Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму та пристрій для його здійснення
Формула / Реферат
1. Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму, згідно з яким випрямляють позитивну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють її значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, відповідного формі вимірюваної напруги, який відрізняється тим, що додатково випрямляють негативну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють її значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, відповідного формі вимірюваної напруги, і визначають різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль напруги змінного струму, вимірюють вольтметром постійного струму з диференційним входом.
3. Пристрій для вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму, що містить перший конденсатор, перший вивід якого з'єднаний із входом пристрою, а другий вивід з'єднаний з прямим входом операційного підсилювача і першим виводом першого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею, другий резистор, включений між виходом операційного підсилювача та інвертуючим входом операційного підсилювача, другий конденсатор, перший вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а другий - з коректуючим виходом операційного підсилювача, третій електролітичний конденсатор, мінусовий вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а плюсовий вивід якого з'єднаний з плюсовим виводом п'ятого електролітичного конденсатора, мінусовий вивід якого з'єднаний з анодом першого діода і катодом другого діода, четвертий електролітичний конденсатор, плюсовий вивід якого з'єднаний з інвертуючим входом операційного підсилювача, а мінусовий вивід під'єднаний до першого виводу четвертого резистора, другий вивід якого з'єднаний через третій резистор з катодом першого діода, а через п'ятий резистор - з анодом другого діода, сьомий підстроювальний та шостий конденсатори, перші виводи яких з'єднані з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другі - із землею, восьмий резистор, перший вивід якого з'єднаний з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другий - з першим крайнім виводом одинадцятого підстроювального резистора, другий крайній та середній виводи якого з'єднані із землею, шостий резистор, перший вивід якого з'єднаний з катодом першого діода, а другий вивід під'єднаний до першого виводу восьмого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу дев'ятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу десятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу дванадцятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу дванадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу чотирнадцятого резистора, другий вивід якого є першим виходом пристрою і під'єднаний до першого виводу шістнадцятого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею, який відрізняється тим, що додатково містить другий вихід пристрою, сьомий, десятий, тринадцятий, п'ятнадцятий, сімнадцятий резистори та дев'ятий, одинадцятий, тринадцятий конденсатори, при цьому перший вивід сьомого резистора з'єднаний з анодом другого діода, а другий вивід під'єднаний до першого виводу дев'ятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу десятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу одинадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу тринадцятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу тринадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу п'ятнадцятого резистора, другий вивід якого є другим виходом пристрою і під'єднаний до першого виводу сімнадцятого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею.
Текст
1 Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму, згідно з яким випрямляють позитивну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють її значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної напруги, який відрізняється тим, що додатково випрямляють негативну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють її значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної напруги, і визначають різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль напруги змінного струму, вимірюють вольтметром постійного струму з диференційним входом 3 Пристрій для вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму, що містить перший конденсатор, перший вивід якого з'єднаний із входом пристрою, а другий вивід з'єднаний з прямим входом операційного підсилювача і першим виводом першого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею, другий резистор, включений між виходом операційного підсилювача та інвертуючим входом операційного підсилювача, другий конденсатор, перший вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а другий - з коректуючим виходом операційного підсилювача, третій електролітичний конденсатор, мінусовий вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а плюсовий вивід якого з'єднаний з плюсовим виводом п'ятого електролітичного конденсатора, мінусовий вивід якого з'єднаний з ано дом першого діода і катодом другого діода, четвертий електролітичний конденсатор, плюсовий вивід якого з'єднаний з інвертуючим входом операційного підсилювача, а мінусовий вивід під'єднаний до першого виводу четвертого резистора, другий вивід якого з'єднаний через третій резистор з катодом першого діода, а через п'ятий резистор з анодом другого діода, сьомий підстроювальний та шостий конденсатори, перші виводи яких з'єднані з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другі - із землею, восьмий резистор, перший вивід якого з'єднаний з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другий - з першим крайнім виводом одинадцятого підстроювального резистора, другий крайній та середній виводи якого з'єднані із землею, шостий резистор, перший вивід якого з'єднаний з катодом першого діода, а другий вивід під'єднаний до першого виводу восьмого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу дев'ятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу десятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу дванадцятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу дванадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу чотирнадцятого резистора, другий вивід якого є першим виходом пристрою і під'єднаний до першого виводу шістнадцятого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею, який відрізняється тим, що додатково містить другий вихід пристрою, сьомий, десятий, тринадцятий, п'ятнадцятий, сімнадцятий резистори та дев'ятий, одинадцятий, тринадцятий конденсатори, при цьому перший вивід сьомого резистора з'єднаний з анодом другого діода, а другий вивід під'єднаний до першого виводу дев'ятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу десятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу одинадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу тринадцятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу тринадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу п'ятнадцятого резистора, другий вивід якого є другим виходом пристрою і під'єднаний до першого виводу (О со сч (О З 62369 сімнадцятого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею Винахід відноситься до галузі вимірювання електричних і магнітних величин, Зокрема - вимірювання середньоквадратичного значення напруги, та може використовуватись у вимірювальних системах високої точності Відомий спосіб вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги Синусоїдальної форми (аналог, деклараційний патент України №36074А кл G01R19/02 "Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги синусоїдальної форми та пристрій для його здійснення" від 29 10 1999 Опуб 16 04 2001 Бюл №3, 2001 р), що полягає у порівнянні вхідної Синусоїдальної напруги з постійною опорною напругою, коректуванні значення постійної опорної напруги за результатами цього порівняння та вимірюванні значення цієї постійної опорної напруги, при цьому одночасно здійснюють порівняння позитивної й негативної півхвиль вимірюваної змінної напруги ВІДПОВІДНО з позитивною й негативною опорними напругами, що однакові за своїм абсолютним значенням, яке дорівнює серед ньоквадратичному значенню вимірюваної синусоїдальної напруги в в момент, коли постійна складова напруги, що утворюється шляхом виконання над імпульсними послідовностями, які формуються в результаті порівнянні, логічної операції АБО, дорівнює нулю, причому порівняння вхідної змінної напруги з постійною опорною напругою в момент вимірювання здійснюють на рівні — ^ U m , де крутість вхідного сигналу дорівнює 1 0,707 Однак використан ня даного способу обмежується тим, що він придатний лише для вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги синусоїдальної форми та достатньо складний Відомий спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного Струму (найближчий аналог, кн авт Гутников В С Интегральная электроника в измерительных устройствах Л Энергия Ленингр отд-ние, 1980, -С 150), згідно якого випрямляють позитивну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють и значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної напруги Спосіб базується на тому, що для сигналу без постійної складової площа, обмежена огинаючою додатної полярності сигналу й віссю абсцис, та площа, обмежена огинаючою від'ємної полярності сигналу й віссю абсцис, рівні між собою Так як така площа за повний період сигналу рівна його середньовипрямленому