Устройство для измерения среднего значения амплитуды установившегося напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 09) (И) 17 СПЧБЛИК(ч)5 С 01 й 19/О РИ ГКНТ СС ОПИСЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Методыобие длс.5 - 14.Р ЕРЕНИЯ ТУДЫ УСЯ лектриче- пользованачений и качества ных источГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМСРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ АМПЛИТАНОВИВШЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИ(57) Изобретение относится к эским измерениям и может быть исно в вольтметрах амплитудных зсистемах оценки показателейэлектрической энергии передвиж Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в вольтметрах амплитудных значений и системах оценки показателей качества электрической энергии передвижных источников. электропитания для измерения установившихся значений напряжения.Цель изобретения - повышение точности измерения установившегося амплитудного значения напряжения.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для измерения среднего значения амплитуды содержит измерительный трансформатор 1, выход которого свяников электропитания для измерения установившихся значений напряжения, Цель изобретения - повышение точности измерения установившегося амплитудного напряжения - достигается применением измерительного трансформатора 1, аналого-цифрового преобразователя 2, трех цифровых компараторов 4 - б, блока 7 сравнения кодов, регистра 8, задающего регистра 9, третьегс, четвертого, пятого счетчиков 13, 12, 25, трех дифференцирующих цепей 15- 17, двух логических элементов НЕ 18, 27. двух логических элементов И 19, 20, делителя 29 импульсов, дешифратора 23, шины "Сброс" 26 и электронного ключа 28, цифрового отсчетного блока 22. Устройство содержит также ограничитель 3, первый, второй счетчики 10, 11, генератор 21 импульсов, индикатор 24, 1 ил. зан к входами аналого-циФрового преобразователя (АЦП) 2 и ограничителя 3, первый 4. второй 5, третий б цифровые компараторы и блок 7 совпадения кодов, регистр 8, задающий регистр 9, первый 10, второй 11, третий 12, четвертый 13 счетчики и триггер 14, ервую 15, вторую 16 и третью 17 дифференцирующие цепи, первый логический элемент НЕ 18, первый 19 и второй 20 логические элементы И, генератор 21 импульсов, цифровой отсчетный блок 22, содержащий дешифратор 23, индикатор 24 и пятый счетчик 25, а также шину "Сброс" 26, второй логический элемент Н Е 27, электронный ключ 28, делитель 29 частоты.20 Шина входного сигнала через электронный ключ 28 соединена с входом аналого-циФрового преобразователя 2, разряды выхода которого соединены с разрядами первого входа первого цифрового компаратора 4 и разрядами входа регистра 8, разряды выхода которого соединены с разрядами второго входа первого цифрового компаратора 4 первый вход которого соединен через первую дифференцирующую цепь 15 с синхранизирующим входом регистра 8, второй выход через вторую дифференцирующую цепь соединен со счетным входом второго счетчика 11 и единичным входом триггера 14, вход сброса которого соединен со сбросовым входом первого счетчика 10 и через третью дифференцирующую цепь 17 - с выходом ограничителя 3, вход которого соединен с выходом электронного ключа 28 и входом первой дифференцирующей цепи 15, а выход триггера 14 соединен с третьим входом первоо логического элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом генератс ра 21 импульсов и четвертым входом второго элемента И 20, а первый вход -с выходом второго логического элемента НЕ 27, вход которого соединен с первым входом второго элемента И 20 и выходом второго цифрового компаратора 5, разряды первого вхоца которого соединены с соответствующими разрядами выхода регистра 8, а разряды второго входа - с соответствующими разрядами выхсда первого счетчика 10, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И 19, и счетным входом третьего счетчика 12, разряды выхода которого соединены с соотве.гствующими разрядами первого входа четвертого цифрового компаратора, а вход сброса - с шиной "Сброс" и входом сброса пятого 25, четвертого 13 и второго 11 счетчиков, и ричем разряды выхода второго счетчика 11 соединены с соответствующими разрядами первого входа третьего цифрового компаратора 6, разряды второго входа которого соединены с разрядами выхода зацающего регистра 9, первый выход - с управляющим входом электронно о ключа 28, второй выход - с третьим входом второго элемента И 20, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ 18, вход которого соединен с выходом блока 7 совпадения кодов, разряды второго Входа которого соединены с соответствующим 1" разрядами выхода четвертого счетчика 13, счетный вход которого соединен с выходом второго злемента И 20 и входом делителя 29, выход которого соединен со счетным входом пятого счетчика 25, разряды выхода которого соединены через дешифратоо 23 с разрядами входа индикатора 24.Устройство работает следующим образом.