Цифровой вольтметр для измерения действующего значения переменного напряжения

Союа Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ 2®538

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18Х.!966 (№ 1077303/26-10) с присоединением заявки №

П риоритет

Кл. 21е, 36/01

Нотхитет по делаю иаобретеииА и открытиА ори Совете Министров

СССР

МПК С Olr

УДК, 621.317.725(088.8) Опубликовано 08ЛХ.1967. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 1.XII.1967

Авторы изобретения

Н. И. Гореликов, И. И. Коршевер, В. П. Кирьянов и А. М. Щербаченко

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

Академии наук СССР

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Известны цифровые вольтметры для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащие последовательно соединенные блок симметрирования и блок нормирования, на вход которых подано измеряемое напряжение, а выход которых связан с аналого-цифровым преобразователем, подключенным своим выходом .к арифметическому устройству, управляемому программны я устройс пвом.

Устройство, согласно данному изобретению, отличается от известных тем, что, с целью повышения быстродействия, аналого-цифровой преобразователь выполнен двухканальным, каналы линейной и нелинейной разверток которого связаны с блоком управления упомянутого преобразователя и коммутатором рода работы, управляемым программным устройством, а выходы каналов соединены с арифметическим устройством, подключенным своим выходом к блокам симметрирования и нормирования, при этом канал линейной развертки соединен непосредственно, а канал нелинейной развертки — через квадратор.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового вольтметра для измерения действующего значения переменного напряжения.

Прибор содержит блок симметрирования 1, блок нормирования 2, двухканальный аналого-цифровой преобразователь 8, состоящий из блока управления 4, блока нелинейной развертки 5, блока линейной развертки б, коммутатор рода работы аналого-цифрового преобразователя 7, программное устройство 8, арифметическое устройство 9, ювадратор 10, определитель периода 11, генератор эталонной частоты 12, коммутатор 18, схему совпаден и

14, счетчик 15, ключ 16, схему. поразряд нологической связи 17, линию задержки 18, дешифратор 19, отсчетное устройство 20.

Измеряемое напряжение /„подается через блок симметрирования 1 и блок нормирования 2 на коммутатор рода работы 7. В исходном состоянии блок симметрирования имеет нулевое смещение и блок нормирования— коэффициент передачи, равный единице. Коммутагор рода работы находится в положении

«измерение амплитуд». При этом измеряемая величина У„подается на блок линейной развертки 6 аналого-цифрового преобразователя 8. Режим аналого-цифрового преобразователя «измерение амплитуд» .предполагает измерение амплитуд положительной и отрицательной полуволн измеряемого напряжения.

Изменение полярности напряжения уравновешивания происходит с помощью программного устройства 8 при поступлении информации о полярности входного напряжения от опреде30 лителя периода 11. Измеренные значения ам201538 плитуд положительной и отрицательной полуволн измеряемого напряжения в цифровой форме поступают в арифметическое устройство 9 для расчета величины смещения при симметрировании и коэффициента ослабления при нормировании. Эти рассчитанные величины иопользуются для симметрирования и нормирования входного напряжения U â блоках

1и2.

Одновременно с этим определитель периода

11 на время одного периода измеряемого напряжения открывает схему совпадения 11, вследствие чего через коммутатор 13, находящийся в положении «измерение периода», и схему совпадения 14 от генератора эталонной частоты 12 в счетчик 15 записывается количество импульсов, пропорциональное длительности периода измеряемого напряжения.

После окончания операций в арифметическом устройстве и начала нового периода измеряемого напряжения У„программное устройство 8 переводит коммутатор рода рабзты 7 в положение «измерение действующего значения».

С этого момента .измеряемое напряжение, отсимметрированное в блоке 1 и отнормированное в блоке 2, поступает через коммутатор рода работы в блок нелинейной развертки,7 аналого-цифрового преобразователя. Мгновенные значения измеряемого напряжения, соответствующие уровням нелинейной шкалы преобразователя, последовательно в течение одного периода измеряемого напряжения по ступают на мвадратор.

Квадраты мгновенных значений с выхода квадратора поступают на арифметическое усгройство для суммирования в течение одного периода.

Таким образом, в арифметическом устройстве получается величина равная где r — номер уровня нелинейной шкалы аналого-цифрового преобразователя; С, — количество тактов суммирования в промежутке между (r — 1)-м и r-м уровнем; U- — квадрат мгновенного значения напряжения, соответствующего r-му уровню.

Данная сумма, с учетом поправки симметрирования, делится в арифметическом устройсвве на число, записанное в счетчике 15, соогветствующее длительности периода измеряемого напряжения U„. Перенос числа из счетчика в арифметическое устройство произво5 ю

З0

55 дится с помощью ключа 16, управляемого программным устройcTtBoM, при этом счетчик устанавливается на «О». Для получения действующего значения из числа, записанного в арифметическом устройстве, необходимо извлечь квадратный корень.

Извлечение квадратного корня в цифровом вольтметре осуществляется путем последовательного суммирования обратных кодов печстных чисел 1, 3, 5... с прямым кодом числа, из которого извлекается корень.

При извлечении квадратного корня используются следующие блоки: генератор эталонной частоты 12, частота которого через коммутатор 18, стоящий в положении «извлечения квадратного корня», поступает на импульсный вход логической схемы 17, управляемый программным устройством, и через линию задержки 18 поступает на вход двоичного счетчика 15. Суммирование обратных кодов нечетных чисел происходит до тех пор, пока остаток суммирования в арифметическом устройстве не станет меньше очередного нечетного числа. Результат извлечения квадратного корня получается в счетчике 15. Полученное число через ключ 1б поступает в арифметическое устройство для умножения на коэффициент нормирования и,преобразования в двоично-десятичный код. После окончания этих операций число через дешифратор поступает на отсчетное устройство.

Г1редмет изобретения

Цифровой вольтметр для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные блок симметрирования и блок нормирования, на вход которых подано измеряемое напряжение, а выход, которых связан с аналого-цифро вым преобразователем, подключенным своим выходом к арифметическому устройству, управляемому программным устройством, от шчаюцийся тем, что, с целью повышения оыстродействия, аналого-цифровой преобразователь выполнен двухканальным, каналы линейной и нелинейной разверток которого связаны с блоком управления упомянутого преобразователя и коммутатором рода работы, управляемым программным устройством, а,выходы каналов соединены с арифметическим устройством, подключенным своим выходом к блокам симметрирования и нормирования, при этом канал линейной развертки соединен непосредственно, а канал нелинейной развертки — через квадратор.

201538

Составитель Н, Н. Чижевская

Редактор В. Д. Пенькова Техред Т. П. Курилко Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 36!3/!9 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитсга го делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография. пп. Сап1:попа. 2