RU2644612C1 - Measuring transducer of variable voltage into constant one - Google Patents
Measuring transducer of variable voltage into constant one Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644612C1 RU2644612C1 RU2016140944A RU2016140944A RU2644612C1 RU 2644612 C1 RU2644612 C1 RU 2644612C1 RU 2016140944 A RU2016140944 A RU 2016140944A RU 2016140944 A RU2016140944 A RU 2016140944A RU 2644612 C1 RU2644612 C1 RU 2644612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- converter
- differentiator
- integrator
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of AC into DC
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения переменного синусоидального напряжения путем преобразования его в постоянное в широком диапазоне частот.The invention relates to electrical engineering and can be used to measure an alternating sinusoidal voltage by converting it to constant in a wide range of frequencies.
Известен преобразователь эффективного напряжения [Авторское свидетельство СССР №822056, МПК G01R 19/22, опубл. 15.04.1981 г.], содержащий двухполупериодный выпрямитель, квадратор, два фильтра нижних частот, амплитудный детектор, вычитающее и суммирующее устройства, причем выходом фильтра нижних частот соединен с входом амплитудного детектора и с неинвертирующим входом вычитающего устройства, а выход амплитудного детектора соединен с инвертирующим входом вычитающего устройства и с одним входом суммирующего устройства, выход вычитающего устройства соединен со входом дополнительного фильтра нижних частот, выход которого соединен с другим входом суммирующего устройства, выход которого соединен с фокальным входом квадратора и является выходом устройства.Known Converter effective voltage [USSR Author's Certificate No. 822056, IPC G01R 19/22, publ. 04/15/1981], containing a half-wave rectifier, a quadrator, two low-pass filters, an amplitude detector, subtracting and summing devices, the output of the low-pass filter is connected to the input of the amplitude detector and to the non-inverting input of the subtracting device, and the output of the amplitude detector is connected to the inverting the input of the subtracting device and with one input of the summing device, the output of the subtracting device is connected to the input of an additional low-pass filter, the output of which is connected to another input of the sum iruyuschego device whose output is connected to the input focal quad is the output device.
Недостатком данного преобразователя является невысокое быстродействие и точность измерения напряжения, обусловленная наличием фильтров нижних частот в цепях прохождения сигнала постоянного тока.The disadvantage of this converter is its low speed and accuracy of voltage measurement, due to the presence of low-pass filters in the DC signal path.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное [Патент на ПМ №163230 РФ, МПК G01R 19/22, опубл. 10.07.2016 г.], содержащий фазосмещатель, первый и второй квадраторы, суммирующее устройство и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входами первого квадратора и фазосмещателя, выход которого соединен с входом второго квадратора, а выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего устройства, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя.The closest analogue to the proposed utility model is a Measuring transducer of alternating voltage to constant [Patent PM PM No. 163230 of the Russian Federation, IPC G01R 19/22, publ. 07/10/2016], containing a phase shifter, a first and second quadrator, a summing device and a square root extraction unit, the input of the converter being connected to the inputs of the first quadrator and phase shifter, the output of which is connected to the input of the second quadrator, and the outputs of the first and second quadrators are connected, respectively to the first and second inputs of the summing device, the output of which through the square root extraction unit is connected to the output of the converter.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.
Недостатком данного преобразователя является то, что наряду с высоким быстродействием и точностью его область применения ограничивается только измерением напряжения промышленной частоты, так как фазосмещатель обеспечивает фазовый сдвиг в 90° только на этой частоте. На других частотах преобразователь не выполняет своей функции, так как его выходное напряжение будет иметь значительную переменную составляющую, соизмеримую с постоянной.The disadvantage of this converter is that, along with high speed and accuracy, its scope is limited only by measuring the voltage of the industrial frequency, since the phase shifter provides a phase shift of 90 ° only at this frequency. At other frequencies, the converter does not fulfill its function, since its output voltage will have a significant variable component, commensurate with the constant.
