SU1757095A1 - Method for comparation of alternating current from root-mean-square value - Google Patents
Method for comparation of alternating current from root-mean-square value Download PDFInfo
- Publication number
- SU1757095A1 SU1757095A1 SU894738921A SU4738921A SU1757095A1 SU 1757095 A1 SU1757095 A1 SU 1757095A1 SU 894738921 A SU894738921 A SU 894738921A SU 4738921 A SU4738921 A SU 4738921A SU 1757095 A1 SU1757095 A1 SU 1757095A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- constant
- pulses
- ratio
- voltages
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано дл построени компараторов переменного напр жени . Цель изобретени - повышение точности за счет исключени посто нной составл ющей переменного напр жени , Дл этого опорное напр жение формируют определенным образом так, чтобы оно имело такую же посто нную составл ющую, что и переменное компарируемое напр жение, При последующем получении разности между этими напр жени ми просто нна составл юща исключаетс , 3 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used to build variable voltage comparators. The purpose of the invention is to improve the accuracy by eliminating the constant component of the alternating voltage. For this purpose, the reference voltage is formed in a certain way so that it has the same constant component as the alternating comparable voltage. Upon subsequent generation of the difference between these voltages The wages are simply excluded, 3 Il.
Description
Изобретение относитс к технике измерений и может быть использовано дл ком- парировани , измерени , поддержани заданной величины переменного напр жени произвольной формы.The invention relates to a measurement technique and can be used to compress, measure, maintain a given variable voltage of arbitrary shape.
Известен способ компарировани сред- неквадратического значени напр жени , реализованный в устройстве и основанный на инвертировании измер емого напр жени , формировании из измер емого и про- инвертированного напр жений, путем их поочередной коммутации на вход преобразовател среднеквадратического значени (ПСКЗ) на базе электротеплового преобразовател (ЭТП), синтезированного напр жени , преобразовании с помощью ПСКЗ на базе ЭТП синтезированного напр жени в посто нное напр жение, сравнении данного посто нного напр жени с посто нным напр жением,-полученным путем средне- квадратического преобразовани опорного посто нного напр жени .There is a method of comparing the rms voltage, implemented in the device and based on the inversion of the measured voltage, the formation of the measured and inverted voltages, by alternately switching them to the input of the rms converter (PCPS) based on an electrothermal transducer ( ETP), the synthesized voltage, conversion using the PSCS based on the ETP of the synthesized voltage to a constant voltage, comparing this constant voltage with the set This voltage is obtained by means of a root-mean-square conversion of the reference constant voltage.
В способе отсутствует погрешность ПСКЗ на базе ЭТП, обусловленна его асимметрией , но имеетс погрешность измерени , обусловленна отличием по среднеквадратическому значению проин- вертированного и измер емого напр жений , Отличие напр жений по вл етс вследствие неидеальности инвертора по коэффициенту передачи, фазовому сдвигу, выходному сопротивлению. Погрешность из-за неидеальности инвертировани возрастает с возрастанием частоты переменного напр жени и на высоких частотах (10 кГц), может превысить погрешность из- за асимметрии, котора у ПСКЗ на базе ЭТП относительно небольша (0,1-0,5%).In the method, there is no error of the ESCP based on the ETP due to its asymmetry, but there is a measurement error due to the difference in the rms value of the inverted and measured voltages. . The error due to the non-ideal inversion increases with increasing frequency of the alternating voltage and at high frequencies (10 kHz), may exceed the error due to asymmetry, which is relatively small in the ESCR based on ECP (0.1-0.5%).
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ компарировани переменного напр жени по среднеквадрзтическому значению, реализованный в устройстве и включающий формирование опорного двух- пол рного напр жени типа меандр, преобразование с помощью ПСКЗ на базе ЭТПThe closest to the present invention is a method of comparing alternating voltage according to RMS value, implemented in the device and including the formation of a reference two-pole voltage of the type meander, conversion using the PSCS based on ETP
компарируемого переменного напр жени и опорного двухпол рного напр жени в посто нные напр жени , соответствующие их греднеквэдратическим значени м, фиксацию (измерение) указанных посто нных напр жений , сравнение их между собой, по результатам которого получают вывод о равенстве среднеквадратических значений компарируемого и опорного напр жений или о преобладании одного из них.variable voltage and reference two-voltage voltage in constant voltage, corresponding to their mean-hedratic values, fixation (measurement) of said voltage, compared with each other, according to the results of which the conclusion is obtained that the voltage and reference voltage are equal or predominance of one of them.
