RU2022348C1

RU2022348C1 - Device for monitoring electrical energy characteristics

Info

Publication number: RU2022348C1
Authority: RU
Inventors: О.В. Птицын
Original assignee: Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: measurement technology in power engineering. SUBSTANCE: device has measurement moment setting element 1, instant-voltage-to-digital-code converter 2, rated voltage setting element 3, control unit 4, maximum and minimum code separators 5 and 6, respectively, squarers 7 and 8, arithmetic units 9 and 10, adding counter 11, square-root extractor unit 12, OR gate unit 13, ratio meter 14, and display unit 15. EFFECT: improved measurement accuracy due to introduction of OR gate unit 13, additional minuend input, additional subtrahend input, and additional output in first arithmetic unit 10, and relevant ties. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к измерениям в энергетике и может быть использовано при контроле показателей качества электрической энергии постоянного напряжения - коэффициента пульсации, отклонения и колебания напряжения, а также коэффициента амплитуды и коэффициента формы напряжения. The invention relates to measurements in the energy sector and can be used to control the quality indicators of electric energy of constant voltage - ripple coefficient, voltage deviation and fluctuation, as well as amplitude coefficient and voltage form factor.

Известно устройство для автоматического контроля качества электроэнергии [1] , содержащее задатчик моментов измерения, преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, задатчик номинальных значений напряжения, блок управления, блоки выделения максимальных и минимальных кодов, квадраторы, сумматоры, суммирующий счетчик, блок извлечения квадратного корня, логометр и блок индикации. A device for automatically controlling the quality of electric power [1], comprising a set of measuring moments, a converter of instantaneous voltage values to a digital code, a set of rated voltage values, a control unit, blocks for extracting maximum and minimum codes, quadrants, adders, a totalizing counter, a square root extraction unit , logometer and display unit.

Недостатком известного устройства является низкая точность определения отклонения напряжения, обусловленная недостатком используемого вычислительного алгоритма. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the voltage deviation due to the disadvantage of the used computational algorithm.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению следует считать устройство для контроля показателей качества электроэнергии [2], содержащее задатчик моментов измерения, преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, задатчик номинальных значений напряжения, блок управления, блоки выделения максимального и минимального кодов, квадраторы, управляемые арифметические блоки, суммирующий счетчик, блок извлечения квадратного корня, логометр и блок индикации. The closest in technical essence to the invention should be considered a device for monitoring indicators of the quality of electricity [2], containing a dial of measuring moments, a converter of instantaneous voltage values to a digital code, a dial of nominal voltage values, a control unit, blocks for extracting the maximum and minimum codes, quadrants controlled arithmetic units, totalizing counter, square root extraction unit, logometer and indication unit.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения таких показателей качества электроэнергии, как отклонение напряжения и коэффициент формы, обусловленная погрешностями вычислительных алгоритмов. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining such indicators of power quality as voltage deviation and shape factor due to errors in computational algorithms.

Так, в известном устройстве-прототипе отклонение напряжения и коэффициент формы определяются вычислительными алгоритмами
ΔV =

; (1)
K_ф =

, (2) где U_x и U_xo - среднеквадратическое и средневыпрямленное значения контролируемого напряжения соответственно;
U_н - номинальное значение напряжения.So, in the known prototype device, the voltage deviation and shape factor are determined by computational algorithms
ΔV =

; (1)
K _f =

, (2) where U _x and U _xo are the rms and rms values of the controlled voltage, respectively;
U _n - rated voltage value.

Однако по определению
ΔV =

, (3) а
K_ф =

. (4)
Из анализа выражений (1) ... (4) видно, что

>U_x-U_н, (5) а

≠ U_x. (6)
Таким образом, имеют место погрешность определения отклонений напряжения
δ_Δv =

=

;
(7) и погрешность определения коэффициента формы
δ_кф= δ₁+δ₂ , (8) где δ₁ и δ₂ - составляющие погрешности, обусловленные погрешностями нелинейных блоков соответственно квадратора и блока извлечения квадратного корня.However, by definition
ΔV =

, (3) a
K _f =

. (4)
An analysis of expressions (1) ... (4) shows that

> U _x -U _n , (5) a

≠ U _x . (6)
Thus, there is an error in determining voltage deviations
δ _Δv =

=

;
(7) and the error in determining the shape factor
δ _kf = δ ₁ + δ ₂ , (8) where δ ₁ and δ ₂ are the component errors due to the errors of the nonlinear blocks of the quadrator and the square root extraction block, respectively.

Цель изобретения - повышение точности определения отклонения напряжения и коэффициента его формы. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the voltage deviation and its shape factor.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля качества электрической энергии, содержащее логометр, блок индикации, преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, первый квадратор, первый арифметический блок, блок извлечения квадратного корня, задатчик номинальных значений напряжения, задатчик моментов измерения, блок управления, суммирующий счетчик, второй квадратор, блоки выделения максимального и минимального кодов и второй арифметический блок, причем первый вход преобразователя мгновенных значений напряжения является входом устройства, а выход подключен к суммирующему счетчику, входам блоков выделения максимального и минимального кодов и входу первого квадратора, выход которого соединен с входом уменьшаемого первого арифметического блока, вход вычитаемого и выход которого связаны соответственно с выходом второго квадратора и входом блока извлечения квадратного корня, а выход суммирующего счетчика соединен с входом второго квадратора и входом делителя логометра, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом блока индикации и выходом второго арифметического блока, входы уменьшаемого и вычитаемого которого связаны с выходами блоков выделения максимального и минимального кодов соответственно, выход блока управления соединен одновременно с синхровходами первого и второго арифметических блоков и управляющими входами задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения, выходы задатчика моментов измерения и задатчика номинальных значений напряжения присоединены соответственно к управляющему и второму входам преобразователя мгновенных значений напряжения в цифровой код, введен блок элементов ИЛИ, выход, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым входом логометра, выходом блока извлечения квадратного корня и дополнительным выходом первого арифметического блока, дополнительный вход вычитаемого и дополнительный вход уменьшаемого которого соединены соответственно с выходом суммирующего счетчика и выходом преобразователя мгновенных значений напряжения в цифровой код. The goal is achieved by the fact that in a device for controlling the quality of electric energy, containing a logometer, an indication unit, a converter of instantaneous voltage values to a digital code, a first quadrator, a first arithmetic unit, a square root extraction unit, a voltage nominal value adjuster, a measurement moment adjuster, a control unit , a summing counter, a second quadrator, blocks allocating maximum and minimum codes and a second arithmetic block, the first input of the converter of instantaneous voltage values I am the input of the device, and the output is connected to the summing counter, the inputs of the maximum and minimum code allocation blocks and the input of the first quadrator, the output of which is connected to the input of the reduced first arithmetic block, the input of which is subtracted and the output are connected respectively with the output of the second quadrator and the input of the square block the root, and the output of the summing counter is connected to the input of the second quadrator and the input of the divider of the logometer, the output and first input of which are connected respectively to the input of the indicator block and the output of the second arithmetic block, the inputs of which are reduced and subtracted are connected to the outputs of the blocks for extracting the maximum and minimum codes, respectively, the output of the control unit is connected simultaneously with the clock inputs of the first and second arithmetic blocks and the control inputs of the setpoint of the measurement moments and the setter of the nominal voltage values, the outputs of the setter of the moments the measurement and the setpoint of the nominal voltage values are connected respectively to the control and second inputs of the converter of voltage values in a digital code, an OR block of elements is introduced, an output whose first and second inputs are connected respectively to the second input of the logometer, the output of the square root extraction unit and the additional output of the first arithmetic block, the additional input of which is subtracted and the additional input of the reduced one are connected respectively to the output totalizing counter and the output of the converter of instantaneous voltage values into a digital code.