Техническим результатом изобретения является расширение рабочего диапазона частот преобразователя.The technical result of the invention is to expand the operating frequency range of the Converter.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий квадратор, суммирующее устройство и блок извлечения квадратного корня, причем вход преобразователя соединен с входом квадратора, выход которого соединен с неинвертирующим входом суммирующего устройства, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с выходом преобразователя, дополнительно введены дифференциатор, интегратор и блок умножения, причем вход преобразователя соединен с входами дифференциатора и интегратора, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, выход которого соединен с инвертирующим входом суммирующего устройства, а выход дифференциатора соединен с первым входом блока умножения.The specified technical result is achieved by the fact that in a known measuring transducer of alternating voltage to constant, containing a quadrator, a summing device and a square root extraction unit, the input of the converter connected to the input of a quadrator, the output of which is connected to a non-inverting input of the summing device, the output of which is through the square extraction unit the root is connected to the output of the transducer; in addition, a differentiator, an integrator, and a multiplication unit are introduced, moreover, the input of the transducer with is single with the inputs of the differentiator and integrator, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, the output of which is connected to the inverting input of the summing device, and the output of the differentiator is connected to the first input of the multiplication unit.
Существенными отличиями предлагаемого преобразователя являются введение дифференциатора, интегратора и блока умножения. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - расширение рабочего диапазона частот преобразователя.Significant differences of the proposed Converter are the introduction of a differentiator, integrator and multiplication unit. The combination of elements and the relationships between them ensure the achievement of a positive effect - the expansion of the operating frequency range of the Converter.
Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений uвх, u1-u4 и uвых.In FIG. 1 is a functional diagram of a converter; FIG. 2 - time diagrams of voltages u in , u 1 -u 4 and u out .
Преобразователь (фиг. 1) содержит дифференциатор 1, интегратор 2, блок умножения 3, квадратор 4, суммирующее устройство 5 и блок извлечения квадратного корня 6.The converter (Fig. 1) contains a
Преобразователь работает следующим образом. Измеряемое напряжение переменного тока uвх=Um вхsinωt подается на входы дифференциатора 1, интегратора 2 и квадратора 4.The converter operates as follows. The measured AC voltage u in = U m in sinωt is supplied to the inputs of the
На выходе дифференциатора 1 формируется напряжение u1, сдвинутое по фазе относительно uвх на угол 90° в сторону опережения (фиг. 2):At the output of the
где Um вх - амплитуда измеряемого входного напряжения;where U m I - the amplitude of the measured input voltage;
ω - круговая частота входного напряжения;ω is the circular frequency of the input voltage;
R1 - сопротивление резистора дифференциатора;R1 is the resistance of the differentiator resistor;
С1 - емкость конденсатора дифференциатора.C1 - capacitor of the differentiator.
На выходе интегратора 2 формируется напряжение u2, сдвинутое по фазе относительно uвх на угол 90° в сторону отставания (фиг. 2):2 at the integrator output voltage u 2 is formed, shifted in phase relative to u Rin at 90 ° towards lag (figure 2.):
где Um вх - амплитуда измеряемого входного напряжения;where U m I - the amplitude of the measured input voltage;
ω - круговая частота входного напряжения;ω is the circular frequency of the input voltage;
R2 - сопротивление резистора интегратора;R2 is the resistance of the integrator resistor;
С2 - емкость конденсатора интегратора.C2 - capacitor of the integrator capacitor.
При перемножении напряжений u1 и u2 в блоке умножения 3 на его выходе формируется напряжение u3:When multiplying voltages u 1 and u 2 in the
При выборе параметров компонентов дифференциатора и интегратора R1=R2=R, С1=С2=С, имеем (фиг. 2):When choosing the parameters of the components of the differentiator and integrator R1 = R2 = R, C1 = C2 = C, we have (Fig. 2):
Напряжение подается на инвертирующий вход суммирующего устройства 5, на неинвертирующий вход которого подается напряжение с выхода квадратора 4. В результате на выходе суммирующего устройства формируется напряжение u5 (фиг. 2):Voltage fed to the inverting input of the
которое не содержит переменной составляющей. which does not contain a variable component.
