Способ измерения амплитуды гармонического сигнала

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение помехозащищенности измерения. Способ заключается в том, что формируют два опорных уровня, сравнивают гармонический сигнал с одним и другим опорными уровнями, по результатам сравнения выделяют первые и вторые временные интервалы, в течение которых гармонический сигнал превышает один или другой опорный уровень, и вычисляют амплитуду гармонического сигнала по формуле. N-кратные измерения первых и вторых временных интервалов с последующим усреднением результатов измерения отдельно первых и отдельно вторых временных интервалов и при этом многократное переключение опорных уровней обеспечивают исключение влияния низкочастотного шума на результат измерения амплитуды гармонического сигнала. 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1597749 А 1 (51)g G 01 R 19/04

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ра 1 является входом устройства. выход компаратора 1 соединен с первым входом измерителя ?, выход которого соединен с входом блока 3, выход которого является выходом устройства.

Выход генератора 6 соединен с входом блока 5 и с четвертым входом измерителя 2. Первый выход блока 5 соединен с третьим входом измерителя 2, а ! б второй выход - с вторым входом измерителя 2 и входом источника 4, выход которого подключен к второму входу компаратора 1.

Измеритель 2 временных интервалов содержит элементы И 7 — 9„ инвертор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464651/24-21 (22) 22.07.88 (46) 07.10.90. Бюл. г"- 37 (71) Красноярский политехнический HH ститут (72) А.И.Геник, C.R.×åïóðíûõ и И.к.чмых (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР г- 847218, кл. Г 01 R 1199//0044, 1980.

Иартяюин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. — М.: Энергия, 1976, с. 143-144. (54) СПОСОБ ИЭИЕРГНИ Ч ЛПНИТУЛ11 ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретеИзобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения — повьпиение помехозаг ищенности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — структурная схема измерителя временных интервалов; на фиг.3 эпюры напряжений, поясняющие способ.

Устройство содержит компаратор 1, измеритель 2 временных интервалов, вычислительный блок 3, управляемый .источник 4 опорного напряжения, времязадаюг1ий блок 5, генератор 6 такто вых импульсов. Первый вход компарато-:. 2 ния — повьпчение помехозащиценности измерения. Способ заключается в том, что формируют два опорных уровня, сравнивают гармонический сигнал с одним и другим опорными уровнями, по результатам сравнения выделяют первые и вторые временные интервалы, в течение которых гармонический сигнал превьппает один или другой уровень, и вычисляют ., амплитуду гармонического сигнала по формуле. и- кратные измерения первых и вторых временных интервалов с последуюгдм усреднением результатов измерения отдельно первых и отдельно FTQ рых временных интервалов и при этом многократное переключение опорных уровней обеспечивают исключение влияния низкочастотного юума на результат измерения амплитуды гармонического сигнала. 3 ил. С."

1597749

10 и счетчики 11 и 12. Первый вход элемента И 7 является первым входом измерителя 2, второй вход — четвертым . входом измерителя 2, а выход соединен с первыми входами элементов И 8.

Второй вход элемента И 8 соединен с входом инвертора 10 и,является вторым входом измерителя 2, выход инвертора 10 соединен с вторым входом элемен-10 та И 9. Выходы элементов И 8 и>:9 соединены с первыми входами счетчиков

11 и 12 соответственно, вторые входы счетчиков 11 и 12 объединены и являются третьим входом измерителя 2, вы- 15 ходы счетчиков 11 и 12 объединены и являются выходом измерителя 2.

Времязядающий блок 5 может быть реализован в виде последовательного соединения двух делителей частоты, при- 20 чем выход первого делителя частоты является вторым выходом блока 5, а выход второго — первым выходом блока 5.

Способ осуществляют следующим образом.,25

На фиг.За показана сумма входного сигнала и низкочастотного шума, воздействующая на первьпй вход компарато-!

1 ря 1, и опорные уровни U u U no1 даваемые на второй вход компаратора

1, На Лиг. Зб показаны импульсы на выходе компаратора 1, равные по длительности интервалам превышения сигналом опорных уровней U, и IJ . Многократное переключение опорных уровней производится управляемым источ35 ником 4 опорного напряжения по сигналу с второго выхода времязадающего блока 5. Этот же сигнал поступает на

t второй вход измерителя 2 временных ин- 4 тервалов, в котором с помощью элемента И 7 производится квантование временных,интервалов тактовой частотой.

При логической единице на втором выходе блока 5 (фиг. Зв) элемент И

8 пропускает проквантованные временные интервалы на счетчик 11.:При логическом нуле на втором выходе блока 5 (фиг. Зв) открыт элемент И 9, и проквантованные временные интервалы поступают на счетчик 12. Таким образом, в счетчике 11 происходит изме,рение и устранение интервалов превы.шения при опорном уровне U я во втором счетчике 12 - при уровне IJ<.

Импульсы, по длительности равные вре55 мени измерения (фиг. Зг), с первого выхода блока 5 поступают на третий вход измерителя 2 и далее — ня счетчики 11 и 12. По окончании времени измерения в счетчике 11 будет накоплен код m, и К cLt„/Т„п, где n " количество периодов сигнала в одноч полуволне переключения опорных уровней; К - количество периодов этой частоты в интервале времени измерения;

8t, — среднее время превьппения сигналом опорного уровня U в течение периода сигнала; Т „ - период частоты квантования. В счетчике 12 по окончании времени измерения накапливается код m y = m K.Ët / vs где и - среднее время превышения сигналом опорного уровня U<. Коды m и m посту,— пают в вычислительный блок 3, где вычисляется амплитуда выходного сигнала по формуле

П Uon

mг,и

2sхЫ â€” ——

111 где ЛП вЂ” разность опорных уровней;

1,,1 — коэффициенты деления делителей частоты блока 5;

mi шя — — и --- — усредненные значения реТ,.1 1„1. зультятов измерения первого и второго временных интервалов.

Если условия П, ((П„„и Б ((U не выполняютсл, то вычислять амплитуду сигнала нужно по уточненной формуле:

dUgp 2 mi+ mq

2з1п(à — — — -)cos 0 (1 + — —.— — 7

1 1

Формула .из обретения

Способ измерения амплитуды гармонического сигнала, заключающийся в том, что формируют два опорных уровня, производят первое сравнение гармонического сигналя с одним из опорных уровней, по результату которого выделяют первые временные интервалы, в течение которых гармонический сигнал превьппяет опорный уровень, про- . изводят второе сравнение гармонического сигналя с одним из опорных уровней, по результату которого выделяют вторые временные интервалы, в течение которых гармонический сигнал превьппяет опорный уровень, и вычисля-. ют амплитуду гармонического сигнала . по формуле, отличающийся тем, что, с целью повьппения помехо ю

4 1 46

"ю „ и с - 4t

2sinf - — - "=<и

5 1597749 защищенности измерения, производяЁ

:п-кратные измерения первых временных интервалов и усредняют их результаты, :производят и-кратные измерения вторых

5 временных интервалов и усредняют их где dПе„ результаты, причем на интервале усред- С с, с нения производят многократное переключение опорных уровней, амплитуду гармонического сигнала U âû÷èñëÿþò по Аормуле "н разность опорных уровней, усредненные значения результатов измерения первого и второго временных интервалов; время измерения.

1597749

Составитель С. Рыбин

Редактор Н,Яцола Техред M.Äèäûê

Корректор С,Черни

Заказ 3050 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r, Ужгород, у

11 tl

У л Гага ина 101

P y