В первый арифметический блок, содержащий три элемента задержки, узел усреднения кодов, первый триггер, узел выбора режима измерения, счетчик числа измерений, счетчик n импульсов, счетчик 2n импульсов, группу элементов И, первый узел вычитания кодов и кнопку "Запуск", выход которой соединен с входом запуска узла выбора режима измерения, первый выход запуска которого подключен к входу установки первого триггера, вход сброса и выход которого соединены соответственно с выходом сброса узла выбора режима измерения и первым входом разрешения узла усреднения кодов, синхровход первый информационный вход и вход делителя которого соединены соответственно с выходом первого элемента задержки, синхровходом узла выбора режима измерения и счетным входом счетчика числа измерений, входом уменьшаемого первого арифметического блока и кодовым выходом счетчика числа измерений, выход переполнения которого связан с первым входом узла выбора режима измерения и входом второго элемента задержки, выходом присоединенного к входу фиксации результата узла усреднения кодов, причем счетные входы счетчика n и счетчика 2n импульсов соединены соответственно с первым и вторым синхровыходами узла выбора режима измерения, выход третьего элемента задержки соединен с первым входом первой группы элементов И, второй вход и выход которой связаны соответственно с входом вычитаемого первого арифметического блока и входом вычитаемого первого узла вычитания кодов, выход которого является выходом первого арифметического блока, введены три группы элементов И, второй узел вычитания кодов, второй триггер, четвертый и пятый элементы задержки, входами связанные соответственно с первым входом узла выбора режима измерения и выходом счетчика 2n импульсов, входом сброса второго триггера, вход установки и выход которого подключены соответственно к второму выходу запуска узла выбора режима измерения и второму входу разрешения узла усреднения кодов, второй информационный вход и выход которого связаны соответственно с дополнительным входом уменьшаемого первого арифметического блока и с вторыми входами четвертой и второй групп элементов И, первый вход каждой из которых в отдельности присоединен к выходу соответственно пятого и третьего элементов задержки, выход последнего из которых подключен к выходу счетчика n импульсов, при этом выходы второй и четвертой групп элементов И присоединены соответственно к входу уменьшаемого первого и входу уменьшаемого второго узлов вычитания кодов, выход последнего из которых является дополнительным выходом первого арифметического блока, дополнительный вход вычитаемого которого соединен с вторым входом третьей группы элементов И, выход и первый вход которой подключены соответственно к входу вычитаемого второго узла вычитания кодов и выходу четвертого элемента задержки. Into the first arithmetic block containing three delay elements, averaging unit for codes, a first trigger, a unit for selecting a measurement mode, a counter for the number of measurements, an n pulse counter, a 2n pulse counter, a group of AND elements, a first code subtraction unit and a Start button, the output of which connected to the start input of the measuring mode selection node, the first launch output of which is connected to the installation input of the first trigger, the reset input and output of which are connected respectively to the reset output of the measuring mode selection node and the first resolution enable node averaging of codes, the synchro input of the first information input and the input of the divider is connected respectively to the output of the first delay element, the synchro input of the measurement mode selection node and the counting input of the number of measurements counter, the input of the decreasing first arithmetic unit and the code output of the number of measurements counter, the overflow output of which is connected to the first input the node for selecting the measurement mode and the input of the second delay element, the output connected to the input of fixing the result of the node of averaging codes, and the counting inputs the counter n and the counter 2n pulses are connected respectively to the first and second clock outputs of the measurement mode selection node, the output of the third delay element is connected to the first input of the first group of AND elements, the second input and output of which are connected respectively to the input of the subtracted first arithmetic block and the input of the subtracted first subtraction node codes, the output of which is the output of the first arithmetic block, three groups of AND elements are introduced, a second code subtraction unit, a second trigger, a fourth and fifth delay elements, inputs and associated respectively with the first input of the measurement mode selection node and the output of the 2n pulse counter, the reset input of the second trigger, the installation input and output of which are connected respectively to the second output of the measurement mode selection node and the second resolution input of the code averaging node, the second information input and output of which associated respectively with the additional input of the reduced first arithmetic unit and with the second inputs of the fourth and second groups of elements And, the first input of each of which is individually assigned it is single to the output of the fifth and third delay elements, respectively, the output of the last of which is connected to the output of the counter of n pulses, while the outputs of the second and fourth groups of elements And are connected respectively to the input of the reduced first and the input of the reduced second code subtraction nodes, the output of the last of which is additional the output of the first arithmetic block, the additional input of which is subtracted is connected to the second input of the third group of AND elements, the output and the first input of which are connected respectively about to the input of the subtracted second node of the subtraction of codes and the output of the fourth delay element.

В узел усреднения кодов, содержащий первую группу трехвходовых элементов И, последовательно соединенные сумматор кодов, группу двухвходовых элементов И и схему деления суммы поступивших кодов на число измерений, введены вторая группа трехвходовых элементов И и группа элементов ИЛИ, выход, первый и второй входы которой подключены соответственно к входу сумматора кодов, выходу первой и выходу второй групп трехвходовых элементов И, первые входы которых объединены с синхровходом узла усреднения кодов, второй информационный вход и второй вход разрешения, вход фиксации результата измерения и вход делителя которого подключены соответственно к третьему и второму входам второй группы трехвходовых элементов И, одному из входов группы двухвходовых элементов И и входу делителя схемы деления суммы поступивших кодов на число измерений, выход которой, второй и третий входы первой группы элементов И являются соответственно выходом, первым выходом разрешения и первым информационным входом узла усреднения кодов. A second group of three-input elements AND and a group of OR elements, an output, the first and second inputs of which are connected, are introduced into the code averaging node containing the first group of three-input elements AND, series-connected code adder, a group of two-input elements AND and a scheme for dividing the sum of the received codes by the number of measurements respectively, to the input of the code adder, the output of the first and the output of the second group of three-input elements And, the first inputs of which are combined with the sync input of the averaging unit of codes, the second information input and the second One resolution, the input of fixing the measurement result and the input of the divider which are connected respectively to the third and second inputs of the second group of three-input elements And, one of the inputs of the group of two-input elements And and the input of the divider of the division of the sum of the received codes by the number of measurements, the output of which, the second and third inputs the first group of AND elements are respectively the output, the first resolution output, and the first information input of the code averaging node.