значенню, то для одержання середньовипрямленого значення напруги синусоїдального сигналу, у якого амплітуди додатної та від'ємної полярностей однакові, достатньо виміряти середньовипрямлене значення, напри клад, для додатної полярності сигналу і помножити його на два Середньоквадратичні значення періодичних сигналів з однаковими амплітудами додатної та від'ємної полярностей U+ та U ВІДПОВІДНО можна одержати, збільшивши в К разів середньовипрямлене значення таких сигналів, де К коефіцієнт форми, який залежить від форми сигналу Середньоквадратичне значення для синусоїдального сигналу одержують, збільшивши середньовипрямлене значення в 1,11 разів Однак даний спосіб, що базується на випрямленні одної ПІВХВИЛІ та вимірюванні и значення, характеризується тим, що при вимірюванні середньоквадратичного значення напруги змінного струму не синусоїдальної форми збільшується похибка вимірювання для сигналів, у яких амплітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу неоднакові Так, при вимірюванні додатної полярності з амплітудою U+ неперервної ПОСЛІДОВНОСТІ прямокутних імпульсів тривалістю t,, періодом Т, ЩІЛИННІСТЮ Q більше двох та амплітудою U+, яка перевищує амплітуду від'ємної полярності U , виміряна напруга буде нижчою від середньовипрямленого значення Також даний спосіб характеризується низькою завадостійкістю при дії адитивної низькочастотної завади У такому випадку напруга завади додається до напруги сигналу, що не дозволяє, наприклад, проводити вимірювання напруги сигналу та рівня шуму при атестації комутованих і виділених телефонних каналів зв'язку з використанням даного способу Відомий пристрій для вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги синусоїдальної форми (аналог, деклараційний патент України №36074А кл G01R19/02 "Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги синусоїдальної форми та пристрій для його здійснення" від 29 10 1999 Опуб 16 04 2001 Бюл №3, 2001 р), що складається з генератора опорних напруг, першого компаратора, другого компаратора, інтегратора, нуль-індикатора, логічного елемента АБО та вимірювала постійної напруги, причому перший вихід генератора опорних напруг поєднано до другого (інверсного) входу першого компаратора та до входу вимірювача постійної напруги, другий вихід генератора опорних напруг приєднано до першого (прямого) входу другого компаратора, вихід першого компаратора з'єднано з першим входом логічного елемента АБО, вихід другого компаратора з'єднано з другим входом логічного елемента АБО, вихід логічного елемента АБО з'єднано із входом інтегратора, вихід інтегратора з'єднано із входом нуль-індикатора, а входом пристрою є перший вхід першого компаратора, з'єднаний з другим входом другого компаратора Однак використання даного пристрою обмежується тим, що він придатний лише для вимірювання середньоквадратичного значення змінної напруги синусоїдальної форми та достатньо складний Відомий пристрій для вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму (прототип, вольтметр универсальный В7-21А, техническое описание и инструкция по эксплуатации, атд 2 710 003 ТО, 1988), що містить перший конденсатор, перший вивід якого з'єднаний зі входом пристрою, а другий вивід з'єднаний з прямим входом операційного підсилювача і першим виводом першого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею, другий резистор, включений між виходом операційного підсилювала та інвертуючим входом операційного підсилювача, другий конденсатор, перший вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а другий з коректуючим виходом операційного підсилювача, третій електролітичний конденсатор, мінусовий вивід якого з'єднаний з виходом операційного підсилювача, а плюсовий вивід якого з'єднаний з плюсовим виводом п'ятого електролітичного конденсатора, мінусовий вивід якого з'єднаний з анодом першого діода і катодом другого діода, четвертий електролітичний конденсатор, плюсовий вивід якого з'єднаний з інвертуючим входом операційного підсилювача, а мінусовий вивід під'єднаний до першого виводу четвертого резистора, другий вивід якого з'єднаний через третій резистор з катодом першого діода, а через п'ятий резистор з анодом другого діода, сьомий підстроювальний та шостий конденсатори, перші виводи яких з'єднані з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другі із землею, восьмий резистор, перший вивід якого з'єднаний з мінусовим виводом четвертого конденсатора, а другий з першим крайнім виводом одинадцятого підстроювального резистора, другий крайній та середній виводи якого з'єднані із землею, шостий резистор, перший вивід якого з'єднаний з катодом першого діода, а другий вивід під'єднаний до першого виводу восьмого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу дев'ятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу десятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний Із землею, і першого виводу дванадцятого резистора, який другим виводом під'єднаний до першого виводу дванадцятого конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виводу чотирнадцятого резистора, другий вивід якого є першим виходом пристрою і під'єднаний до першого виводу шістнадцятого резистора, другий вивід якого з'єднаний із землею Однак даний пристрій, що базується на випрямленні одної ПІВХВИЛІ та вимірюванні її значення, характеризується тим, що при вимірюванні середньоквадратичного значення напруги змінного струму не синусоїдальної форми збільшується похибка вимірювання для сигналів, у яких амплітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу неоднакові Так, при вимірюванні додатної полярності неперервної ПОСЛІДОВНОСТІ прямокутних імпульсів тривалістю t, періодом Т, ЩІЛИННІСТЮ Q більше двох та амплітудою U+, яка перевищує амплітуду від'ємної полярності U, виміряна напруга буде нижчою від середньоквадратичного значення Також даний пристрій має низьку завадостійкість при дії адитивної низькочастотної завади У 62369 такому випадку напруга завади додається до напруги Сигналу, що не дозволяє, наприклад, проводити вимірювання напруги сигналу та рівня шуму при атестації комутованих і виділених телефонних каналів зв'язку з використанням даного пристрою В основу винаходу поставлена задача створення такого способу вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму та пристрою для його здійснення, яким можливо вимірювати з високою точністю середньоквадратичні значення для сигналів синусоїдальної форми та інших періодичних сигналів з однаковими амплітудами додатної та від'ємної полярностей U+ та U ВІДПОВІДНО, і в якому була б зменшена похибка вимірювання для сигналів не синусоїдальної форми, у яких амплітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу неоднакові, а також які б характеризувались високою завадостійкістю при дії адитивної низькочастотної завади Поставлене завдання досягається тим, що у способі вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму випрямляють позитивну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна серед ньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють и значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної напруги, і згідно винаходу, додатково випрямляють негативну півхвилю вимірюваної напруги, яка пропорційна середньоквадратичному значенню цієї напруги, та вимірюють її значення відносно нульового потенціалу з врахуванням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної напруги, і визначають різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль Це дозволяє вимірювати з високою точністю середньоквадратичні значення Для сигналів синусоїдальної форми та інших періодичних сигналів з однаковими амплітудами додатної та від'ємної полярностей U+ та U ВІДПОВІДНО І зменшити похибку вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму для сигналів не синусоїдальної форми, у яких амплітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу неоднакові і ЩІЛИННІСТЬ Q більше двох, а також підвищити завадостійкість при дії низькочастотної адитивної завади Поставлене завдання досягається також тим, що різницю значень напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної півхвиль напруги змінного струму, вимірюють вольтметром постійного струму з диференційним входом Це дозволяє спростити процес вимірювання різниці напруг постійного струму, отриманих у результаті випрямлення позитивної та негативної ПІВХВИЛЬ Поставлене завдання досягається також тим, що пристрій для вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму містить перший конденсатор, перший вивід якого з'єднаний зі входом пристрою, а другий вивід з'єднаний з прямим входом операційного підсилювала і першим виводом першого резистора, другий вивід якого з'єднаний Із землею, другий резистор, вклю 62369 8 д ємної полярностей сигналу неоднакові і ЩІЛИНчении між виходом операційного підсилювала та НІСТЬ Q більше двох, а також підвищити інвертуючим входом операційного підсилювача, завадостійкість при дії низькочастотної адитивної другий конденсатор, перший вивід якого з'єднаний завади з виходом операційного підсилювача, а другий з На фігурі зображено принципову схему запрокоректуючим виходом операційного підсилювача, понованого пристрою для вимірювання середньотретій електролітичний конденсатор, мінусовий квадратичного значення напруги змінного струму, вивід якого з'єднаний з виходом операційного підде 1-13 - конденсатори, 14 - операційний підсилюсилювача, а плюсовий вивід якого з'єднаний з вач, 