Устройство для измерения коэффициента гармоник

(21) 40 (22) 11 (46) 30 (72) М. Н.В.Гол (53) 62 (56) Ав У 10388 Бюл, Р 16 мчук, С.В.А и О,Н.Велич 4 (088.8) дреево ьство СССР орское свиде3, 1983ОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФГАРМОНИКретение может быть использоисследовании характеристик ских сигналов, например нты гармоник. Устройство полосно-пропускающий фильтр аэователь 2 сигнала, полосждающий фильтр 5, измеритель ующего значения, блок 8 сравтегратор 10 Я СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРРИ ГКНТ СССР(57) Изоб вано при электриче коэффицие содержит 1, преобр но-загра 6 действ нения, ин тель 12 сигнала, переключатели 3,7 запоминаюший блок 9, блок 11 управления, делитель 13 переменного напря жения и сумматор 14, являющийся выходом преобразователя 2 сигнала. Устройство работает в два такта. Погрешность измерителя 6 действующего значения не входит в результат измерения коэффициента гармоник Ка влияние параметракоэффициента основной гармоники полосно-заграждающего фильтра 5 можно существенно уменьшить за счет выполнения условия настройки К= 1, где К- коэффициент преобразования пропускающего Фильтра на частоте основной гармоники, Поэтому устройство позволяет получить высокие показатели точности и чувствительности.Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может использоваться при исследовании характеристик электрических сигналов,Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента гармоник и уменьшение аппаратурных затрат.На чертеже представлена структур ная схема измерителя коэффициента гармоник.Устройство содержит пропускающий полосно-пропускающий фильтр 1, выход которого соединен с сигнальным 15 входом преобразователя 2 сигнала, выход которого соединен с одним входом первого переключателя 3, другой вход которого объединен с входом пропускающего фильтра 1, соединен с 20 клеммой 4 входного сигнала, Выход первого переключателя 3 соединен через заграждающий полосно-заграждающий Фильтр 5 с входом измерителя 6 действующего значения, выход которо го подключен к входу второго переключателя 7, один выход которого подключен к первому входу блока 8 сравнения, а второй выход через запоминающий блок 9 - к второму входу 30 блока 8 сравнения, выход которого через интегратор 10 соединен с управляющим входом преобразователя 2 сигнала. Блок 11 управления соединен с управляющими входами переключателей 3 и 7. Преобразователь 2 сигнала содержит соединенные последовательно преобразователь 12 сигнала основной гармоники в пропорциональный по действующему значению сигнал высших гар моник (например двухполупериодный выпрямитель) и делитель 13 переменного напряжения с регулируемым калиброванным значением коэффициента деления, выход которого соединен с 45 одним входом сумматора 14, второй вход которого соединен с входом преобразователя 12, а выход сумматора 14 является выходом преобразователя 2, Управляющий вход делителя 13 напряжения является управляющим входом преобразователя 2.Устройство работает в два такта. Работой ключей 3,7 управляет блок 1 управления. В исходном состоянии переключатели 3,7 находятся в положении м и исследуемый входной сигнал П а преобразуется заграждающим фильтром 5 и измерителем 6 действующего значе ц,.ц)Гкцц ц,ц где 11 а,П - действующее значениесоответственно основной и высших гармоник исследуемого;, сигнала 0; Ка, Ка- коэФфициенты преобразования заграждающего фильтра 5 соответственно начастотах основной и высших гармоник;а - относительная погрешностьизмерителя 6 действующего значения.Затем по сигналу с блока 11 управления переключатели 3,7 переводятся в положение а и исследуемый сигнал Ппреобразуется пропускающим фильтром 1, на выходе которого образуется сигнал основной гармоники(2) Кп Паю где К- коэффициент преобразования пропускающего фильтра 1 на частоте основной гармоники.Полученный сигнал основной гармоники 11 а преобразуется в преобразователе 2 сигнала преобразователем 12 во вспомогательный сигнал высших гармоник(3) КаР П причем коэффициент преобразованияпреобразователя 12 выбирают равным1 при этом обеспечивается равенстводействующих значений сигналов Пз,11 1 Пз = 11 (4) В качестве такого преобразователя может использоваться, например, двухполупериодный выпрямитель, который преобразует синусоидальный сигнал основной гармоники в сигнал высших гармоник такого же действующего значения и не содержащего основной гармоники, затем сигнал П преобразуется делителем 13 с коэффициентом деления К , на выходе которого сигналравен(5) В сумматоре 14 складывается сигнал основной гармоники Ба и сигнал ния. Результат этого преобразования запоминается запоминающим блоком 9.