Способ измерения отношения двух переменных напряжений и устройство для его осуществления
Изобретение относится к электроизмерительной технике.Цель изобретения - повышение, точности измерения. Устройство,реализующее способ,содержит преобразователь 1 переменного напряжения ,коммутаторы 5 и 6,управляемый делитель 7 напряжения, аналогоцифровой преобразователь 9 и запомиг Л накиций блок 10. Введение неградуированного источника 8 переменного напряжения , делительного блока 11, перемножителя 12, блока 13 обработки результатов измерений и блока 14 управления позволяет кроме преобразования измеряемых переменных напряжений в постоянные напряжения и определения отношения полученных постоянных напряжений формировать вспомогательное переменное напряжение, преобразуя N значений вспомогательного переменного напряжения в постоянное напряжение , запомнить их результаты, разделить вспомогательное переменное напряжение на коэффициент деления К и преобразовать N значений поделенносл го напряжения в постоянные напряжения , которые измеряются. В описании приведены система управления и отношения , позволяквдие запомнить результаты измерения и получить коэффициенты характеристики нелинейности N5 преобразования переменного напряже05 ния в постоянное. 2 с.пф-лы, 1 ил. to 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
COUHAËÈCÒÈ×ÅÑHÈХ
РЕСПУБЛИН (51) 4 С О1 R !9/10 с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l а
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829048/24-21 (22) 25.12.84 (46) 07.10.86. Бюл. Ф 37 (72) С.lO.Ëàïóíoâ (53) 621 ° 317. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1095080, кл. С 01 R 19/10, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N 813276, кл. 0 01 R 19/10, !979.
Губарь В.И., Туз Ю.М., Володарский Е.Т, Аналого-цифровые измерительные преобразователи переменного тока. — Киев: Техника, 1979, с.182187, рис.83 ° (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ
ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике. Цель изобретения †повышен точности измерения.
Устройство, реализующее способ,содержит преобразователь 1 переменного на-
О пряжения,коммутаторы 5 и б,управляемый делитель 7 напряжения, аналогоцифровой преобразователь 9 и эапоми„Л0„„12 24 1 А1 нающий блок 10. Введение неградуированного источника 8 переменного напряжения, делительного блока 11, перемножителя 12, блока 13 обработки результатов измерений и блока !4 управления позволяет кроме преобразования измеряемых переменных напряжений в постоянные напряжения и определения отношения полученных постоянных напряжений формировать вспомогательное переменное напряжение, преобразуя N значений вспомогательного переменного напряжения в постоянное напряжение, запомнить их результаты, разделить вспомогательное переменное напряжение на коэффициент деления К и преобразовать М значений поделенного напряжения в постоянные напряжения, которые измеряются. В описании приведены система управления и отношения, позволяющие запомнить результаты измерения и получить коэффициенты характеристики нелинейности преобразования переменного напряжения в постоянное. 2 с.п- ф-лы, 1 ил.
262401 2 преобразуютчя в цифровой код и запоминаются.
Исходя из уравнения (2), можно получить N уравнений, связывающих
5 . значения напряжений х и у:
Х
У<
I ° у<
У
У, и- °, с„, у, У, + кс„,y, " — с, К + КС<у,+
Решая систему (5), определяют коэффициенты С<, С,,..., С«« нелинейной функции f(y).
В режиме измерения.поочередно преобраэ:ют входные переменные напряжения в постоянные напряжения, которые затем преобразуют в цифровой код и запоминают.
Отношение полученных постоянных напряжений имеет вид
1 + f(y<)
1 + f(y,) (6) Изобретение относится к электроизмерительной технике.
Цель изобретения — повышение точности.
Предлагаемый способ измерения отношения двух переменных напряжений заключается в том, что перед началом измерения производится определение корректирунхцего коэффициента, обусловленного нелинейностью преобразования переменного напряжения в itoстоянное. Для этого формируют вспомогательно неградуированное переменное напряжение х и преобразуют его постоянное напряжение у."