Сущность изобретения состоит в повышении точности определения отклонения напряжения и коэффициента его формы путем изменения алгоритмов вычисления этих показателей качества электрической энергии. The invention consists in increasing the accuracy of determining the voltage deviation and its shape coefficient by changing the calculation algorithms of these indicators of the quality of electric energy.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием нового блока, а именно блока элементов ИЛИ, выполнением первого арифметического блока с дополнительным входом уменьшаемого, дополнительным входом вычитаемого и дополнительным выходом, введением в него новых элементов, а именно трех групп элементов И, второго узла вычитания кодов, второго триггера, двух элементов задержки, а также выполнением узла усреднения кодов с вторым информационным входом и введением в состав узла новых элементов, а именно второй группы трехвходовых элементов И и группы элементов ИЛИ. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями показывает, что в научно-технической литературе не обнаружено устройств с такой совокупностью новых элементов и связей. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". The claimed technical solution differs from the prototype in the presence of a new block, namely, a block of OR elements, the execution of the first arithmetic block with an additional input to be reduced, an additional input to be subtracted and an additional output, the introduction of new elements into it, namely three groups of AND elements, the second unit of code subtraction, the second trigger, two delay elements, as well as the implementation of the averaging unit of codes with the second information input and the introduction of new elements into the unit, namely the second group of three-input AND elements and OR element groups. These differences allow us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." Comparison of the claimed technical solution with other solutions shows that in the scientific and technical literature there are no devices with such a totality of new elements and connections. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

Суть определения показателей качества электроэнергии заключается в том, что
U $\binom{2}{x}$ =U $\binom{2}{x}$ _o+

U

\binom{2}{x}

_i,
(9) где U_xi - среднеквадратическое значение i-й гармонической составляющей контролируемого напряжения.The essence of determining power quality indicators is that
U

\binom{2}{x}

= U

\binom{2}{x}

_o +

U

\binom{2}{x}

_i
(9) where U _xi is the rms value of the i-th harmonic component of the controlled voltage.

Коэффициент пульсации определяется из выражения
K_п =

.The ripple coefficient is determined from the expression
K _p =

.

(10)
С учетом условия (9) выражение (10) принимает вид вычислительного алгоритма:
K_п =

.(10)
In view of condition (9), expression (10) takes the form of a computational algorithm:
K _p =

.

Вычислительный алгоритм отклонений и колебаний напряжения имеет вид
ΔV =

;
δV =

, где U_макс и U_мин - максимальное и минимальное значения контролируемого напряжения соответственно.The computational algorithm for voltage deviations and fluctuations has the form
ΔV =

;
δV =

where U _max and U _min are the maximum and minimum values of the controlled voltage, respectively.

Коэффициент формы и коэффициент амплитуды являются показателями качества электроэнергии неосновного ряда. Указанные коэффициенты определяются из выражений
K_ф =

;
K_А =

.The shape factor and amplitude coefficient are indicators of the quality of electricity of the mainstream. The specified coefficients are determined from the expressions
K _f =

;
K _A =

.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля показателей качества электрической энергии; на фиг. 2, 3 и 4 - временные диаграммы работы устройства в I, II и III режимах соответственно; на фиг. 5 - функциональная схема первого арифметического блока. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for monitoring indicators of the quality of electric energy; in FIG. 2, 3 and 4 - time diagrams of the operation of the device in I, II and III modes, respectively; in FIG. 5 is a functional diagram of a first arithmetic unit.

Устройство для контроля показателей качества электрической энергии (фиг. 1) содержит задатчик 1 моментов измерения, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя 2 мгновенных значений напряжения в цифровой код, второй вход которого соединен с выходом задатчика 3 номинальных значений напряжения, блок 4 управления, блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов, квадраторы 7 и 8, второй арифметический блок 9, первым и вторым входами соединенный с выходами блоков 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, первый арифметический блок 10, синхровходом объединенный с синхровходом блока 9, управляющими входами задатчиков 1, 3 и подключенный к выходу блока 4 управления, а входом уменьшаемого и входом вычитаемого связанный соответственно с выходом квадратора 7 и выходом квадратора 8, суммирующий счетчик 11, вход которого объединен с входами блоков 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов, входом квадратора 7, дополнительным входом уменьшаемого блока 10 и подключен к выходу преобразователя 2, блок 12 извлечения квадратного корня, входом связанный с выходом арифметического блока 10, блок 13 элементов ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока 12 и дополнительным выходом блока 10, логометр 14, первый, второй входы и вход делителя которого связаны соответственно с выходом блока 9, выходом блока 13 элементов ИЛИ и выходом суммирующего счетчика 11, объединенного с входом квадратора 8 и подключенного к дополнительному входу вычитаемого арифметического блока 10, причем выход логометра соединен с блоком 15 индикации. A device for monitoring indicators of the quality of electric energy (Fig. 1) contains a setpoint 1 of measurement moments, the output of which is connected to the control input of the converter 2 of the instantaneous voltage values into a digital code, the second input of which is connected to the output of the setpoint 3 of the nominal voltage values, control unit 4, blocks 5 and 6, allocation of the maximum and minimum codes, quadrants 7 and 8, the second arithmetic unit 9, the first and second inputs connected to the outputs of blocks 5 and 6 allocation of the maximum and minimum codes, respectively Of course, the first arithmetic block 10, connected by a synchro-input to the synchro-input of block 9, controlling the inputs of the controllers 1, 3 and connected to the output of the control unit 4, and the input of the decremented and the input subtracted, respectively connected with the output of the quadrator 7 and the output of the quadrator 8, summing the counter 11, the input which is combined with the inputs of blocks 5 and 6 of the allocation of the maximum and minimum codes, the input of the quadrator 7, an additional input of the reduced block 10 and connected to the output of the transducer 2, the square root extraction unit 12, the input associated with the output of the arithmetic block 10, the block 13 of the OR elements, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the block 12 and the additional output of the block 10, the logometer 14, the first, second inputs and the input of the divider which are connected respectively with the output of the block 9, the output of the block 13 OR elements and the output of the summing counter 11, combined with the input of the quadrator 8 and connected to the additional input of the deductible arithmetic unit 10, and the output of the logometer is connected to the display unit 15.

Блок 4 управления предназначен для управления работой задатчиков 1, 3 и арифметических блоков 9, 10 и выполнен в виде генератора тактовых импульсов. Первый арифметический блок 10 (фиг. 5) предназначен для выполнения операций усреднения

N

\binom{2}{i}

либо

N_i кодов, а также для выполнения операции вычитания кодов и содержит элементы 16-20 задержки записи кодов, узел 21 усреднения кодов, триггеры 22 и 23, узел 24 выбора режима измерения, счетчик 25 на n импульсов, счетчик 26 на 2n импульсов, блоки 27-30 элементов И, узлы 31 и 32 вычитания кодов, кнопку 33 "Запуск" и счетчик 34 числа поступивших кодов. Триггеры 22 и 23 выполнены в виде RS- и IK-триггеров соответственно.The control unit 4 is designed to control the operation of the

setters

1, 3 and

arithmetic units

9, 10 and is made in the form of a clock generator. The first arithmetic unit 10 (Fig. 5) is designed to perform averaging operations

N

\binom{2}{i}

or

N _i codes, as well as for performing the operation of subtracting codes and contains elements 16-20 of the delay for writing codes, node 21 for averaging codes,

triggers

22 and 23, node 24 for selecting a measurement mode, counter 25 for n pulses, counter 26 for 2n pulses, blocks 27-30 And elements, nodes 31 and 32 of subtracting codes, button 33 "Start" and counter 34 of the number of received codes.

Triggers

22 and 23 are made in the form of RS- and IK-triggers, respectively.

Узел 21 усреднения кодов предназначен для выполнения алгоритма усреднения кодов, поступивших по одному из его информационных входов, и содержит блоки 35 и 36 трехвходовых элементов И, блок 37 элементов ИЛИ, сумматор 38 кодов, группу 39 двухвходовых элементов И и схему 40 деления кодов. The code averaging unit 21 is designed to execute an averaging algorithm for codes received via one of its information inputs, and contains blocks 35 and 36 of three-input AND elements, block 37 of OR elements, an adder 38 of codes, a group of 39 two-input AND elements, and a code division circuit 40.

