Измеритель действующего значения переменного напряжения

( 9) ( 1) 1) 6 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН СССР ОТНРЫТИЙЗОБРЕ ТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ 3, 3 ЙМл ЕНИЯ К АВТО о ряже(21) 3446986/18-21(7) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта(56) 1Волгин Л.И. Измерительныепреобразователи переменного нап ння в постоянное. М., "Советское радио", 1977, с, 131.2. Авторское свидетельство СССР В 447623, кл. 6 01 й 19/02, 1974. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый ключ, соединяющий вход измерителя через первый интегратор и первый нуль-индикатор с первыми входами двух триггеров, второй ключ, соединяющий вход измерителя через второй интегратор и второй нуль-индикатор с вторым входом второго триггера, генератор опорной частоты, подключенный к управляющему входу первого ключа и к второму входу первого триггера, третий и четвер тый ключи, входы которых объединены, а выходы соединены соответственно с входами первого и второго интеграторов, выход первого триггера подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, прямой выход второго триггера подключен к управляющему входу четвертого ключа, и генератор заполнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены два элемента И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем генератор заполнения подключен к первым входам элементов И вторые входы которых соединены соответственно с прямым выходом второго триггера и. с его инверсным выходом, выход первого элемента И соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика,:а выход второго элемента И - с входом обратного счета реверсивного счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатору и через цифроаналоговый преобразователь - к входам третьего и четвертого ключей.Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения действующего значения напряжения или тока.Известен измеритель действующегозначения переменного напряжения,содержащий один квадратичный преобразователь, вход которого являетсявходом измерителя, а выход последовательно-встречно соединен с выходом 1 Овторого квадратичного преобразователя, вход которого подключен к выходу усилителя, являющегося выходомизмерителя, причем вход усилителяподключен к необъединенным выходам 1обоих квадратичных преобразователей Г 1 Я,Недостатком данного устройстваявляется низкая точность, связаннаяс погрешностями квадратичных преобразователей.Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель действующего значения переменного напряжения, содержащий первый.ключ, соединяющий вход измерителя через первый интегратор и первый нуль-индикатор с первыми входами двух триггеров, второй ключ соединяющий вход измерителя через второй интегратор и второй нуль-индикатор с вторым входом второго триггера, генератор опорной частоты,подключенный к управляющему входупервого ключа и к второму входу первого триггера, третий и четвертыйключи, входы которых объединены исоединены с источником опорного напряжения, выход первого триггераподключен к управляющим входам второго и третьего ключей, выход второго триггера соединен с одним иэвходов блока заполнения, к второмувходу которого подключен генераторимпульсов заполнения, а выход соединен со счетчиком импульсов, к вы- фходу которого подключен блок нормировки по числу тактов измерения, сое"диненный в свою очередь с блоком извлечения корня 12 1.Недостатком известного устройства фявляется низкая точность, обусловленная многократным преобразованием интервалов времени в число импульсови обратно, выполняемых в блоках нормировки и извлечения корня путем ээдвойного интегрирования сигналов.Целью изобретения является повышение точности измерения путем умень. шения числа преобраэований сигнала и устранения возникающей при этих преобразованиях погрешности.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель действующего значения переменного напряжения, содержащий первый ключ, соединяющий вход измерителя через первый интегратор и первый нуль-индикатор с первыми входами двух триггеров, второй ключ, соединяющий вход измерителя через второй интегратор и второй нуль-индикатор с вторым входом второго триггера, генератор опорной частоты, подключенный к управляющему входу первого ключа и к второму входу первого триггера, третий и четвертый ключи, входы которых объединены, а выходы соединены соответственно с входами первого и второго интегратора, выход первого триггера подключен к управляющим входам второго и третьего ключей, прямой выход второго триггера подключен к управляющему входу четвертого ключа, и генератор заполнения, дополнительно введены два элемента И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем генератор заполнения подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым выходом второго триггера и с его инверсным выходом, выход первого элемента И соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика, а выход второго элемента И - с входом обратного счета реверсивного счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатору и через цифро-аналоговый преобразователь - к входам третьего и четвертого ключей.