15-31 - резистори та 32, 33 - діоди плюсовим виводом п'ятого електролітичного конденсатора, мінусовий вивід якого з'єднаний з аноСуть способу полягає в наступному Випрямдом першого діода і катодом другого діода, четвеляють позитивну півхвилю вимірюваної напруги, ртий електролітичний конденсатор, плюсовий яка пропорційна середньоквадратичному значенвивід якого з'єднаний з інвертуючим входом опеню цієї напруги, Та вимірюють її значення відносно раційного підсилювача, а мінусовий вивід під'єднульового потенціалу з врахуванням масштабного наний до першого виводу четвертого резистора, коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО формі вимірюваної надругий вивід якого з'єднаний через третій резистор пруги, випрямляють негативну півхвилю вимірюз катодом першого діода, а через п'ятий резистор ваної напруги, яка пропорційна середньоквадраз анодом другого діода, сьомий підстроювальний тичному значенню цієї напруги, та вимірюють її та шостий конденсатори, перші виводи яких з'єдзначення відносно нульового потенціалу з врахунані з мінусовим виводом четвертого конденсатованням масштабного коефіцієнта, ВІДПОВІДНОГО ра, а другі із землею, восьмий резистор, перший формі вимірюваної напруги, і визначають різницю вивід якого з'єднаний б мінусовим виводом четвезначень напруг постійного струму, отриманих у ртого конденсатора, а другий з першим крайнім результаті випрямлення позитивної та негативної виводом одинадцятого підстроювального резистопівхвиль ра, другий крайній та середній виводи якого з'єдПри вимірюванні середньоквадратичних знанані із землею, шостий резистор, перший вивід чень для сигналів синусоїдальної форми, а також якого з'єднаний з катодом першого діода, а другий для сигналів не синусоїдальної форми, у яких амвивід під'єднаний до першого виводу восьмого плітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу конденсатора, другий вивід якого з'єднанийіз земоднакові і ЩІЛИННІСТЬ Q рівна двом, точність вимілею, і першого виводу дев'ятого резистора, який рювання висока для обох півхвиль При вимірюдругим виводом під'єднаний до першого виводу ванні середньоквадратичних значень для сигналів десятого конденсатора, другий вивід якого з'єднане синусоїдальної форми, у Яких амплітуди доданий із землею, і першого виводу дванадцятого тної та від'ємної полярностей сигналу не однакові і резистора, який другим виводом під'єднаний до ЩІЛИННІСТЬ Q більше двох, спостерігається зменпершого виводу дванадцятого конденсатора, друшення точності вимірювання тієї ПІВХВИЛІ, у якої гий вивід якого з'єднаний із землею, і першого виамплітуда більша Для ПІВХВИЛІ З меншою амплітуводу чотирнадцятого резистора, другий вивід якодою точність вимірювання залишається високою го є першим виходом пристрою і під'єднаний до Наприклад, для неперервної ПОСЛІДОВНОСТІ прямопершого виводу шістнадцятого резистора, другий кутних імпульсів тривалістю t,, періодом Т, ЩІЛИНвивід якого з'єднаний із землею, який згідно винаНІСТЮ Q більше двох і амплітудою додатної ПІВХВИходу, додатково містить другий вихід пристрою, ЛІ U+, більшою від амплітуди від'ємної ПІВХВИЛІ U , сьомий, десятий, тринадцятий, п'ятнадцятий, сімспостерігається зменшення точності вимірювання надцятий резистори та дев'ятий, одинадцятий, додатної ПІВХВИЛІ Оскільки середньоквадратичне тринадцятий конденсатори, при цьому перший значення напруги змінного струму, згідно винаховивід сьомого резистора з'єднаний з анодом друду, залежить від результатів вимірювання обох гого діода, а другий вивід під'єднаний до першого полярностей сигналу, тому точність вимірювання виводу дев'ятого конденсатора, другий вивід якого залишається високою з'єднаний із землею, і першого виводу десятого резистора, який другим виводом під'єднаний до Даний спосіб забезпечує вимірювання напруги першого виводу одинадцятого конденсатора, друпри дії низькочастотної адитивної завади При гий вивід якого з'єднаний із землею, і першого вицьому сумарна напруга дорівнює воду тринадцятого резистора, який другим вивоU'(t)=U(t)+S(t), дом під'єднаний до першого виводу тринадцятого де U'(t) - сумарна напруга, конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із земU(t) - вимірювана напруга, лею, і першого виводу п'ятнадцятого резистора, S(t) - напруга адитивної завади другий вивід якого є другим виходом пристрою і Підвищення завадостійкості до адитивної запід'єднаний до першого виводу сімнадцятого резивади пояснюється тим, що згідно винаходу, одностора, другий вивід якого з'єднаний із землею часно проводять випрямлення позитивної й негативної півхвиль, при цьому адитивна низькочастотна завада додається одночасно з тим Це дозволяє вимірювати з високою точністю же знаком до сигналу, одержаного в результаті