Узел 24 выбора режима измерения выполнен в виде трехпозиционного переключателя, позволяющего осуществить выбор режима I - измерения коэффициента пульсации (верхнее положение подвижных контактов), режима II - измерения отклонений и колебаний напряжения (среднее положение подвижных контактов), режима III - измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды (нижнее положение подвижных контактов). The node 24 of the selection of the measurement mode is made in the form of a three-position switch that allows you to select mode I - measure the ripple factor (upper position of the moving contacts), mode II - measure deviations and voltage fluctuations (the average position of the movable contacts), mode III - measure the shape factor and coefficient amplitude (lower position of the movable contacts).

Счетчики 25 и 26 выполнены соответственно на n и 2n импульсов и имеют выходы переполнения, а счетчик 34 числа измерений выполнен на n измерений и имеет кодовый выход числа измерений и выход переполнения счетчика. The counters 25 and 26 are respectively executed at n and 2n pulses and have overflow outputs, and the counter 34 of the number of measurements is made for n measurements and has a code output of the number of measurements and an overflow output of the counter.

Блок 10 имеет выход 41, входы 42-46 и выход 47, причем синхровход 42 является управляющим и подключен к выходу блока 4 управления. Вход 43 уменьшаемого и дополнительный вход 44 блока 10 подключены соответственно к выходам первого квадратора 7 и преобразователя 2, а дополнительный вход 45 вычитаемого и вход 46 вычитаемого - к выходу суммирующего счетчика 11 и выходу второго квадратора 8 соответственно. Block 10 has an output 41, inputs 42-46 and output 47, and the clock input 42 is the control and is connected to the output of the control unit 4. The input 43 of the diminished and the additional input 44 of the block 10 are connected respectively to the outputs of the first quadrator 7 and the converter 2, and the additional input 45 of the subtracted and input 46 subtracted to the output of the totalizing counter 11 and the output of the second quadrator 8, respectively.

Узел 21 усреднения кодов работает следующим образом (фиг. 5). Коды, пропорциональные квадрату напряжения (при открытом первом информационном входе) или значению напряжения (при открытом втором информационном входе), повторяются на выходе соответственно блока 35 или блока 36 элементов И и далее поступают через блок 37 элементов ИЛИ на вход сумматора 38 только при наличии на втором входе блока 35 или втором входе блока 36 элементов И разрешающего сигнала логической "1" и поступлении синхроимпульса по входу 42 через элемент 16 на первые входы блоков 35 и 36 элементов И. При поступлении n импульсов в сумматоре 38 накапливается сумма

N

\binom{2}{i}

или

N_i кодов (при открытом первом или втором информационном входе соответственно). Код этой суммы поступает через группу 39 элементов И на первый вход схемы 40 только при появлении на первом входе элементов И группы 39 разрешающего импульса, поступившего по входу фиксации результата узла усреднения кодов. На входе делителя схемы 40 присутствует код числа n измерений, поступивший с кодового выхода счетчика 34. В результате деления в схеме 40 кода суммы на код числа измерений завершено выполнение алгоритма усреднения кодов

N

\binom{2}{i}

или

N_i (для первого или второго информационного входа).Node 21 averaging codes works as follows (Fig. 5). Codes proportional to the square of the voltage (when the first information input is open) or the voltage value (when the second information input is open) are repeated at the output of block 35 or block 36 of AND elements, respectively, and then pass through block 37 of OR elements to the input of adder 38 only if the second input of block 35 or the second input of block 36 of AND elements of the logical "1" enable signal and a clock pulse arriving at input 42 through element 16 to the first inputs of

blocks

35 and 36 of AND elements. When n pulses arrive in the adder 38 plivaetsya amount

N

\binom{2}{i}

or

N _i codes (with open first or second information input, respectively). The code of this sum enters through the group of And elements 39 to the first input of the circuit 40 only when a permit pulse appears at the first input of the And elements of group 39, received at the input of fixing the result of the code averaging unit. At the input of the divider of circuit 40, there is a code of the number of n measurements received from the code output of the counter 34. As a result of dividing the sum code in the circuit 40 by the code of the number of measurements, the code averaging algorithm is completed

N

\binom{2}{i}

or

N _i (for the first or second information input).

Второй арифметический блок 9 предназначен для одновременного выполнения операции усреднения кодов, поступивших с выходов блоков 5 и 6, а также для выполнения операции вычитания усредненных кодов. Блок 9 выполнен с синхровходом, являющимся управляющим. The second arithmetic unit 9 is designed to simultaneously perform the operation of averaging codes received from the outputs of blocks 5 and 6, as well as to perform the operation of subtracting the averaged codes. Block 9 is made with the sync input, which is the control.

Первый арифметический блок 10 (фиг. 5) работает следующим образом. The first arithmetic unit 10 (Fig. 5) works as follows.

В исходном состоянии триггеры 22 и 23, счетчики 25 и 26, счетчик 34 и сумматор 38 находятся в нулевом состоянии. In the initial state, the triggers 22 and 23, the counters 25 and 26, the counter 34 and the adder 38 are in the zero state.

В режиме I измерения коэффициента пульсации (верхнее положение подвижных контактов узла 24) при нажатии на кнопку 33 импульсом по S-входу триггер 22 переводится в единичное состояние и первый информационный вход узла 21 открывается для приема информации (кодов). С приходом первого управляющего импульса по входу 42 узел 21 начинает выполнение алгоритма усреднения кодов (момент t₃ на фиг. 2), поступивших по входу 43. Одновременно с этим управляющие импульсы поступают на вход счетчика 34 числа измерений и через узел 24 на вход счетчика 25 импульсов. Счетчик 34 подсчитывает импульсы и по достижении числа n, равного числу измерений, формирует на выходе переполнения импульс, который через узел 24 по R-входу переводит в нулевое состояние триггер 22, закрывающий вход 43. При этом на кодовом выходе счетчика 34 присутствует код числа измерений. После выполнения операции деления в схеме 40 узла 21 усреднения кодов завершается алгоритм усреднения кодов (момент t₅). Одновременно с этим по достижении числа n импульсов счетчик 25 формирует на выходе импульс переполнения, который через элемент 18 поступает на первые входы элементов И блоков 27 и 28. С приходом этого разрешающего импульса коды, присутствующие на вторых входах элементов И блоков 27 и 28, вводятся в узел 31 вычитания кодов (момент t₆). В результате выполнения операции вычитания кодов в узле 31 на выходе 41 блока 10 появляется код разности (момент t₇₎.In mode I, the measurement of the ripple coefficient (the upper position of the movable contacts of the node 24) when the button 33 is pressed by the pulse at the S-input, the trigger 22 is brought into a single state and the first information input of the node 21 is opened to receive information (codes). With the arrival of the first control pulse at input 42, node 21 begins the execution of the algorithm for averaging codes (time t ₃ in Fig. 2) received at input 43. At the same time, control pulses are fed to the input of counter 34 of the number of measurements and through node 24 to the input of counter 25 pulses. The counter 34 counts the pulses and, upon reaching the number n equal to the number of measurements, generates a pulse at the overflow output, which, through the node 24 via the R-input, sets the trigger 22 to zero state, closing the input 43. At the same time, the code number of the measurements is present on the code output of the counter 34 . After the division operation is performed in the circuit 40 of the code averaging unit 21, the code averaging algorithm is completed (time t ₅ ). At the same time, upon reaching the number n of pulses, the counter 25 generates an overflow pulse at the output, which through element 18 is supplied to the first inputs of the AND elements of blocks 27 and 28. With the arrival of this enable pulse, the codes present on the second inputs of the AND elements of blocks 27 and 28 are entered to node 31 subtracting codes (moment t ₆ ). As a result of the operation of subtracting codes in the node 31, the difference code (moment t ₇₎ appears at the output 41 of block 10.