В известном способе нет необходимости в инвертировании переменного напр жени , но погрешность компарирова- ни из-за асимметрии ПСКЗ на базе ЭТП отсутствует лишь только при отсутствии посто нной составл ющей во входном переменном напр жении.In the known method there is no need to invert the alternating voltage, but the error of comparing due to the asymmetry of the PSCS based on the ECD is absent only in the absence of a constant component in the input alternating voltage.
В известном способе при компариро- вании напр жени произвольной формы погрешность компарировани из-за асимметрии будет тем больше, чем больше дол посто нной составл ющей в среднеквад- ратическом значении напр жени произвольной формы. Максимального значени , равного погрешности асимметрии ПСКЗ на посто нном напр жении, данна составл юща погрешности достигнет, когда переменна составл юща в напр жении произвольной формы близка к нулю, а посто нна максимальна.In the known method, when comparing a voltage of an arbitrary shape, the error of comparing due to asymmetry will be the greater, the larger the constant component in the RMS value of the voltage of an arbitrary shape. The maximum value equal to the asymmetry error of the PSKZ at a constant voltage, this component of the error will reach, when the variable component in the voltage of an arbitrary shape is close to zero, and the constant is maximum.
Как известно, погрешность асимметрии ПСКЗ на базе ЭТП зависит от типа примен емого ПСКЗ. К примеру, у ПСКЗ типа ПНТб погрешность асимметрии на посто нном номинальном напр жении не превышает 0,1% от выходного напр жени . При входных посто нных напр жени х, меньших номинального, погрешность асимметрии возрастает, При высокоточных же измерени х требуетс , чтобы вли ние асимметрии на погрешность компарировани была меньше 0,01 %.As is known, the error in the asymmetry of the PSKZ on the basis of the ETP depends on the type of PSKZ used. For example, in the PNTB type PSCS, the asymmetry error at a constant nominal voltage does not exceed 0.1% of the output voltage. For input voltages lower than the nominal voltage, the asymmetry error increases. For highly accurate measurements, however, it is necessary that the effect of asymmetry on the comparing error be less than 0.01%.
Цель изобретени - повышение точности компарировани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of comparing.
Поставленна цель достигаетс тем, что в способе компарировани напр жени по среднеквадратическому значению, включающем формирование опорного двухпол рного импульсного напр жени пр моугольной формы с равными амплитудами разнопол рных импульсов, преобразование компарируемого переменного и упом нутого опорного напр жений в посто нные напр жени , соответствующие их среднеквадратическим значени м, фиксацию (измерение) упом нутых посто нных напр жений, сравнение их между собой, по результатам которого получение вывода о равенстве среднеквадратических значений компарируемого и опорного напр женийThe goal is achieved by the fact that in the method of comparing voltage by the root-mean-square value, including the formation of a rectangular two-pole reference pulse voltage with equal amplitudes of different-polarity pulses, the conversion of a variable voltage of the alternating voltage and the aforementioned reference voltage into constant voltages rms values, fixation (measurement) of the mentioned constant stresses, their comparison with each other, according to the results of which the derivation of the equation ve RMS kompariruemogo and reference voltages
или преобладании одного из них, предварительно до преобразовани в посто нное напр жение выдел ют посто нную составл ющую Do компзрируемого переменногоor the predominance of one of them, prior to conversion to a constant voltage, the constant component Do
напр жени , определ ют отношение указанной посто нной составл ющей Do к амплитуде А опорного напр жени и устанавливают соотношение длительностей импульсов положительной т+ и отрицательной т пол рностей в опорном напр жении исход из выражени voltage, determine the ratio of the specified constant component Do to the amplitude A of the reference voltage and establish the ratio of the durations of the pulses of positive m + and negative m polarities in the reference voltage based on the expression
1515
г+-7- Uog + -7- uo
Т АT And
где Т - период двухпол рного опорного напр жени ,where T is the period of the two-pole reference voltage,
На фиг. 1 показана структурна схема компаратора напр жени , реализующегоFIG. 1 shows a block diagram of a voltage comparator implementing
предлагаемый способ; на фиг. 2 - эпюры напр жений, по сн ющие его работу; на фиг, 3 - полученные экспериментальным путем зависимости погрешностей асимметрии ПСКЗ от соотношени посто нной составл ющей и среднеквадратического значени входного напр жени .the proposed method; in fig. 2 - stress diagrams for his work; Fig. 3 shows experimentally the dependences of the asymmetry error of the PSCP on the ratio of the constant component and the root mean square value of the input voltage.
