Способ раздельного измерения параметров комплексных величин

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Клф с присоединением заявки М 6 01 й 17/02 Гоеударствеяямй.комятет СССР яо аеюам изобретеяяй я открытяй(72) Авторыизобретения А.А.Лупачев, А.Л.Ольшанский, Г.А.Ст ига-и Д,И.Жаров ульский,ордена Трудового Красно Зн политехнический институ(71) Заявител 4 СПОСОБ ЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВЕКСНЫХ ВЕЛИЧИН оба являакже длитель как этот . Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспольэсвано для раздельного измерения параметров комплексных величиннапример, для измерения параметрсеэлектрических цепей, а также для измерения неэлектрических величин спомощью индуктивных и емкостных первичных преобразователей,Известен способ измерения па-.раметров комплексных величин, основанный на компенсации измеряемогосигнала сигналом, пропорциональноизменяющимся во времени, заключающийся. в.преобразовании измеряемогосигнала в синусоидальный, компенсации его в течение каждого полупериода компенсирующим сигналом, причемкоэффициент пропорциональности компенсирующего сигнала изменяют дотех пор, пока время от начала развертки до момента компенсации нестанет равным половине полупериода,после чего измеряют время от началаразвертки до момента равенства компенсирующего сигнала заранее заданному уровню 11.Недостатком этого спосется низкая точность, а тное время измерения, так способ измерения не учитывает Формы измеряемого сигнала.Наиболее близким к предлагаемомутехническим решением является способв котором осуществляется преобразование измерительного сигнала в синусоидальный, компенсация его в тече.ние каждого полупериода основным ком 4пенсирующим сигналом, линейно-иэме- ,О няющимся во. времени, изменения изме"ряемого параметра компенсирующегосигнала на величину, определеннуюФдля данной итерации, до тех пор, покапоследняя разность не будет равна5 нулю 21.Недостатком способа является значительное время измерения,Цель изобретения - уменьшение времени измерения.20 Поставленная цель достигаетс я тем,что в способ, включающий преобразо вание измеряемого сигйала в синусоидальный, компенсацйю его в течениекаждого полупериода основным ком 5 пенсирующим сигналом, линейно-изме"няющимся во времени, изменение измеряемого параметра основного компенсирующего сигнала на величину, опре"деленную для данной итерации, вводят.О дополнительный компенсирующий сигналЧ =к(ь-т ,Чк:к(-т.) где хх Ч с А 51 пж, и -Т; = Т (21-1) /4 определяют производную синусоидального сигнала в области компенсации, изменяют измеряемый параметр дополнительного компенсирующего сигнала на величин), определенную для данной итерации, а изменение измеряемого параметра основного и дополнительного компенсирующих сигналов для последующей итерации определяют с учетом отношения величин производной синусоидального сигнала и крутизны характеристики основного компенсирующего сигнала 10 в данной итерации.Причем, значения крутизн характеристик основного и дополнительного компенсирующих сигналов выбирают либс равными, либо разными. 15На фиг,1 и 2 показан график адаптивного процесса измерения параметров комплексных величин с использованием двух компенсирующих сигналов, имеющих равные значения крутизн характеристик для промежуточной 1-ой итерации и последней Н-ой итерации соответственно на фиг.З и 4 - график адаптивного процесса измерения параметров комплексных величин с использованием двух компенсирующих сигналов, запускаемых одновременно, но с разными значениями крутизн характеристик для промежуточной 1-ой итерации и последней Н - ой итерации с сот в етс тв енн о. 30На фиг.1 - 4 изображены1 - измеряемый сигнал: с/:С 5 о(МФ):А 5 ГЮЬ+Ь С,05 ЮЪ, х известная круговаячастота опорного сигнал а 1ооб 4 С - квадратурная составляющая) 40В - амплитуда квадратурнойсоставляющей сигнала;сдвиг фазы измеряемого сигнала относительно опорного2 - синфазная составляющая измеряемого сигнала: где А " амплитуда опорного сигналами3 - основной компенсирующий сигнал в 1-ой итерации: где К Сдо- крутизна характеристикиосновного и дополнитель"ного компенсирующИх сиг,налов (равные значения),Т, - значение, момента времени 6 Озапуска основного компенсирующего сигнала в 1-ой1и т ерации1 ф,2 Н- номер итерации в процессе иэмерения Н - номер итерации, в которой измерен искомый параметр 14 - дополнительный компенсирующий сигнал в 1-ой итерации Лггде Т; Т+ьТ - значение момента времени запуска дополнительного компенсирующего сигнала в 1-ойитерации,ьТ - отрезок времени, равныйинтервалу между запусками компенсирующихсигналов;5 - касательная к измеряемому сигналу в районе компенсации в 1-ой итерации 16,7 " основной и дополнительный сигналы в Н-ой итерации соответственно 18,9 - основной компенсирующий сиг" ,нал в 1 "ой итерации и Н-той итерации соответственно:М =к (+ -;),10,11 - дополнительный компенсирующий сигнал в 1-ой итерации соответственно: где К 9(о-ьо) -крутизна характеристики дополнительного компенсирующегосигнала (разные значения);Ьс - разность углов наклона основного с 6 и дополнительного с(, компенсирующих сигналов. Кроме этого на фиг.1 - 4 введеныледующие обозначения:Т 1 ,Т - значения моментов компенсации измеряемого сигнала в 1-ой итерации для основного и дополнительногокомпенсирующих сигналов соответственно," ф; - угол наклона касательной кизмеряемому сигналу в 3.