Подается сигнал на шину "Сброс" 26, Счетчики 11 - 13 и 25 сбрасываются. При появлении положительной полуволны напряжения на выходе трансформатора 1 появляется сигнал на выходе ограничителя 3, который поступает на входы дифференцирующих цепей 15 и 17, и импульсами с их выходов сбрасываются счетчик 10, регистр 8, а триггер 14 переводится в состояние, при котором исчезает сигнал с его прямого выхода. Одновременно сигнал с выхода трансформатора 1 поступает на вход АЦП 2, и код с его выхода поступает на первый вход компаратора 4, где сравнивается с кодом, поступающим с выхода регистра 8, Поскольку регистр 8 был предварительно сброшен, а напряжение на входе АЦП 2 возрастает, то появляется сигнал на первом выходе компаратора 4, Этот сигнал поступает на вход дифференцирующей цепи 15, и по импульсу с ее выхода в регистр записывается код возросшего мгновенного напряжения. При дальнейшем увеличении будет происходить перезапись кодов в регистре 8 до момента записи кода амплитудного значения первой полуволны. На ниспадающем участке напряжения коды мгновенных значений напряжения на выходе АЦП 2 будут меньше сформировавшегося кода амплитуды на выходе регистра 8 и появится сигнал на втором выходе компаратора 4. Сигнал с второго выхода компаратора 4 поступает на вход дифференцирующей цепи 16, сигналом с выхода которой триггер 14 переводится в состояние, при котором появляется "1" на его прямом выходе. Сигнал на выходе компаратора 5 отсутствует, так как на его первый вход подан код амплитуды первой волны исследуемого напряжения с выхода регистра 8, а на второй вход подан нулевой код с выхода счетчика 10, предварительно обнуленного. Низкий уровень с выхода компаратора 5 инвертируется логическим элементом НЕ 27 в "1", которая поступает на первый вход элемента И 19. С приходом "1" с выхода триггера 14 через элемент И 19 с выхода генератора 21 на вход счетчиков 12 и 10 будут поступать импульсы, Поступление импульсов на счетчики 12 и 10 прекратится в момент, когда коды на выходе счетчика 10 и выходе регистра 8 совпадут. При этом появится сигнал на выходе компа 1688173ратора 5, а на выходе элемента НЕ 27 исчезнет, закрывая элемент И 19 по первому вхо- АУВ момент появления второй положительной полуволны исследуемого напряжения счетчик 10, триггер 14 и регистр 8 переводятся в исходное состояние, в счетчик 11 записано число проэнализированных полуволн, а в счетчик 12 - код амплитуды 10 первой полу;,олны.Формирование кода амплитуды второй полуволны в регистре 8 происходит аналогично описанному выше. После записи кода амплитуды на втором выходе компаратора 4 появляется вновь сигнал, и второй импульс с выхода дифференцирующей цепи 16 заносится в счетчик 11, Одновременно меняет состояние триггер 14 и элемент И 19 открывается, пропуская импульсы с выхода 20 генератора 21 на вход счетчиков 12 и 10. На выходе счетчика 12 формируется код суммы амплитуд первой и второй полуволн, а на выходе счетчика 10 формируется код амплитуды второй полуволны, После завершения формирования кодов появляется сигнал на выходе компаратора 5 и элемент И 19 закрывается по первому входу,В момент появления очередной волны регистр 8, счетчик 10 и триггер 14 вновь 30 переводятся в исходное состояние и все повторяется. При этом в счетчике 12 формируется код суммы амплитуд полуволн, а всчетчике 11 - код числа проанализированных полуволн,35 При достижении заданного регистром 9 числа проанализированных амплитуд коды на входах компаратора 6 совпадают. Сигнал на первом выходе компаратора 6 исчезает, закрывая ключ 28 и отключая входное на 6 сигнал появляется, подготавливая элемент И 20 по третьему входу. По второму входу элемент И 20 подготовлен сигналом с выхода элемента НЕ 18, так как на входах 45 блока 7 коды не совпадают. После завершения формирования кода амплитуды последней полуволны на выходе счетчика 10 и суммы кодов на выходе счетчика 12 появляется сигнал на выходе компаратора 5 и от 50 крывается элемент И 20, Сигналы с выхода генератора 21 начинают поступать на вход счетчика 13 и через делитель 29 - на вход счетчика 25. Коэффициент деления делителя 29 устанавливают равным числу проанализированных полуволн, установленному задающим регистром 9,На выходе счетчика 25 формируется код средней амплитуды и роанализированных полуволн исследуемого напряжения. Формирование кода завершается, когда выравпряжение, а на втором выходе компаратора, 40 ниваются коды на выходах счетчиков 12 и 13. При этом появляется оигнал на выходе компаратора 7, а на выходе элемента НЕ 18 исчезает, закрывая элемент И 20 по второму входу.Код средней амплитуды с выхода счетчика 25 подается на вход дешифрэтора 23, где дешифрируется в удобную для индикации форму и поступает нэ вход индикатора 24,Формула изобретения Устройство для измерения среднего значения амплитуды установившегося напряжения, содержащее электронный ключ, счетчик, цифровой отсчетный блок, триггер, аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, блок совпадения кодов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены ри цифровых компаратора, регистр, задающий регистр, три дифференцирующие цепи, ограничитель, делитель частоты, два элемента И, два элемента НЕ, три счетчика, измерительный трансформатор, первый выход вторичной обмотки которого соединен с входом электронного ключа, выход которого соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выходы которого соединены с первыми входами первого цифрового компаратора и входами регистра, выходы которого соединены с вторыми входами первого цифрового компаратора, первый выход которого соединен через первую дифференцирующую цепь с синхронизирующим входом регистра, э второй выход через вторую дифференцирующую цепь соединен со счетным входом второго счетчика и счетным входом установки триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса первого счетчика и через третью дифференцирующую цепь - с входом первой дифференцирующей цепи и с выходом ограничителя, вход которого соединен с выходом электронного ключа, выход триггера соединен с третьим входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов 1 четвертым входом второго элемента И. а ;,ервый вход - с выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с первым входом второго элемента И и выходом второго цифрового компаратора, первый вход которого соединен с выходом регистра, а второй выход - с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И и счетным входом третьего счетчика, выходы которого соединены с первыми входами четвертого цифрового компаратора, а вход сброса с шиной "Сброс",