После извлечения квадратного корня в блоке извлечения квадратного корня 6 на его выходе и на выходе преобразователя имеем постоянное напряжение uвых, равное Um вх, то есть пропорциональное действующему значению входного переменного напряжения Uвх.After extracting the square root in the square
Таким образом, выходное постоянное напряжение uвых преобразователя не содержит переменной составляющей, а его величина пропорциональна действующему значению входного напряжения Uвх.Thus, the output constant voltage u of the output converter does not contain a variable component, and its value is proportional to the effective value of the input voltage U in .
При практической реализации предлагаемого устройства дифференциатор 1 и интегратор 2 можно выполнить на операционном усилителе (ОУ) с времязадающей RC-цепью. При построении блока умножения 3 и квадратора 4 можно использовать перемножители напряжений на микросхеме КР525ПС3. Суммирующее устройство 5 представляет собой параллельный (дифференциальный) сумматор на ОУ. В качестве блока извлечения квадратного корня 6 можно использовать схему на ОУ, включив квадратор в цепь его отрицательной обратной связи.In the practical implementation of the proposed device, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140944A RU2644612C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Measuring transducer of variable voltage into constant one |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140944A RU2644612C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Measuring transducer of variable voltage into constant one |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644612C1 true RU2644612C1 (en) | 2018-02-13 |
Family
ID=61226816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016140944A RU2644612C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Measuring transducer of variable voltage into constant one |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644612C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206669U1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-09-21 | Евгений Борисович Колесников | DEVICE FOR MEASURING ACTUAL VALUE OF AC VOLTAGE |
RU213442U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-13 | Евгений Борисович Колесников | POWER FACTOR TO VOLTAGE CONVERTER |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096901C1 (en) * | 1996-06-05 | 1997-11-20 | Вячеслав Васильевич Самокиш | Ac-to-dc voltage changer (options) |
RU2334345C1 (en) * | 2007-05-07 | 2008-09-20 | Новосибирский государственный технический университет | Converter of ac potential into constant one with 9-fold frequency of pulsation |
US8035369B2 (en) * | 2007-06-14 | 2011-10-11 | Sma Solar Technology Ag | Method for detecting an isolated network |
US20140152110A1 (en) * | 2011-07-08 | 2014-06-05 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric power converter for combined power generation system |
RU2589030C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Ac into dc voltage converter |
-
2016
- 2016-10-18 RU RU2016140944A patent/RU2644612C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096901C1 (en) * | 1996-06-05 | 1997-11-20 | Вячеслав Васильевич Самокиш | Ac-to-dc voltage changer (options) |
RU2334345C1 (en) * | 2007-05-07 | 2008-09-20 | Новосибирский государственный технический университет | Converter of ac potential into constant one with 9-fold frequency of pulsation |
US8035369B2 (en) * | 2007-06-14 | 2011-10-11 | Sma Solar Technology Ag | Method for detecting an isolated network |
US20140152110A1 (en) * | 2011-07-08 | 2014-06-05 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric power converter for combined power generation system |
RU2589030C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Ac into dc voltage converter |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206669U1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-09-21 | Евгений Борисович Колесников | DEVICE FOR MEASURING ACTUAL VALUE OF AC VOLTAGE |
RU213442U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-13 | Евгений Борисович Колесников | POWER FACTOR TO VOLTAGE CONVERTER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU168373U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU2644612C1 (en) | Measuring transducer of variable voltage into constant one | |
RU168459U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU167006U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU168700U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU166785U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU187663U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU189666U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU167707U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU168431U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU163765U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU196044U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU187664U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU163230U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU205166U1 (en) | AC / DC MEASURING CONVERTER | |
RU206669U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ACTUAL VALUE OF AC VOLTAGE | |
RU168701U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU195861U1 (en) | AC / DC TRANSMITTER | |
RU163965U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE ACTUAL VALUE OF VARIABLE VOLTAGE | |
RU196115U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU189717U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU223943U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER | |
RU222700U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER | |
RU212580U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU205068U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201019 |