Измерительный преобразователь электрических сигналов произвольной формы

ОПИ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСНО 44научно-исслнергетики ь дотнал сосигпряже сумен кпроя 3 ФО СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР .(56) Авторское свидетельство СР 1173331, кл, С 01 К 19/02, 1Авторское свидетельство СССР 218306, кл, С 01 К 21/Об, 19(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВО 7) Изобретение относится к электро 2измерительной технике и решает зчу измерения мощности и квадратафективного значения напряжения,изобретения - повышение точностипри исследовании сигналов несиммричной формы и расширение функциных возможностей. Преобразователдержит сумматоры 1 и 5, три квадра 2-4, генератор 6 треугольногоряжения. Каждый квадратор содержикомпаратор , инвертор 8, ключи10, усредняющий блок 11. Входныеналы, пропорциональные току и нанию соответственно, подаются нады квадраторов 2 и 4 и на входыматора 1, выход которого подключвходу квадратора 3. Напряжение,порциональное мощности, снимаетсс выхода сумматора 5. 2 ил.Изобретение относигся к измерительной технике и может быть использованов приборах, измеряющих эффективные,значения электрических сигналов проЙзвольной Формы, а также мощность,зобретение решает задачу комплексного измерения квадрата эФФективногозначения, тока и напряжения произвольой формы, нацример, несимметричных, 10также их активной мощности.Цель изобретения - расширение Фунциональных возможностей за счет возгожности одновременного измеренияощности электрического сигнала иреднеквадратичных значений тока иапряжения, повышение точности присследовании сигналов несимметричнойормы.На фиг. 1 показана блок-схема 20редлагаемого устройства; на.фиг,2ременные диаграммы работы.Устройство содержит сумматор 1,ервый 2, второй 3 и третий 4 блокипреобразования электрических сигналов 25в квадрат эффективного значения(квадраторы), сумматор 5, генератор6 треугольного напряжения, Каждыйквадратор включает компаратор 7,инвертор 8, ключи 9 и 10, усредняющий блок 11. Первый вход устройстваподключен к первому входу первогосумматора 1 и входу квадратора 2,второй вход подключен к входу квадра"тора 4 и второму входу сумматора 1,выход которого подключен к входуквадратора 3, Выходы квадраторов 2 иА,являются выходами устройства и подключены к первому и третьему входамсумматора 5, к второму входу которого подключен выход квадратора 3. Свыхода сумматора 5, являющегося выходом устройства, снимают сигнал, пропорциональный мощности,Устройство работает следующим образом.п(с)й, о Па напряжение 1Г 1реднении импульсовтельности, равнот,цНгР 1 2 ТЦсп,Ыйс,получаемое при усвторой последова(с) с 1 с 1 2 ТСуммарное усредненное напряжениеБ, равно ст,. Входное нормализованное напряжение Пц(с), пропорциональное напряжению на объекте, поступает на первый вход устройства, а второе нормализованное напряжение Б;(с) , пропорциональное току на объекте, поступает на второй вход устройства, Сумматор 1 суммирует входные напряжения Бц(с) и 1 г;(с) и приводит их сумму, в свою очередь, к новому нормализованному значению. Квадраторы работают параллельно и аналогично, Рассмотрим, например, работу канала преобразования квадрата эффективного значения напряжения,С первого входа устройства напряжение Бц(с) попадает на первый вход первого компаратора 7, на сигнальный вход первого ключа 9, на вход инвертора 8, где инвертируется, и поступает на сигнальный вход второго ключа 10. Генератор 6 переменного треугольного напряжения вырабатывает напряжение Б,.(с) с амплитудой Н, причем Бт макс Нц мас (Фиг. 2 а) . Переменное треугольное напряжение Б (с) поступает на второй вход компаратора 7. Компаратор 7 сравнивает напряжения на своих входах (фиг. 2 б).Первый 9 и второй 10 ключи управляются логически противоположными сигналами, т,е, когда на управляющем входе присутствует сигнал высокого уровня, первый ключ 9 открыт, а второй ключ 10 закрыт. Таким образой, первый ключ 9 формирует из входного напряжения цц(с) импульсную последовательность на интервалах времени, когда Бц(с)Б (с), а второй ключ 10 Формирует из инверсного напряже." ния Г(с) импульсную последовательность на интервалах времени, когда Нц(с)Б (с), Обе импульсные последовательности поступают на соответствующие входы усредняющего блока 11, где суммируются и усредняются.Из (2) известно, что напряжение У получаемое при усреднении имс,пульсов первой последовательности положительной полуволны Т, равно1 Б: .пг(с)дс + к т., 2 Тп. 2 Т ТНг (с) сг1 11 ТНт у ас5 1525605Аналогично для отрицательной полуволны Т напряжения 0(с) равнот1ц = - - - -ц(с) ст макСНапряжение У, , получаемое при ус"реднении импульсов за весь период Травно Формула и зобр ет ения Измерительный преобразова гельэлектрических сигналов произвольнойформы, содержащий три блока преобра зования сигналов в квадрат эффективного значения (квадратора), два сумматора, входы первого из которых являются входами устройства, а выход подключен к входу второго квадратора, 15 выход которого подключен к второмувходу второго сумматора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью.повьппения точности и расширения функциональных возможностей, в него вве ден генератор треугольных импульсов,вход первого квадратора подключен к .первому входу устройства, выход подключен к первому выходу устройства ик первому входу второго сумматора,вход второго квадратора подключен квторому входу устройства, выход подключен к второму выходу устройства итретьему входу второго сумматора, выход которого является третьим выходом 30 устройства, выход генератора треугольных импульсов подключен к тактовымвходам квадраторов, а каждый квадратор включает инвертор, компаратор, +два ключа и усредняющий блок, выходкоторого является выходом квадратора,входы подключены соответственно квыходам ключей, информационный входпервого из которых подключен к входуквадратора, а второго - к выходу ин вертора, вход которого подключен квходу квадратора, управляющие входыключей подключены к выходу коипаратора, входы которого подключены соответственно к вхоцу квадратора и так товому входу квадратора. Откуда получаем т10 " --- 0(с)йс,грч Т 0о Таким образом, преобразование входного напряжения полностью осуществляется в одном полупериоде, что снимает принципиальные ограничения на симметрию полуволн как в пространственном, так и временном отношениях, что повьппает точность преобразования при произвольной форме измеряемого напряжения.На выходе третьего квадратора 4 имеем т Б, = --- О(с)дс 1 т мас оМощность определяется с помощью сумматора 5 в соответствии со следующим соотношением т т11 ц(с) 1 (с) 1 с 2 Т 0(с)оо1525 Ь 05Составитель С.Рунковедактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э,Ланчако акаэ 721940 Тираж 714 Подписное НИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5оиэводствеино-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101