середньоквадратичні значення для сигналів синувипрямлення позитивної ПІВХВИЛІ Вхідного сигнасоїдальної форми та інших періодичних сигналів з лу, і до сигналу, одержаного в результаті випрямоднаковими амплітудами додатної та від'ємної лення негативної ПІВХВИЛІ вхідного сигналу Тому полярностей U+ та U ВІДПОВІДНО І зменшити похибпри відніманні напруг сигналів, одержаних у реку вимірювання середньоквадратичного значення зультаті випрямлення, така адитивна завада комнапруги змінного струму для сигналів не синусоїпенсується Це дозволяє, наприклад, проводити дальної форми, у яких амплітуди додатної та ві 62369 10 вимірювання напруги сигналу та рівня шуму при другим виводом під єднаний до першого виводу атестації комутованих і виділених телефонних тринадцятого конденсатора 13 другий вивід якого каналів зв'язку при наявності низькочастотної адиз'єднаний із землею, і першого виводу п'ятнадцятивної завади того резистора 29, другий вивід якого є другим Для спрощення процесу вимірювання різниці виходом пристрою II і під'єднаний до першого винапруг постійного струму, отриманих у результаті воду сімнадцятого резистора 31, другий вивід яковипрямлення позитивної та негативної півхвиль, го з'єднаний із землею вимірювання проводять вольтметром постійного Пристрій працює наступним чином струму з диференційним входом Вхідний сигнал подають на детектор середньовипрямленого значення, виконаний на операПристрій для вимірювання середньоквадратиційному підсилювачі 14 із двома діодами 32 і 33 в чного значення напруги змінного струму містить колі зворотного зв'язку, при цьому використовують перший конденсатор 1, перший вивід якого з'єднавипрямлені сигнали з протилежних плечей детекний зі входом пристрою, а другий вивід з'єднаний з тора як додатної, так і від'ємної полярності, які прямим входом операційного підсилювача 14 і подають на окремі RC-фільтри нижніх частот За першим виводом першого резистора 15, другий допомогою одинадцятого резистора 25 досягають вивід якого з'єднаний із землею, другий резистор такого рівня напруги між виходами І і II пристрою, 16, включений між виходом операційного підсилюякий відповідає середньоквадратичному значенню вача 14 та інвертуючим входом операційного піддля сигналу, що вимірюють Випрямлені сигнали силювача 14, другий конденсатор 2, перший вивід згладжують за допомогою окремих RC-фільтрів якого з'єднаний з виходом операційного підсилюнижніх частот, виконаних на конденсаторах 8-13, вача 14, а другий з коректуючим виходом операрезисторах 20-21, 23-24, 26-31, та вимірюють наційного підсилювача 14, третій електролітичний пруги постійного струму на виходах І і II пристрою конденсатор 3, мінусовий вивід якого з'єднаний з за допомогою двох вольтметрів Середньоквадравиходом операційного підсилювача 14, а плюсотичне значення напруги вхідного сигналу одержувий вивід якого з'єднаний з плюсовим виводом ють відніманням напруг на виходах І і II пристрою п'ятого електролітичного конденсатора 5, мінусовий вивід якого з'єднаний з анодом першого діода Середньоквадратичне значення напруги вхід32 і катодом другого діода 33, четвертий електроного сигналу також можна одержати, вимірюючи літичний конденсатор 4, плюсовий вивід якого різницю значень напруг постійного струму між виз'єднаний з інвертуючим входом операційного підходами І і II пристрою за допомогою вольтметра силювача 14, а мінусовий вивід під'єднаний до постійного струму з диференційним входом першого виводу четвертого резистора 18, другий Даний пристрій дозволяє вимірювати середвивід якого з'єднаний через третій резистор 17 з ньоквадратичні значення для сигналів синусоїдакатодом першого діода 32, а через п'ятий резистор льної форми, а також для сигналів не синусоїда19 з анодом другого діода 33, сьомий підстроювальної форми, у яких амплітуди додатної та льний 7 та шостий 6 конденсатори, перші виводи від'ємної полярностей сигналу однакові і ЩІЛИНяких з'єднані з мінусовим виводом четвертого конНІСТЬ Q рівна двом, при цьому точність вимірюванденсатора 4, а другі із землею, восьмий резистор ня даним пристроєм висока для обох півхвиль 22, перший вивід якого з'єднаний з мінусовим виПри вимірюванні середньоквадратичних значень водом четвертого конденсатора 4, а другий з пердля сигналів не синусоїдальної форми, у яких амшим крайнім виводом одинадцятого підстроюваплітуди додатної та від'ємної полярностей сигналу льного резистора 25, другий крайній та середній не однакові і ЩІЛИННІСТЬ Q більше двох, спостерівиводи якого з'єднані із землею, шостий резистор гається зменшення точності вимірювання тієї пів20, перший вивід якого з'єднаний з катодом перхвилі, у якої амплітуда більша Для ПІВХВИЛІ з мешого діода 32, а другий вивід під'єднаний до перншою амплітудою точність