Характеристика преобразования имеет вид х = ау (1 + f(y)j (1) где. а - крутизна преобразования;
f(y) — нелинейность преобразования.
Представляют нелинейность f(y) в виде полинома степени (M-1) м-<1 х = ау(+ С(у + С м,1 ° у 1 {2) В результате преобразования для совокупности значений неградуированного переменного напряжения (х,, х ..., х«) получают совокупность
g j ° ° ° ф значений настоящего постоянного на1 пвяжения (y< у, ..., у«),<которые
+1Cу+ ... +Кс,у у<<
Однако при наличии сомножителя.
1+ К()
1 + Е1у,) тР- в формуле (6) точность измерения будет невысокой.
I х,= ау, (1 + С,у,+ + С м-<) х«- ay„ t1 + C,y„+ ... + С, ум 1(3) Затем делят вспомогательное неградуированное переменное напряжение х на коэффициент К„ и полученное напряжение х преобразуют в на< пряжение у .
Для совокупности значений (x
< У х, ..., х ) получают совокупность значений (у,, у, ..., у„ ), также преобразуемых в цифровой код и запоминаемых.
Исходя из уравнения (2), можно получить N уравнений, связывающих значения напряжений х и у :; х ач, (1 + С,у,+ ... + С„, у™1), < < hl-i1 — ayi (1 + Cry+ ... +C < у„<(4, к у«
Поделив уравнение системы (3) насоответствующие уравнения системы (4), получают систему из 1<1 нелинейных уравнений
M-<
-С "—,, у — ... — --С ., у (5)
Поэтому на основании найденных, ранее коэффициентов С,, С, ..., CM 1 определяют корректирующий коэффициент
В результате умножения уравнений
5о (6) и (7) получают точное значение отношения входных переменных напряжений, не зависимое от нелинейности
".преобразования переменного напряжения в постоянное.
На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения отношения двух переменных напряжений.
1262401 4
Устройство содержит проеобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, входные зажимы 2 и 3, выходной зажим 4, первый 5 и второй 6 коммутаторы, управляемый делитель 7 напряжения, неградуированный источник 8 переменного напряжения, аналого-цифровой преобразователь 9, запоминающий блок 10, делительный блок эует соответствующие эначен .я напря-. жения у y ° ° ° у у)(В цифровой код, который вводится и хранится в запоминающем блоке l0. Затем по команде блока 14 делитель 7 переводится в положение, при котором его коэффициент деления равен К, на выхо де источника 8 устанавливаются те же неградуированные уровни переменного
11, перемножитель 12, блок 13 обра- 1О напряжения, делителем 7 эти уровни ботки результатов измерений, блок изменяются в К раз (уменьшаются) и
14 управления, причем входные зажимы подаются последовательно на вход
2 и 3 соединены с входами коммутато преобразователя 1. Аналого-цифровой ра 5, выход которого соединен е пер- преобразователь 9 преобразует соотвым входом коммутатора 5, выход ко- <5 ветствующие значения постоянного наторого соединен с первым входом ком пряжения у,, у, ..., у< в цифровой мутатора 6, второй вход коммутатора код, который вводится и хранится в
6 соединен через делитель 7 с выхо- блоке 10. дом источника 8, выхоц коммутатора Решая систему (5), блок .13 опре6 через последоват льно соединенные 20 деляет коэффициенты С » С7, ...,С„, преобразователь 1, преобразователь нелинейной функции f(y).
