Способ измерения синфазной составляющей периодического напряжения на фоне квадратной помехи

О П И С А Н И Е (»)568899

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз. Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено Ol.02;74 (21) 1990360/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описанвя 30.11.77 (51) М.Кл.- G 01 1х 19/00

Государственный коктитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621 317.7 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения И. Л. Шайи и Г. М. Uоглин (71) Заявитель Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова

1 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИНФАЗНОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ П EP И ОД И Ч ЕСКОГО НАПРЯЖЕН ИЯ

НА ФОНЕ КВАДРАТУРНОЙ ПОМЕХИ гдЕ Уээ,— эм аксимальное значение пилообразного модулирующего напряжения, время развертки, время, тп

/в

Изобретение относится к области электро измерительной техники и может быть применено при измерениях синфазной составляющей синусоидального напряжения на фоне квадратурной помехи. Такая задача возникает, в частности, при контроле за работой электромагнитного расходоме ра, синусоидальное выходное напряжечие которого содержит как полезную (несущую информацию) синфазную (совпадающую по фазе с током питания расходотмера) составляющую, так и квадратурную помеху.

Известен способ измерения слнфазной составляющей на фоне квадратурной помехи, где производится сравнение измеряемого напряжения с эталонным развертывающим, представляющим собой промодулированное с помощью линейно возрастающего чапряжения опорное синусоидальное напряжение постоячной амплитуды (1). Эталонное развертываю шее напряжение имеет вид: в — круговая частота опорного спнусоидального напряжения и измеряемого напряжения, причем величина U„;, изменяется при каждом цикле преобразования. Последние же продолжаются до тех пор, пока сравнение не

Т тт произойдет в момент времени

4 2а

Прп этом в каждом цикле развертка запускается вновь. Синфазная составляющая измеряемого напряжения будет пропорциональна величине U,,„ïðè последней развертке.

Быстродействие этого способа ограничп вается алгоритмом, по которому изменяется /„,. Так, при .применении известных алгоритмов: последовательного счетного или поразрядного — время измерения может составить от единицы до сотен периодов измеряемого напряжения.

20 Цель изобретения — повышение быстродействия из м ер ения.

Для этого по способу измерения синфазной составляющей периодического напряже25 ния на фоне квадратурной помехи, основанном на сравнении измеряемого напряжения с эталонным развертывающим напряжением. сформированным путем модуляции пилообразным напряжением опорного синусоидальЗ0 ного напряжения постоянной амплитуды, ко568899

U,= "" tsinш1, Т,, UviH

Uý,i ьп1 (3) T

Тр — co Hst

Т

Т„=

40

t tcp < Т

45 (1э.эд ха Т 4

U„... Т

"" - — — U экп >

50 торое начинают формировать в момент времени, разный нулю, изменяют угол наклона эталонного р аззертызающего на пряжения до момента, когда сравнение измеряемого на пряжения с эталонным развертывающим напряжением произойдет в момент времени, разный /л периода измеряемого на пряжения, при этом спнфазная составляющая измеряе мого напряжения пропорциональна величине эталонного развертывающего напряжения 10 при последнем сравнении.

На фиг. 1 пр:.взведена временная диаграмма процес" а измерения; HB фиг. 2 — блоксхема устройства, реализующего этот способ.

Способ состоит,з следующем.

Измеряемое напряжение имеет зид:

U„= U,, sin t + UÄ cos Ы, (1) где U,-„è U,,„— ам плитудные значения соопзетстзенно cHHôàçHîé и квадратурной со- 20 ставляющих.

B момент времени 1=0, то есть в момент перехода опорного синусоидального напряжения через ноль, з "ïóñêàåòñÿ эталонное ра"-зертывающее напряжение, имеющее вид 25

U,=- э (2) P где U„„„— наиоольшее значение величины U

ЗО

Сравнение U, с измеряемым (1) прои35 зойДет в момент t = t,ðI(ÒP — —. В этот

Р 4 момент произ водится уменьшение величины

U„, на единицу дискретного значения Л:

U„„.и„п

Новое сравнение произойдет при

Далее U,„уменьшается на Л и т. д.