В режиме II измерения отклонений и колебаний напряжения (среднее положение подвижных контактов узла 24) исходное состояние элементов и узлов блока 10 аналогично описанному в режиме I. In mode II, measuring deviations and voltage fluctuations (the average position of the movable contacts of node 24), the initial state of the elements and nodes of block 10 is similar to that described in mode I.

С приходом первого управляющего импульса по входу 42 (момент t₁ на фиг. 3) счетчик 26 на 2n импульсов и счетчик 34 начинают подсчет импульсов. Узел 21 не может начать выполнение алгоритма усреднения кодов ввиду закрытого состояния входов 43 и 44, обусловленного наличием на первом и втором входах разрешения узла 21 запрещающего сигнала уровня логического "0". По достижении числа n импульсов счетчик 34 формирует на выходе переполнения импульс, переводящий в единичное состояние по I-входу триггер 23, открывающий вход 44. Одновременно с этим поступление импульса переполнения счетчика 34 через узел 24 и элемент 19 на первый вход элементов И блока 29 разрешает запись кода, поступившего по входу 45 через блок 29 элементов И в узел 32 вычитания (момент t₃) кодов. С приходом (n + 1)-го управляющего импульса по входу 42 узел 21 начинает выполнение алгоритма усреднения кодов, поступающих по входу 44 (момент t₅). При поступлении на вход счетчика 26 числа 2n импульсов на его выходе переполнения формируется импульс, переводящий в нулевое состояние по К-входу триггер 23, закрывающий вход 44. Одновременно с этим импульс переполнения счетчика 26, поступив через элемент 20 на первый вход элементов И блока 30, разрешает ввод выходного кода узла 21 через блок 30 элементов И в узел 32 вычитания (момент t₇). В результате выполнения в узле 32 операции вычитания на выходе 47 появляется код разности (момент t₉). Поскольку в течение всего времени 2Т_о на первых входах элементов И блоков 27 и 28 присутствует логический "0", вход 46 и выход 41 оказываются закрытыми.With the arrival of the first control pulse at input 42 (moment t ₁ in Fig. 3), the counter 26 for 2n pulses and the counter 34 start counting pulses. The node 21 cannot start the execution of the code averaging algorithm due to the closed state of the inputs 43 and 44, due to the presence on the first and second inputs of the resolution of the node 21 of the inhibitory signal level of logical "0". Upon reaching the number n of pulses, the counter 34 generates a pulse at the overflow output, which translates into a single state on the I-input of the trigger 23, which opens the input 44. At the same time, the receipt of the overflow pulse of the counter 34 through the node 24 and the element 19 to the first input of the elements And block 29 allows recording the code received at input 45 through block 29 of AND elements to node 32 of subtraction (moment t ₃ ) of codes. With the arrival of the (n + 1) -th control pulse at input 42, node 21 begins the execution of an algorithm for averaging the codes received at input 44 (time t ₅ ). Upon receipt of the number of 2n pulses at the input of the counter 26, an impulse is generated at its overflow output, which triggers 23 at the K-input and closes input 44. At the same time, the overflow pulse of the counter 26 enters the first input of the AND elements of block 30 through element 20 , allows the input of the output code of the node 21 through the block 30 of elements AND into the node 32 of the subtraction (moment t ₇ ). As a result of performing the subtraction operation in the node 32, the difference code (moment t ₉ ) appears at the output 47. Since during the whole time 2T _about at the first inputs of AND elements of blocks 27 and 28 there is a logical "0", input 46 and output 41 are closed.

В режиме III измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды (нижнее положение подвижных контактов узла 21) исходное состояние узлов и элементов блока 10 аналогично описанному в режимах I и II. In mode III, measuring the shape factor and amplitude coefficient (lower position of the moving contacts of the node 21), the initial state of the nodes and elements of block 10 is similar to that described in modes I and II.

Импульсы управления, поступающие по входу 42, подсчитываются счетчиком 26 на 2n импульсов и счетчиком 34. Поскольку триггеры 22 и 23 находятся в нулевом состоянии, то первый и второй информационные входы узла 21 закрыты. С приходом на вход счетчика 34 n-го импульса на его выходе сформирован импульс переполнения, который переводит по I-входу триггер 23 в единичное состояние. При этом по каждому управляющему импульсу, начиная с (n + 1)-го, узел 21 начинает суммирование кодов, поступающих по входу 44 (момент t₅ на фиг. 4), а счетчик 34 - счет импульсов.The control pulses arriving at input 42 are counted by a counter 26 for 2n pulses and a counter 34. Since the triggers 22 and 23 are in the zero state, the first and second information inputs of the node 21 are closed. With the arrival of the counter 34 of the nth pulse, an overflow pulse is formed at its output, which transfers the trigger 23 to the single state at the I-input. Moreover, for each control pulse, starting from the (n + 1) th, node 21 begins the summation of the codes received at input 44 (moment t ₅ in Fig. 4), and the counter 34 is the pulse count.

Выполнение алгоритма усреднения в узле 21 аналогично описанному в режимах I и II. The execution of the averaging algorithm in node 21 is similar to that described in modes I and II.

Поскольку в течение всего времени 2Т_о на первых входах элементов И блоков 27-29 присутствует логический "0", то входы 45, 46 и выход 41 оказываются закрытыми, а на выходе 47 повторен выходной код узла 21 (момент t₇).Since during the entire time _of 2T at the first inputs of AND gates 27-29 units present a logic "0", the inputs 45, 46 and outlet 41 are closed, and the node 21 (the time t ₇₎ at the output of the output code 47 is repeated.

Второй арифметический блок 9 в работе устройства в режиме I участия не принимает. В режиме II по истечении времени 2Т_о на выходе второго арифметического блока 9 присутствует код разности усредненных кодов, поступивших по его входам. В режиме III по истечении времени 2Т_о в арифметическом блоке 9 завершено выполнение алгоритма усреднения кодов, поступивших с выхода блока 5, и кодов, поступивших с выхода блока 6. В результате преобразования кодов в блоке 9 на его выходе присутствует код, пропорциональный максимальному значению исследуемого напряжения.The second arithmetic unit 9 does not participate in the operation of the device in mode I. In mode II after the time _of 2T at the output of the second arithmetic unit 9, there is a difference averaged codes code received at its inputs. In mode III after the time _of 2T in the arithmetic unit 9 the algorithm completed averaging codes received from the output unit 5, and the codes received from the output unit 6. The result of the transformation codes in the code block 9 is present at its output, proportional to the maximum value of the test voltage.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. The device (Fig. 1) works as follows.

В исходном состоянии блок 10 подготовлен к измерению, суммирующий счетчик 11 установлен в нулевое состояние, ячейки логометра 14 очищены, исследуемый сигнал на входе устройства отсутствует. In the initial state, block 10 is prepared for measurement, the totalizing counter 11 is set to zero, the cells of the logometer 14 are cleared, and the signal under investigation is absent.