вимірювання шого виводу восьмого конденсатора 8, другий визалишається високою Так, для неперервної ПОвід якого з'єднаний із землею, і першого виводу СЛІДОВНОСТІ прямокутних імпульсів тривалістю t,, дев'ятого резистора 23, який другим виводом під'періодом Т, ЩІЛИННІСТЮ Q більше двох і амплітуєднаний до першого виводу десятого конденсатодою додатної ПІВХВИЛІ, більшою від від'ємної, прира 10, другий вивід якого з'єднаний із землею, і стрій вимірює додатну півхвилю з меншою точніспершого виводу дванадцятого резистора 26, який тю Це пов'язано з тим, що у даному пристрої при другим виводом під'єднаний до першого виводу випрямленні додатної ПІВХВИЛІ такого сигналу кондванадцятого конденсатора 12, другий вивід якого денсатори у згладжуючому фільтрі низької частоз'єднаний із землею, і першого виводу чотирнадти, заряджені імпульсом на виході детектора, встицятого резистора 28, другий вивід якого є першим гають повністю розрядитись за період часу T-t, ще виходом пристрою І і під'єднаний до першого видо появи наступного імпульсу При випрямленні воду шістнадцятого резистора ЗО, другий вивід від'ємної ПІВХВИЛІ такого сигналу конденсатори у якого з'єднаний із землею, сьомий резистор 21, згладжуючому фільтрі низької частоти, заряджені перший вивід якого з'єднаний з анодом другого імпульсом на виході детектора, не встигають подіода 33, а другий вивід під'єднаний до першого вністю розрядитись за період часуТ-t, ще до появи виводу дев'ятого конденсатора 9, другий вивід наступного імпульсу Оскільки уданому пристрої якого з'єднаний із землею, і першого виводу десясередньоквадратичне значення напруги змінного того резистора 24, який другим виводом під'єднаструму залежить від результатів вимірювання обох ний до першого виводу одинадцятого конденсатополярностей сигналу, тому точність вимірювання ра 11, другий вивід якого з'єднаний із землею, і залишається високою першого виводу тринадцятого резистора 27, який Даний пристрій забезпечує вимірювання на 62369 12 11 пруги сигналу U(t) при дм низькочастотної адитивналу та рівня шуму при атестації комутованих і ної завади S(t) Така завада частотою 50Гц та амвиділених телефонних каналів зв'язку при наявноплітудою, яка може перевищувати в декілька разів сті низькочастотної адитивної завади тестовий сигнал або амплітуду шуму, найбільш При вимірюванні середньоквадратичного значасто спостерігається при визначенні амплітудночення неперервної ПОСЛІДОВНОСТІ прямокутних імчастотної характеристики і пропускної здатності пульсів запропоновані спосіб та пристрій забезпеканалу зв'язку Підвищення завадостійкості до чили підвищення точності вимірювання для адитивної низькочастотної завади пояснюється сигналів із ЩІЛИННІСТЮ Q більше двох тим, що у даному пристрої одночасно проводять При атестації комутованих і виділених телевипрямлення як позитивної, так і негативної півфонних каналів зв'язку, а саме при визначенні їх хвиль, при цьому адитивна низькочастотна завада амплітудно-частотних характеристик і пропускних додається одночасно з тим же знаком до сигналу, здатностей, пристрій на основі запропонованого одержаного в результаті випрямлення позитивної способу дозволив провести вимірювання середПІВХВИЛІ вхідного сигналу, і до сигналу, одержаного ньоквадратичних значень напруги тестового сигв результаті випрямлення негативної ПІВХВИЛІ ВХІналу синусоїдальної форми та рівня шуму (при ДНОГО сигналу Тому при відніманні напруг сигнавідсутності тестового сигналу) навіть у випадку, лів, одержаних у результаті випрямлення, така коли амплітуда низькочастотної завади в 2-3 рази адитивна завада компенсується Це дозволяє, перевищувала амплітуди сигналу або шуму наприклад, проводити вимірювання напруги сиг Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for measuring root-mean-square value of alternating voltage and the device for the realization of the method
Автори англійськоюHorbatyi Ivan Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСпособ измерения среднеквадратичного значения переменного напряжения и устройство для осуществления способа
Автори російськоюГорбатый Иван Владимирович
МПК / Мітки
МПК: G01R 19/02
Мітки: змінного, середньоквадратичного, струму, напруги, вимірювання, значення, здійснення, спосіб, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-62369-sposib-vimiryuvannya-serednokvadratichnogo-znachennya-naprugi-zminnogo-strumu-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вимірювання середньоквадратичного значення напруги змінного струму та пристрій для його здійснення</a>
Попередній патент: Блок зрошувача градирні
Наступний патент: Запірний клапан
Випадковий патент: Спосіб попереднього обробляння, переробляння або вторинного обробляння термопластичного матеріалу