9, блок 10 блок 11 соединен с пер- В рабочем режиме блок 14 перевовым входом перемножителя 12, второй дит коммутатор 6 в положение, при вход которого соединен с выходом котором на вход преобразователя 1 блока 13, первый, второй, ч ретий. 25 поочередно поступают переменные напря-четвертый, пятый, шестой и седьмой жения, отношение которых необходимо выходы блока 14 соединены соответ- измерить. Значения постоянного напря- ственно с управляющими входами комму жения на выходе преобразователя 1 с таторов 5 и 6, делителя 7, источника помощью аналого-цифрового преобразо8,блока 10, блока 11 и первым входом ЗО вателя 9 преобразуются в цифровой блока 13, второй вход блока 13 под- код и вводятся в блок 10. Пелительключен к управляющему выходу блока ный блок 11 определяет отношение
10, выходной зажим 4 соединен с вы-, полученных постоянных напряжений, ходом перемножителя 12. Блок 13 мо- имеющее вид уравнения (6). жет быть выполнен, например, на мик- 35 По команде блока 14 коды величин ро-ЭВМ, а блок 14 — на последователь- у, н у вводятся в блок 13, который но соединенных генераторе и распреде на основании найденных ранее значелителе импульсов. С ., определяет корУстройство работает следующим ректирующий коэффициент образом.
4О Значение корректирующего коэффиДля определения корректирующего циента о поступает на вход перемнофактора блок 14 переключает коммута- жителя 12. В результате умножения тор 6 на второй вход, а делитель 7 — отношения постоянньж напряжений на в положение, при котором его коэффИ- корректирующий коэффициент на выходе циент деления равен "1". В этом слу- 4> перемножителя 12 имеем согласно уравчае на вход преобразователя 1 посту- нениям (6) и (7) точное значение отпает через делитель 7 сигнал с выхо- ношения входных переменных напряжеда неградуированного источника 8. ний, не зависимое от нелинейности
Градуировочная характеристика пре- преобразователя 1 переменного напряобразователя i имеет вид уравне- 50 жения в постоянное. ния (1) .
С выхода источника 8 по команде Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я блока 14 последовательно подаются на вход преобразователя 1 неградуи- 1.,Способ измерения отношения двух рованные стабильные значения пере- переменных напряжений, заключающийся менного напряжения х,, х.„ ..., х„. в преобразовании измеряемых переменНа выходе прео разователя 1 аналого- ных напряжений у, и у в постоянные цифровой преобразователь 9 преобра- напряжения х, и х и определении от!
262401
М-1 м- (1 +,С С у ) = К (1 + K 0 y )
)1 J"-1
1,2,3...,, . i 1,2,...,N
20 где М = и-1
;Е С;у, J
)=1
f(y) =
Составитель С.Рыбин
Редактор А.Козориз Техред Л Олейник Корректор М.Максимишинец м
Заказ 5422/42 Тираж 728 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 ношения полученных постоянных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно формируют вспомогательное переменное напряжение х, преобразуют
N значений вспомогательного переменного напряжения в постоянные напряжения у, которые измеряют, а результаты измерения запоминают, затем делят вспомогательное переменное напряжение на коэффициент деления К и преобразуют т
N значений поделенного напряжения
I, х в постоянные напряжения у, которые измеряют, а результаты измерения запоминают, решают. систему уравнений получая коэффициенты C) характеристи ки нелинейности преобразования переменного напряжения в постоянное а искомое значение отношения измеряемых переменных напряжений получают, 30 умножая отношения -- на корректирух ющий коэффициент
1+ f(y )
+ (У )
2. Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого подКлючен к выходу второго коммутатора, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, управ ляемый делитель напряжения и запоминающий блок, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повьш1ения точности, в него введены неградуированный источник переменного напряжения, делительный блок, перемножитель, блок управления и блок обработки результатов измерения, первый и второй входные зажимы устройства подключены к первому и второму входам первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого через управляемый делитель напряжения подключен к неградуированному источнику переменного напряжения, выход преобразователя переменного напряжения в постоянное через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающий блок, делительный блок и перемножитель подключен к выходному зажиму устройства, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго коммутаторов, управляемого делителя напряжения, не-. градуированного источника переменного напряжения, запоминающего блока и первому входу блока обработки результатов измерения, второй вход которого соединен с управляющим вы- . ходом запоминающего блока, а выход— с вторым входом перемножителя.