В первом режиме измерения коэффициента пульсации исследуемое напряжение поступает на первый вход преобразователя 2. In the first mode of measuring the ripple coefficient, the test voltage is supplied to the first input of the Converter 2.

По команде с блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_оизмерения число n импульсов (фиг. 2), запускающих преобразователь в моменты времени
t_i =

i, где i = 1, 2, ..., n.On command from the control unit 4, the setter 1 gives out, during the measurement time T _o , the number n of pulses (Fig. 2), which start the converter at time instants
t _i =

i, where i = 1, 2, ..., n.

С приходом каждого из n импульсов с задатчика 1 на вход преобразователя 2 осуществляется его запуск на преобразование мгновенного значения исследуемого напряжения в цифровой код N_i. Эти коды поступают на входы суммирующего счетчика 11 и квадратора 7. За время измерения Т_о в суммирующем счетчике 11 образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения:
U_xo =

U_xi(t)dt ≡

N_i, где U_xi(t) - мгновенное значение исследуемого напряжения. Этот код поступает в ячейку логометра 14 и фиксируется в ней (t₄). Одновременно с этим коды N_i поступают в квадратор 7 (момент t₂). После возведения в квадрат в квадраторе 7 коды N_i ² поступают на вход 43 блока 10. За время поступления n управляющих импульсов на вход 42 блока 10 на выходе узла 21 образуется код, пропорциональный квадрату среднеквадратического значения исследуемого напряжения:
U

\binom{2}{x}

=

U

\binom{2}{x}

_i(t)dt ≡

N

\binom{2}{i}

.With the arrival of each of n pulses from the setter 1 to the input of the converter 2, it is launched to convert the instantaneous value of the investigated voltage into a digital code N _i . These codes are fed to the inputs of the totalizing counter 11 and the quadrator 7. During the measurement T _about in the totalizing counter 11, a code is generated proportional to the average rectified voltage value:
U _xo =

U _xi (t) dt ≡

N _i , where U _xi (t) is the instantaneous value of the investigated voltage. This code enters the cell of the logometer 14 and is fixed in it (t ₄ ). At the same time, the codes N _i enter the quadrator 7 (moment t ₂ ). After squaring in squared 7, the codes N _i ² enter the input 43 of the block 10. During the time n control pulses arrive at the input 42 of the block 10, a code is generated at the output of the node 21 proportional to the square of the rms value of the voltage under study:
U

\binom{2}{x}

=

U

\binom{2}{x}

_i (t) dt ≡

N

\binom{2}{i}

.

В тот же момент времени t₄ код суммирующего счетчика 11 возводится в квадрат в квадраторе 8 и вводится по входу 46 в блок 10 на вычитание (момент t₆). В результате выполнения операции вычитания на выходе 41 образуется код (момент t₇), пропорциональный сумме квадратов действующих значений гармоник переменной составляющей напряжения. После извлечения квадратного корня в блоке 12 код поступает через блок 13 элементов ИЛИ в ячейку логометра 14 и фиксируется в ней (момент t₈). Далее в логометре 14 осуществляется деление кода, пропорционального корню квадратному из суммы квадратов действующих значений гармоник, на код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, и в блоке 15 индикации фиксируется значение коэффициента пульсации.At the same moment in time t _{4, the} code of the totalizing counter 11 is squared in quadrator 8 and is entered at input 46 into block 10 for subtraction (moment t ₆ ). As a result of the subtraction operation, a code is generated at the output 41 (moment t ₇ ) proportional to the sum of the squares of the effective harmonics of the variable voltage component. After extracting the square root in block 12, the code enters through the block 13 of the OR elements into the cell of the logometer 14 and is fixed in it (moment t ₈ ). Then, in the logometer 14, the code proportional to the square root of the sum of the squares of the effective harmonics is divided into a code proportional to the average rectified voltage value, and the ripple coefficient is fixed in the display unit 15.

Во втором режиме измерения отклонений и колебаний напряжения устройство работает следующим образом. В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, ячейки логометра 14 очищены, исследуемый сигнал на входе устройства отсутствует. In the second mode of measuring deviations and voltage fluctuations, the device operates as follows. In the initial state, the blocks 9, 10 are prepared for measurement, the totalizing counter 11 is in the zero state, the cells of the logometer 14 are cleared, the signal under investigation is absent.

Время измерения во втором режиме состоит из двух циклов измерения длительностью Т_о каждый. В первом цикле измерения осуществляются преобразование и обработка кодов, пропорциональных мгновенным значениям номинального напряжения, а во втором цикле - кодов, пропорциональных мгновенным значениям выпрямленного напряжения.The measurement time in the second mode consists of two measurement cycles of duration T _about each. In the first measurement cycle, codes that are proportional to the instantaneous values of the rated voltage are converted and processed, and in the second cycle, codes are proportional to the instantaneous values of the rectified voltage.

В первом цикле измерения по команде блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_о цикла n импульсов на запуск преобразователя 2, а задатчик 3 номинальных значений напряжения выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Преобразователь 2 преобразует значения номинального сигнала U_нi в цифровые коды N_нi, которые с момента t₂ (фиг. 3) поступают в счетчик 11, где за время Т_о цикла образуется код

N_нi,пропорциональный номинальному напряжению. Полученный результат поступает по входу 45 в блок 10 и одновременно фиксируется в ячейке логометра 14 (момент t₃), а суммирующий счетчик 11 отключается. Первый цикл измерения завершен.In the first measurement cycle, at the command of the control unit 4, the setter 1 gives out a pulse cycle n for the start of the transducer 2 during the time T _о , and the setpoint 3 of the rated voltage gives the nominal value of the signal under study. Converter 2 converts the values of the nominal signal U _нi into digital codes N _нi , which from the moment t ₂ (Fig. 3) arrive at the counter 11, where a code is generated during the time T _{about the} cycle

N _ni proportional to the rated voltage. The result is received at input 45 to block 10 and is simultaneously recorded in the cell of the logometer 14 (moment t ₃ ), and the totalizing counter 11 is turned off. The first measurement cycle is completed.

С приходом (n + 1)-го импульса с задатчика 1 начинается второй цикл измерения, длительность которого Т_о. В этом цикле коды мгновенных значений исследуемого напряжения N_i с момента t₄ поступают на вход 44 блока 10, где к моменту t₇ на выходе узла 21 образуется код

N_i.В результате выполнения в узле 32 операции вычитания на выходе 47 блока 10 присутствует код, пропорциональный разности исследуемого и номинального напряжений, который через блок 13 элементов ИЛИ поступает в ячейку логометра 14 и фиксируется в ней (момент t₉). Далее в логометре 14 осуществляется деление кода разности исследуемого и номинального напряжений на код, пропорциональный номинальному значению напряжения, и в блоке 15 фиксируется отклонение напряжения.With the arrival of the (n + 1) th pulse from the setter 1, the second measurement cycle begins, the duration of which is T _o . In this cycle, the codes of the instantaneous values of the investigated voltage N _i from the moment t ₄ enter the input 44 of block 10, where by the time t ₇ at the output of node 21 a code is generated

N _i . As a result of the subtraction operation performed at node 32, the output 47 of block 10 contains a code proportional to the difference between the test and rated voltages, which, through block 13 of OR elements, enters the cell of the logometer 14 and is fixed in it (moment t ₉ ). Next, in the logometer 14, the code of the difference between the test and rated voltages is divided by a code proportional to the nominal voltage value, and the voltage deviation is recorded in block 15.