На фиг,1 приведена структурная схема измерителя 1 на фиг,2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит первый 1 и второй 2 ключи, входы которых соединены с входом измерителя. Выход первого ключа 1 через интегратор 3 и нуль-индикатор 4 подключен к первым входам двух триггеров. Выход второго ключа 2 через интегратор 5 и нуль- индикатор 6 подключен, к второму входу второго триггера 7. Генератор 8 опорной частоты соединен с вторым входом первого триггера 9 и с управ.ляющим входом первого ключа 1. Входы третьего 10 и четвертого 11 ключей объединены и соединены с выходом- функции; котбрые принимаот значения 0,1 и опре деляют операции в реверсивния импульсоваполнения. 1163 цифро-аналогового преобразователя 12 Выход первого триггера 9 соединен с управляющими входами ключей 2 и 10. Генератор 13 заполнения соединен с первыми входами двух элементов И, причем второй вход первого элемента И 14 соединен с прямым выходом второго триггера 7 и с управляющим входом четвертого ключа 11. Второй вход второго элемента И 15 подключен к инверсному выходу второго триггера 7. Реверсивный счетчик 16 входом прямого счета соединен с выходом первого элемента И 14, а входом обратного счета -с выходом, второго элемента И 15. Выход ревер" сивного счетчика 16 соединен с входами цифрового индикатора 17 и цифроаналогового преобразователя 12.Измеритель действующего значенияпеременного напряжения работает сле-, Дующим образом.В течение времени То (,фиг,2 1 пер" вый интегратор 3 интегрирует входную величину 0(й). Затем в течение вре" мени Т разряда первого интегратора 3. сигналом обратной связи ц , подаваемым на вход первого интегратора 3 через третий ключ 10, интегрирует входной сигнал с помощью второго интегратора 5. Цикл работы заканчивается по истечении интервала Т разря 2 да второго интегратора 5. На выходе второго триггера 7 таким образом формируются импульсы, пропорциональные отношению квадратов мгновенных З 5 значений входного сигнала и сигнала обратной связи. С помощью генератора 13 заполнения и двух элементов И на входы реверсивного счетчика 16 подаются импульсы, количество кото рых на его входе прямого счета пропорционально длительности импульса на выходе второго триггера 7. На входе обратного счета реверсивного счетчика 16 количество импульсов 5 заполнения пропорционально длительности пауз между выходными импульсами второго триггера 7.Процесс преобразования описывается.системой уравнений 50 а - ОоохО,( ) -. т)1Решение системы уравнений даетфУнкцию преобразованияггпуТ = -- ТО фосТВремя Т выбирается равным в в .2Рещение системы уравнений (1 1 дает функцию преобразованияггТ =. -- Тг гй оТЕсли Т-- то при равенствео 2 эдействующего значения входного сигнала и сигнала обратной связи ТТ= То 2 , т.е. в установившемсярежиме количество импульсов, приходящих на вход сложения реверсивногосчетчика 16, будет равно количествуимпульсов, поступающих на вход вычитания.,гаЕсли отношение -- уг то Т ) ТЭ 2 офоот,е. число импульсов, поступающих навход сложения, будет больше, чемпоступающих на вход вычитания, и показание счетчика 16 будет увеличиваться. При -- (1-ТТ содержимое2 ооссчетчика 16 будет уменьшаться.ЭЕмкость реверсивного счетчика 16выбирается много большей, чем максимальное количество импульсов, которое может поступить на его вход завремя одного цикла преобразования Т,т е где 8 - количество раз него счетчика;- частота следов генератора 13Вследств выходе реве пропорционал венных знач то в устано стве поддерже того сивног ен сум ний вх вше вае что сигнал на счетчика 6квадратов мгнодного сигнала, режиме в устрой- равенство Допустим (О - Ч )ГЧ фс тяфВ Ос 2 м фгде Ю - максимальная величина напряжения обратной связи. В этом случае эа один цикл преобразования Тсодержимое реверсивного счетчика.16и, Следовательно, напряжение обрат, ной связи Ч изменяется на величину, недостаточную для достиженияравенстваотОесСледовательно, для достижения установившегося режима будет затрачено1время, равное нескольким циклам преобразования, т.е. сигнал на выходереверсивного счетчика 16 будет пропорционален сумме квадратов мгновенных значений входного сигнала.В предлагаемом устройстве реверсивный счетчик 16 выполняет функциюинтегрирующего звена.,Для устранения пульсаций сигналыобратной связи с выходов реверсивного счетчика .16, подаваемые нацифроаналоговый преобразователь 12,берутся с его старших разрядов.1 фос т.е. величина напряжения обратной связи пропорциональна действующему значению входного напряжения.Результат измерения действующего значения отображается цифровым ин дикатором 17, соединенным с выходами реверсивного счетчика 6.В устройстве эа счет поддержания равенства ( 2 ) достигается исключение операции извлечения квадратного корня.Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения действующего значения переменного напряжения за счет уменьшения числа преобразований сигнала. 0 02) - -- м (2)0В этом случае сигнал обратнойсвязи не меняется, следовательно,множитель 1/О можно вынести эа знакгсуммы. При этом, переходя к пределу,можно записать0 Дс Чф,0 фгде 7 - время интегрирования, которое зависит от емкости реверсивногосчетчика 16 и частоты генератора 13заполнения. Отсюда величина сигналаобратной связи163278 6 Тираа 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй 113035, Москва, 3"35, Раушская наб., д. 4