передним и зданим фронтам напряжений прямоугольной формы, с 25 где Т - длительность исследуемогосигнала;М=К+1 - объем анализируемого массива выборок.111 аг дискретизации может изменяться в широких пределах.Каждый анализатор спектра 3,4 име. ет И/2 пар выходов.При аналоговой обработке сигналов результаты анализа с анализаторов ныдаются в виде пар постоянных напряжений, характеризующих квадратурные сбставляющие членов разложения в ряд Фурье сигналов, приложенных к входам анализаторов 3 и 4 спектра.С анализатора 3 спектра снимаются квадратурные составляющие вектора сов 4; и г 1 э 1 пу;еанализатора 4 спектра - составляющиевектора Ч - Ч,сонср и Ч, эпери4;,( , - начальные фазы напряженияи тока К-й гармоники; г - активноесопротивление резистора 1. исходя иэ соотношения- Чсоэ 4 г 1 и, эпО; выходов дифференциаторов суммируются многовходовым сумматором 24.Первый 25 и второй 26 диоды и второй двухнходовый сумматор 27 пре" образуют раэнополярные импульсы с выМода многовходоного сумматора в последовательность однополярных импульсов, частота следования которых строго кратна частоте первой (выбранной) гармоники напряжения питания. Последонательность однополярных положительных импульсов поступает на блокинг-генератор 28, который формирует импульсы необходимой амплитуды и длительности, поступающие на входы внешней синхронизации анализаторов 3 и 4 с частотой, кратной частоте первой (выбранной) гармоники, задавая шаг дискретизации.С выхода аналогового анализатора 3 спектра снимаются два постоянных напряжения, соответствующие квадратурным составляющим гармоники тока, на которой производится измерение сопротивления.Далее эти напряжения возводятся в квадрат (перемножаются сами на себя) перемножителями 7 и 8. В сумматоре 6 выходные сигналы устройств перемножения складываются, образуя сигнал, пропорциональный квадрату действующего значения тока гармоники. Затем этот сигнал поступает на вход блока 13 деления. Одновременно результаты анализа обоих анализаторов в виде постоянных напряжений, со" ответствующих раэноименным составляю1394160 2. УстрОЙство по п.1. о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что катящая фазосдвигающая цепочка состоит из последовательно соединенных фазовращателя, усилителя-ограничителя и дифференциатора. Составитель Н,КриновРедактор А.Шандор Техред М.Ходанич Корректор С, Черни Заказ 2217/42 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 аПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 цим однопорядковых напряжения и тока, опарно перемножаются перемножителяи 11 и 12, В блоке 10 вычитания выодные сигналы перемножителей вычи-5 таются, образуя сигнал, пропорцио" нальный реактивной мощности соответствующей гармоники.Деление реактивной мощности К-й гармоники на квадрат действующего 10 значения ее тока осуществляется блоом 13 деления, сигнал с которого, ропорциональный реактивному сопро тивлению, может быть подан на регист-втор 14 (осциллограф, цифровой вольт етр, цифропечатающее устройство) рибо в сторонние вычислительные блои.Поскольку сигналы на входе анализаторов 3 и 4 спектра запоминаются, 20 то можно вычислить значение реактив яых сопротивлений всех гармоник спектра разложения.Два синхронно работающих коммутатора 15 и 16, управляемые блоком 17 управления коммутаторов, обеспечивают одновременную подачу на блок 13 ,деления сигналов, пропорциональных квадрату действующего значения тока и и реактивной мощности К-й гармоники.Число выходных каналов анализаторов спектра определяется требуемой точностью измерений, Формула и з о б р е т е н и я1, Устройство для измерения реактивного сопротивления по авт.св,В 736024, о т л и ч а ю щ е е с я,тем что, с целью повышения точностиизмерения реактивного сопротивленияи автоматизации установки шага дискретизации, в него введены трансформатор напряжения, фильтр низких частот, и фаэосдвигающих цепочек, многовходовый сумматор, первый и второйдиоды, двухвходовый сумматор и блокинг-генератор, первичная обмоткатрансформатора напряжения соединенас входными зажимами устройства, вторичная обмотка соединена с входомфильтра низких частот, выход фильтра низких частот соединен с входамикаждой фазосдвигающей цепочки, выходы которых соединены с соответствующим входом многовходового сумматора,выход которого соединен с инвертирующим входом двухвходового сумматора через первый диод, включенный впрямом направлении, и с неинвертирующим входом через второй диод, включенный в обратном направлении, а выход двухвходового сумматора черезблокинг-генератор соединен с входами внешней синхронизации квадратурных анализаторов спектра.