Одновременно с этим, начиная с момента t₄, коды N_i поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение кодов с номинальным кодом и выделение максимального N_макс _i и минимального N_мин _i кодов. Эти коды поступают на соответствующие входы арифметического блока 9, где за время Т_о второго цикла измерения образуются коды, пропорциональные максимальному
U_макс =

U_x _макс _i(t)dt ≡

N_макс _i
и минимальному значению напряжения
U_мин =

U_x _мин _i(t)dt ≡

N_мин _i.At the same time, starting from the moment t ₄ , the codes N _i enter blocks 5 and 6 for allocating the maximum and minimum codes, respectively, where the codes are compared with the nominal code and the maximum N _max _i and the minimum N _min _i codes are selected. These codes go to the corresponding inputs of the arithmetic unit 9, where during the time T _{about the} second measurement cycle codes are generated proportional to the maximum
U _max =

U _x _max _i (t) dt ≡

N _max _i
and minimum voltage
U _min =

U _x _min _i (t) dt ≡

N _min _i .

В результате выполнения операции вычитания к моменту времени t₁₀ на выходе блока 9 образуется код, пропорциональный разности максимального и минимального значений напряжения, который фиксируется в логометре 14. После выполнения в логометре 14 операции деления этого кода на значение номинального кода в блоке 15 индикации фиксируется результат, соответствующий колебанию исследуемого напряжения.As a result of the subtraction operation, at the time t ₁₀ , a code is generated at the output of block 9 that is proportional to the difference between the maximum and minimum voltage values, which is recorded in the logometer 14. After the logometer 14 performs the operation of dividing this code by the value of the nominal code in the display unit 15, the result is recorded corresponding to the fluctuation of the test voltage.

В третьем режиме измерения коэффициента формы и коэффициента амплитуды устройство работает следующим образом. In the third mode of measuring the shape factor and amplitude coefficient, the device operates as follows.

В исходном состоянии блоки 9, 10 подготовлены к измерению, суммирующий счетчик 11 в нулевом состоянии, ячейки логометра 14 очищены, исследуемый сигнал на входе устройства отсутствует. In the initial state, the blocks 9, 10 are prepared for measurement, the totalizing counter 11 is in the zero state, the cells of the logometer 14 are cleared, the signal under investigation is absent.

Время измерения в третьем режиме состоит из двух циклов измерения длительностью Т_о каждый. В первом цикле измерения осуществляются преобразование и обработка кодов, пропорциональных мгновенным значениям номинального напряжения, а во втором цикле - кодов, пропорциональных мгновенным значениям выпрямленного напряжения.The measurement time in the third mode consists of two measurement cycles of duration T _about each. In the first measurement cycle, codes that are proportional to the instantaneous values of the rated voltage are converted and processed, and in the second cycle, codes are proportional to the instantaneous values of the rectified voltage.

В первом цикле измерения по команде блока 4 управления задатчик 1 выдает за время Т_о цикла n импульсов на запуск преобразователя 2, а задатчик 3 номинальных значений напряжения выдает номинальное значение исследуемого сигнала. Преобразователь 2 преобразует значения номинального сигнала U_нi в цифровые коды N_нi, которые поступают в счетчик 11, где за время Т_о цикла измерения образуется код

N_нi , пропорциональный номинальному напряжению, фиксируемый в ячейке логометра 14 (момент t₃ на фиг. 4).In the first measurement cycle, at the command of the control unit 4, the setter 1 gives out a pulse cycle n for the start of the transducer 2 during the time T _о , and the setpoint 3 of the rated voltage gives the nominal value of the signal under study. Converter 2 converts the values of the nominal signal U _нi into digital codes N _нi , which enter the counter 11, where a code is generated during the measurement cycle T _about

N _ni , proportional to the rated voltage, recorded in the cell of the logometer 14 (moment t ₃ in Fig. 4).

С приходом (n + 1)-го импульса с задатчика 1 (момент t₄) начинается второй цикл измерения длительностью Т_о, в котором коды мгновенных значений исследуемого напряжения N_i с момента t₅ поступают в суммирующий счетчик 11, где к моменту t₇ образуется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, фиксируемый в ячейке логометра 14. Одновременно с этим преобразованием коды N_i с момента t₅ поступают на вход 44 блока 10 для выполнения алгоритма усреднения. В момент времени t₇ на выходе 47 блока 10 появляется код, пропорциональный среднеквадратическому значению напряжения. Этот код через блок 13 элементов ИЛИ поступает в ячейку логометра 14 и фиксируется в ней. Далее в логометре осуществляется деление данного кода на код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения, и в блоке 15 индикации фиксируется результат, соответствующий коэффициенту формы исследуемого напряжения.With the arrival of the (n + 1) th pulse from the setter 1 (moment t ₄ ), a second measurement cycle of duration T _о begins, in which the codes of the instantaneous values of the investigated voltage N _i from moment t ₅ enter the totalizing counter 11, where at time t ₇ a code is generated proportional to the average rectified voltage value, fixed in the cell of the logometer 14. Simultaneously with this conversion, the codes N _i from the moment t ₅ enter the input 44 of block 10 to execute the averaging algorithm. At time t ₇ , a code proportional to the root mean square voltage appears at the output 47 of block 10. This code through the block 13 of the OR elements enters the cell of the logometer 14 and is fixed in it. Further, in the logometer, this code is divided into a code proportional to the average rectified voltage value, and the result corresponding to the shape factor of the investigated voltage is recorded in the display unit 15.

Одновременно с этим преобразованием с момента t₅ коды N_i поступают в блоки 5 и 6 выделения максимального и минимального кодов соответственно, где осуществляется сравнение кодов с номинальным кодом и выделение максимального N_макс _i и минимального N_мин _i кодов. Эти коды поступают на соответствующие входы блока 9. В результате преобразования кодов в блоке 9 в момент t₈ на его выходе присутствует код, пропорциональный максимальному значению исследуемого напряжения, фиксируемый в свободной ячейке логометра 14. В результате выполнения в логометре 14 операции деления кода, пропорционального максимальному значению напряжения, на код, пропорциональный среднеквадратическому значению напряжения, в блоке 15 индикации фиксируется результат, соответствующий коэффициенту амплитуды исследуемого напряжения.Simultaneously with this conversion, from the moment t _{5, the} N _i codes enter the blocks 5 and 6 for allocating the maximum and minimum codes, respectively, where the codes are compared with the nominal code and the maximum N _max _i and the minimum N _min _i codes are extracted. These codes are supplied to the corresponding inputs of block 9. As a result of the conversion of codes in block 9 at time t ₈ , a code proportional to the maximum value of the voltage under investigation is recorded at its output, which is recorded in the free cell of the logometer 14. As a result of the division of the logometer 14, the code is proportional the maximum voltage value, per code, proportional to the rms voltage value, in the display unit 15, a result corresponding to the amplitude coefficient of the voltage under study is recorded.

Оценим точность заявляемого устройства. Estimate the accuracy of the claimed device.