-ой итерации,которым в точке касания определяетсяпроизводная сигнала,Тз,= Т (41-3) /4- -.й - момент времени,соотв етст вующий экстремумуопорного сигнала,при компенсацииодин раэ за период измеряемогосигнала Т .,- то же, при компенсации два раза эа периодсигнала Тс,А,А- граничные значения эоны допустимой погрешности измеренияизмеряемого сигнала,855508 гдв П 3.ф ЧС пп)паВ)п)иОП вп)ПЪ)п),) Ч рд Ъ)ПаС=О)505 Ь Ь)оЧ)/1соб позволяет существенно сократить время на измерение параметров комплексных величии. Т (мС Т (мС) т) )мс 1% (мс ьт)мс)ах)мс с Ф)мс) 1 й 1(в)1 1 О, 2 О, 2562 О, 3190 О, 3219 О, 0062 2 0,1024 0,1086 0,2446 0,2478 0,0062 3 0,1128 0,1190 0,2501 0,2540 0,0062 0,5658 0,02 4 0,1122апе 3 епппщщпщп П лом,-линейно-измбняющиься во времени, изменение кзмврявмого параметра 40 основного компенсирующего сигнала навеличину, определенную для данной итерации, о т л ы ч а ю щ и й с я тем, что., с целью умвньщения времени иэмервния, вводят дополнительный компвнскрующий сигнал, опрвделяют Формула изобретения Т;, при изменении моментов запуска компенсирующих сигналовК;, при изменении крутизн характеристик компенсирующихсиги апов32 -номер итерации а, прк изменении моментов запуска компенсирующих сигме налов ) О, при иэмвнвиии крутизны характеристик компенсирующих сигналбв, П р и м е р. Данный метод цифрового измерения опробировался на измерении амплитудного значения синфаэной составляющей измеряемого сигнала с частотой )/2 В "-1000 Гц.Иэмвряеьый сигнал описывается вь 1 рахвнивм а вго синфазная составляющая описыва втся выракением Требувмая пограоность.измерений составляет величину 0,1 Ф, т.е. граничные значения зоны допустимой погреаности опредепяются в соответствии с выражениямиА+А + 0001АА-А - 0,001 п АИ равны А 40,5662, А0,5650. При реализации данного способа осущвствлявтся итерационное изменение мсмвнтов запуска двух компенсирующих сигналов в соответствии с выраавнияве (1), (2) и (3), причем их крутизна равна К . КВ/с и остается постоянной, а компвнсация измеряемого сигнала развертывающими сигналами осуществляется;, двакды за период То 1 м С. 1. Споссб раздельного), измерения параметров комплексных в еличын, включающий преобразование измеряемого сигнала в синусоидальный, .компенсацию вго в твчвнкв каадого полуцерыода основным компенсирующим сыгна 5 0 20 2 ЗО Запуск основного компенсирующегс,сигнала осуществлен в момент, соответствующий экстремуму опорного сигнала, т.е. Т,=- 0,25 мС, а запуск дополнитвльного компенсирующего сигнапаосуществлен в момвит Т 4 =Т 1 Т0,2562 мС, гдв д Т 6210 4 мС.Компенсация измеряемого сигналав первой итврацки развертывающиминаступила в моменты Т; с 0,319 мс,Т: 0,3219 мС, Прк этом моментам компенсации были рассчитаны моментызапуска компенсирующих сигналов дпяследующей, второй, итерации. Приэтом, кваэкоптимальныЦ коэффициентвеса восле первой итерации х=г,13 г 9,т,е. отличен от аналогического коэффициента иэвесткоуо способа, равного единице, во всех итерациях.Моменты .запуска во второй итерацииравные Тъ м)Т 1-хФ.) +Т/2 фмТ-.,дТ(Т т-Тз, )/ох,+Т,/2 0,6024 мсу Ф -Т+дт0,6086 йС,В момент Т к Ф во втором попупериоде проиэведвн запуск соответствующих компенсирующих сигналов и зарегистрированы Т к Т и т.д.Основкыв параметры итерационногопроцесса пры адаптивном способе измвреныя сведены в таблицу, гдв ( Ъотносительная погреаность измеренияв 1-ой итерации,% оо 1 дф д,Значения момвнтов времвии Т,Т;,Ф;Ф; приведены в таблице относительнонулевого момента времени синфаэногосигнала в 1-ой итерации.Иэ таблицы следует,что измерительный компенсационко-итерационный процесс с требуемой погрешностью эавврщвн эа три итерации (Нфм 3) .Следов ателъно, првдлагавмый спо 0,0029 2,1379 +0,069 0,2762 28,9 0,0032 1,9375 -0,0054 0,5846 1,9 0,0037 1,6768 +0,0003 0,5652 0,04производную синусоидального сигнала в области компенсации, изменяют измеряеьый параметр дополнительного компенсирующего сигнала на величину, определенную для данной итерации, а изменение измеряемого параметра основ з ного и дополнительного компенсирующих сигналов для последующей итерации определяют с учетом отношения . величин производной синусоидального сигнала и крутизны характеристики основного компенсирующего сигнала в данной итерации,2, Способ раздельного измерения параметров комплексных величин по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтои значения крутизн характеристик основного й дополнительного компенснрущих сигналов выбирают равными.3, Способ раздельного измеренияпараметров комплексных величин поп.1, отличающийс я тем,что значение крутизн характеристикосновного и дополнительного компенсирующих сигналов выбирают равными.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 464826 ю 201 1 17/02 с 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 521522, кл, 2 0 01 В 17/Об, 1977855508 Составитель В,Бочароволощук Техред М. Голинка Корректор Г.Решетни ор 2 кав 68 мн кая филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4/61 ТиражВНИИПИ Госудапо делам и13035, Москва ственногообретенийЗ, Рауш одпис ноеа СССРытийбд,4/5