Наконец, п-ое сравнение наступит по окончании времени развертки Т„ то есть при t = —. При этом U„, == U„,„, Прирав50 няв UÄ II У„имеем:

Т, Т U,„,Т . Т

У з1па —,U,cos — = "" — — з1па — 55

4 4 Т 4 4 то есть искомая слнфазная составляющая равна величине U„,„.

Из вышеописанного видно, что конечный результат измерения равносилен тому, что 65 преобразование от момента времени t=0 в течение всего, времени развертки Т, производится с использованием эталонно."о развертывающего напряжения вида: то есть при U = U„,, Такое значени. величины 1/,„будет обязательно получено

Т1 з течение интерв".ëà времени О, ), так как

4) уменьшение этой величины прп каждом сравнении производится на единицу дискретности, на чиная с .наибольшего значения (1эii: Uqv), H HpH Bcex значениях U,„ больших U„„, сравнения будут наступать до окончания времени развертки Т, тогда как при (lэ„ =- U„„, сравнение наступит в момент окончания развертки.

В описанном способе сравнение измеряемого напряжения (1) производится с напряжением сложной формы, определяемым зыр ажением где U,,„;.=U,„1 — (! — 1) при t „ð(i — 1) (t t„;;

Таким образом, эталонное развертывающее напряжение после каждого сравнения не начинает изменяться с нуля, как з прото типе, а,продолжает непрерывно изменяться по закону (3). Это позволяет находить значение U,, c весьма высоким быстродействием — за четверть периода измеряемого напряжения. При этом величина U„, выбирается равной наибольшей возможной величине U,„= U„„„, а единица дискретности

Л задается, исходя из необходимой точности.

В блок-схеме устройсзва, осуществляющего описанный способ (фиг. 2), измеряемое на пряжение V„(I) подается на один, вход элемента 1 сравнения, другой вход которого связали через дискретный делитель напряжения (ДДН) 2 с выходом генератора 3, вы рабатывающего напряжение аида (2). Выход элемента 1 сравнения соединен с первым входом устройства 4 управления, запускающего генератор и управляющего коэффициентом передачи ДДН 2, а выход генератора 3 с вязан со вторым входом устройства 4 управления.

В момент времени 1=0 устроистзо управления 4 запускает генератор 8. При этом коэффициент передачи ДДН 2 установлен равным «1». При сравнении в момент 1=1„, импульс схемы сравнения 1 поступает на вход устройства 4 управления, изменяющего

568899

Формула изобретения

Фиг. 2

Фиг!

Составитеть П Лягни

Редактор И. Каменская . Текред И. Карандашова Корректор И. Симкина

Заказ 652/1706 Изд. № 683 Тира" 1169 Подписно

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» коэффициент .передачи ДДН 2 на величину Л и т. д.

В момент окончания времени развертки

Тр генератор 8 блокирует устройство 4 управления, в результате чего,прекращаетсч изменение коэффициента передачи ДДН 2, по состоянию кото рого судят о величине U,„.

Таким образом, данный способ позволяет повысить быстродействие при измерении синфазной составляющей периодического напряжения на фоне квадратурной помехи. Наиболее эффективно этот способ может быть применен при измерениях на низких частотах, так как в этом случае упростится реализация способа.

Способ измерения синфазной составляю щей периодического напряжения на фоне квадратурной помехи, основанный на сра внении измеряемого напряжения с эталонным развертывающим напряжением, сформированным путем модуляции, пилообразным напряженнем опор ного синусоидального напряже гия постоянной амплитуды, которое начинают формировать в момент времени, разный нулю, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, изменяют угол наклона эталонного разверты вающего напряжения до момента, когда оравне10 ние измеряемого напряжения с эталонным развертывающим напряжением произойдет в момент времени, равный /4 периода измеряемого напряжения, при этом синфазная со ставляющая измеряемого напряжения,про15 порциональна величине эталонного развертывающего напряжения при последнем сравнении, Источник информации, принятый во вни20 .мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 309306, кл. G 01 R 17, .02, 1970.