В режиме измерения отклонения напряжения согласно алгоритму (1), реализуемому средствами прототипа, требуются нелинейные преобразования, а именно возведение в квадрат напряжений U_x, U_н и последующее извлечение квадратного корня из разности этих напряжений, реализуемые квадраторами 7, 8 и блоком 12 соответственно.In the mode of measuring the voltage deviation according to the algorithm (1), implemented by means of the prototype, nonlinear transformations are required, namely, squaring the voltages U _x, U _n and the subsequent extraction of the square root of the difference of these voltages, implemented by squares 7, 8 and block 12, respectively.

В алгоритме (3), реализуемом средствами заявляемого устройства, промежуточные операции возведения в квадрат и извлечения квадратного корня вообще отсутствуют. Следовательно, реализация алгоритма (3) средствами заявляемого устройства позволяет уменьшить погрешность определения отклонения напряжения по сравнению с устройством-прототипом за счет исключения промежуточных нелинейных операций квадрирования и извлечения квадратного корня, устранения несоответствия между выражениями

и (U_x - U_н).In the algorithm (3), implemented by means of the claimed device, there are no intermediate operations of squaring and extracting the square root. Therefore, the implementation of algorithm (3) by means of the claimed device allows to reduce the error in determining the voltage deviation compared to the prototype device by eliminating intermediate nonlinear operations of squaring and square root extraction, eliminating the mismatch between the expressions

and (U _x - U _n) .

Даже в случаях пренебрежения погрешностью нелинейности преобразования (например, ввиду ее малости) согласно выражению (7) достигается повышение точности заявляемого устройства, например, при
U_x = 10,5 В и U_н = 10 В в

≈ 6,4 раза.$
В режиме измерения коэффициента формы устройство-прототип реализует вычислительный алгоритм
K_ф =

, а заявляемое устройство - алгоритм
K_ф =

.Even in cases of neglecting the error of the nonlinearity of the transformation (for example, due to its smallness) according to expression (7), an increase in the accuracy of the claimed device is achieved, for example, when
U _x = 10.5 V and U _n = 10 V

≈ 6.4 times. $
In the mode of measuring the shape factor, the prototype device implements a computational algorithm
K _f =

, and the claimed device is an algorithm
K _f =

.

Следовательно, исключение промежуточных нелинейных операций квадрирования и извлечения квадратного корня позволяет уменьшить погрешность заявляемого устройства на величину погрешности цифрового квадрирования (погрешность квадратора 7) и погрешности цифрового извлечения квадратного корня (погрешность блока 12). Therefore, the exclusion of intermediate nonlinear operations of squaring and square root extraction allows to reduce the error of the claimed device by the value of the error of digital squaring (error of squared 7) and the error of digital extraction of square root (error of block 12).

Таким образом, выполнение второго арифметического блока с дополнительным входом уменьшаемого, дополнительным входом вычитаемого и дополнительным выходом, а также введение блока элементов ИЛИ и соответствующих связей позволяют повысить точность определения отклонений напряжения в

раза
и уменьшить погрешность определения коэффициента формы на значение погрешности квадратора 7 и блока 12 извлечения квадратного корня, что подтверждает достижение цели изобретения, а именно повышение точности определения отклонения напряжения и коэффициента формы.Thus, the execution of the second arithmetic block with an additional input of a decrementable, additional input of a subtracted and an additional output, as well as the introduction of a block of OR elements and corresponding connections, can improve the accuracy of determining voltage deviations in

times
and to reduce the error in determining the shape factor by the error value of the squared 7 and the square root extraction unit 12, which confirms the achievement of the purpose of the invention, namely, improving the accuracy of determining the voltage deviation and shape factor.

Claims

1. DEVICE FOR MONITORING QUALITY INDICATORS OF ELECTRIC ENERGY, comprising a series-connected logometer and an indication unit, an converter of instantaneous voltage values to a digital code, the first input of which is the input of the device, and the output is connected to the counting input of the summing counter, the inputs of the maximum and minimum codes allocation blocks and the input the first quadrator, the output of which is connected to the input of the reduced first arithmetic block, the input of the subtracted and the output of which are connected respectively with the output the second quadrator and the input of the square root extraction block, and the output of the summing counter is connected to the input of the second quadrator and the input of the divider of the logometer, the first input of which is connected to the output of the second arithmetic block, the inputs of which are reduced and subtracted are connected with the outputs of the blocks for extracting the maximum and minimum codes, respectively, the output of the control unit is connected to the sync inputs of the first and second arithmetic units and the control inputs of the set point of the measurement moments and set point nominal values voltage, while the outputs of the set point of measurement and the set of rated voltage are connected respectively to the control and information inputs of the converter of instantaneous voltage values into a digital code, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, an OR block of elements is introduced into it, the output, the first and the second inputs of which are connected respectively to the second input of the logometer, the output of the square root extraction unit and the additional output of the first arithmetic unit, are additional The th output of the subtracted and the additional input of the reduced one are connected respectively to the outputs of the summing counter and the converter of instantaneous voltage values into a digital code.

2. The device according to claim 1, characterized in that the first arithmetic unit contains a measurement mode selection node, the start input of which is connected to the output of the "Start" button, the first start output is connected to the installation input of the first trigger, the reset input and output of which are connected respectively to the reset output of the measuring mode selection node and the first resolution input of the averaging node, the sync input, the first information input and the input of the divider of which are connected respectively to the output of the first delay element, the input of which is the sync input the first arithmetic block, the sync input of the measuring mode selection node and the counting input of the number of measurements counter, the input of the decreasing first arithmetic block and the code output of the number of measurements counter, the overflow output of which is connected to the first input of the measuring mode selection node and the input of the second delay element, the output connected to the latch input the result of the node of averaging codes, and the counting inputs of the counters n and 2n pulses are connected respectively to the first and second clock outputs of the node for selecting the measurement mode, while the output of the third delay element is connected to the first input of the first block of AND elements, the second group of inputs and outputs of which are connected respectively to the inputs of the subtracted first arithmetic block and the first code subtraction node, the output of which is the output of the first arithmetic block, the inputs of the fourth and fifth delay elements are connected respectively the first output of the measuring mode selection node and the output of the 2n pulse counter, the reset input of the second trigger, the installation input and output of which are connected respectively to the second mu output of the start of the node for selecting the measurement mode and the second input of the resolution of the node of averaging codes, the second information input and output of which are connected respectively with the additional input of the reduced first arithmetic block and with the second group of inputs of the fourth and second blocks of AND elements, the first input of each of which is connected to the output respectively, of the fifth and fourth delay elements, the input of the last of which is connected to the output of the counter n pulses, and the outputs of the second and fourth blocks of AND elements are connected respectively respectively, to the inputs of the decreasing second and first nodes of subtracting codes, the output of the first of which is an additional output of the first arithmetic block, the additional input of which is subtracted is connected to the second input of the third block of AND elements, the output and first input of which are connected respectively to the input of the subtracted second node of subtracting codes the output of the fourth delay element.

3. The device according to claim 2, characterized in that the unit of averaging codes contains a series-connected block of OR elements, an adder of codes, the first block of AND elements and a unit for dividing the sum of codes by the number of measurements, the output of which is the output of the node of averaging codes, as well as the second and the third block of AND elements, the outputs of which are connected respectively to the first and second groups of inputs of the block of OR elements, the first, second and third inputs of the second and third blocks of AND elements, the second input of the first block of AND elements and the input of the divider of the division unit of sum rows are the number of measurements, respectively, the clock, the first and second enable inputs of the first and second data inputs, fixing the measurement result input and the input divider unit averaging codes.