(6) 6 7) 5 од блока 8 сравн Ябло инающ нал Б, за 7 п ( Кп = Кир ХП ый в первом такте Нал блока с егратор 10,вне я, проиет ко резуль 10) рав решнос учетом носительная по та измерения с я Кделителя напряжсравнея,и ия равенства одах блока 8 лнения услов К- Кг я,КпР з (1),(13), и после ний, пренебрега ка малости, по Подставляя (12)есложных преобразоленами второго поручаем(9 Таким обяности составляющая пог(10) К прК чК 1 Пп ждающе щая параметр з 5 (коэффициен й гармоники Л) содержа фильтра основно (14) д измерен вления коэффицик иссле нала; гд в выраженрезультата ля погрешности ия входит сомн олнении условиО, параметры 5 не влияют н мог жителем 7 и К п = 1, т.е. режекторного циент подавленовной гармоаграждающего 45 при вып при т фильтр к.о эффния о К погрешност ик ом случа торногооК,=1 фильт астро получ ир При услови 1 из (1 Оеления осющей- Кг греш-. та К 4 делнно равно я полученияения коэффиие коэффициряжения чис ля 13ачению эффициентаго сигнала.мерителя 6параметрне влияют в ходимость в НО В ЭТОМ СЛ змеряемого кисследуем решность Р и го значения его фильтра е на результ гармон ента подавле фильтра 5 н Причем подействующзаграждаю этом случ а измерения множителю т измерения. высших гармоник Б 4. Поэтому на выходе сумматора 14 преобразователя 2действующее значение сигнала равно После преобразования этого сигнала взаграждающем фильтре 5 и преобразователе действующего значения на первыйвход блока 8 сравнения поступаетсигнал а на второй выходной си ка 9, получ Выходной си дя через ин эффициент д до достижен на обоих вх т.е. до выпо БП г ПТаким образом, результат измерения К, исследуемого сигнала отсчитывается по значению Кделителя 13 или в случае линейного закона управления коэффициентом К делителя 3 выходным сигналом У ,.интегратора 10 результат измерения К, пропорционален выходному сигналу Б интегратора 10.Определим результирующую погрешность измерения коэффициента гармоник Кс учетом неточного выполнения условий настройки, т.е. с учетом относительных погрешностей 1 ир, уп соответственно преобразователя и про. 4 пускающего фильтра 1, В этом случае результата измерения. В э можно обходиться без реже фильтра 1. Однако равенст в реальных устройствах выд новной гармоники (пропуск фильтр 1) выполняется с ностью , поэтому высокой точности из циента гармоник неофильтре 1 остается,чае влияние коэффициниязаграждающегопогрешность результауменьшается благодар- 10 К,Следовательно, по сравнению с прототипом в этом случае в десять раз снижаются требования к селективности (коэффициенту подавления основной . гармоники 1) заграждающего фильтра илипри одинаковой селективности в десять раз повышается чувствительность измерения К,.Таким образом, как видно из (10), (14), погрешность измерителя 6 действующего значения не входит в результат измерения К а . влияние параметра 1 заграждающего фильтра 5 может быть существенно уменьшена за Составитель В.СмолинРедактор М,Бандура Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк Заказ 2152/46 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,10 5 147Минимальное значение измеряемого коэффициента гармоник (чувствительность) в устройстве-прототипе ограничивается селективными свойствами (коэффициента 1 ) заграждающих Фильтров, т.е. прототип не позволяет измерять значения коэффициента гармоник меньше, чем коэффициент подавления из-эа наличия при этол в выходном сигнале заграждающего фильтра оснонной гармоники по уровню, превышающему высшие гармоники, и погрешность измерения в этом случае превы-. шает 100 , В предлагаемом устройстве, как следует из (14), при г = 100 , г,= 1пренебрегая г получаемпрфЛ1=0,01 + -- 0,01, (15)г счет выполнения условия настройки К= 1. Поэтому устройство позволяет получить более высокие показатели 6точности и чувствительности. Формула изобретенияУстройство для измерения коэффициента гармоник, содержащее полосно-пропускающий фильтр, преобразователь сигнала, полосно-эаграждающийфильтр, выход которого соединен свходом измерителя действующего значения, блок сравнения, выход которого 15 соединен с входом интегратора, выход которого подключен к управляющему входупреобразователя сигнала, о т л и ч аю щ е е с я тем, что,с целью повышения .точности измерения, дополнительно введены первый и второй переключатели, запоминающий блок и блок управления, выход которого соединен суправляющими входами первого и второго ключей, выход пропускающего фильт 25 ра соединен с сигнальным входом преобразователя сигнала, выход которогосоединен с одним входом первого переключателя, другой вход которого объединен с входом пропускающего фильтра 30 и соединен с клеммой входного сигнала, а выход - с входом заграждающегофильтра, выход измерителя действующего значения соединен с входом второго переключателя, один выход кото-,рого подключен к первому входу блокасравнения, а второй выход через запоминающий блок - к второму входублока сравнения.