Компаратор (фиг.1), реализующий за вленный способ, содержит ПСКЗ 1 на базе ЭТП, индикатор 1, входом подключенный кA comparator (Fig. 1) that implements the method according to the invention contains a PSKZ 1 based on an ETP, indicator 1, connected to the input
выходу ПСКЗ 1, переключатель 3, выходом подсоединенный к входу ПСКЗ 1, а первым входом - к входной шине, источник 4 посто нных напр жений положительной и отрицательной пол рности, переключатель 5,PSKZ 1, switch 3, output connected to the PSKZ 1 input, and the first input - to the input bus, the source of 4 DC voltages of positive and negative polarity, switch 5,
через который выходы источника 4 подключены к второму входу переключател 3, фильтр б, входом подключенный к входной шине, преобразователь 7 отношени напр жение-врем , первым входом подключенный к выходу фильтра б, а вторым - к одному из входов, например положительному, источника 5,through which the outputs of source 4 are connected to the second input of switch 3, filter b, the input connected to the input bus, the converter 7 voltage-time ratio, the first input connected to the output of filter b, and the second to one of the inputs, for example, positive, source 5 ,
Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.
Преобразуют компарируемое переменное напр жение в посто нное, соответствующее его среднеквадратическому значению. Дл чего подают указанное напр жение на ПСКЗ 1 компаратора через пёреключатель 3, который в первоначальный момент времени находитс в положении АБ. Полученное значение посто нного напр жени на выходе ПСКЗ 1 фиксируетс (измер етс ) с помощью индикатора 2 и запоминаетс (либо оператором, либо автоматически в индикаторе 2). Одновременно с указанными операци ми формируют опорное двухпол рное напр жение, дл чего предварительно из компарируемого переменного напр жени (фиг 2а) до преобразовани его в посто нное напр жение, соответствующее среднеквадратическому значению-, выдел ют посто нную составл ющую Uo (фиг,26). Это осуществл ют с ПО- мощью фильтра 6 низких частот путем подачи на него напр жени с входной шины , Одновременно с помощью источника 4 формируют два посто нных напр жени уровн А положительной и отрицательной пол рности. Наход т отношение Do к А, поThe compressed variable voltage is converted into a constant value corresponding to its rms value. For this purpose, the indicated voltage is supplied to the comparator PSKZ 1 through the switch 3, which at the initial moment of time is in the AB position. The obtained DC voltage value at the output of the PSKK 1 is captured (measured) with the aid of indicator 2 and stored (either by the operator or automatically in the display 2). Simultaneously with these operations, a two-pole reference voltage is formed, for which purpose, the constant component Uo (figure 26) is extracted from the compressed alternating voltage (Fig. 2a) before converting it to a constant voltage corresponding to the RMS value. . This is done with the help of low-pass filter 6 by applying a voltage from the input bus to it. At the same time, two constant voltage levels A of positive and negative polarity are formed using source 4. Find the relation Do to A, by
указанному отношениюspecified relationship
UoUo
АBUT
устанавливаютset
соотношение длительностей импульсов положительной г+-и отрицательной Т-по- л рности, формируемое путем коммутации переключателем 5 выходных напр жений источника 4. Дл чего в данной реализации способа после передачи на входы преобразовател 7 напр жений с выхода фильтра 6 и с одного из выходов источника 4 на выходе преобразовател 7, имеющего характеристику , описываемую формулой 1, получают однопол рное импульсное напр жение с периодом следовани , равным Т, и длитель- ностью импульса, равной гт(фиг.2г)the ratio of the pulse durations of positive g + and negative T-polarities formed by switching the output voltage of source 4 with a switch 5. For this implementation of the method, after transmitting voltage 7 to filter converter inputs 6 and one of the outputs source 4 at the output of converter 7, having a characteristic described by formula 1, receive a unipolar pulse voltage with a follow-up period equal to T and a pulse duration equal to rm (Fig. 2d)
Указанное однопол рное импульсное напр жение используют в качестве управл ющего дл переключател 5, коммутиру тем самым выходы источника 4 и получа таким образом на выходе А переключател 5 двухпол рное опорное напр жение (2В) с соотношением г+ и Т-, определ емым следующим образомThe said unipolar pulse voltage is used as a control for switch 5, thereby switching the outputs of source 4 and thus obtaining at the output A of switch 5 a two-pole reference voltage (2B) with a ratio of g + and T- defined as follows
Г+-Г- Up ТА G + -G- Up TA
Частота следовани этого напр же1The frequency of this following
ни должна быть с одной стороны больше минимальной частоты использовани ПСКЗ, а.с другой стороны должна быть небольшой во избежание погрешности задаOn the one hand, it should not be greater than the minimum frequency of use of the PSKZ, but on the other hand, it should be small in order to avoid errors in the task
ни опорного напр жени .nor the reference stress.
Сформированное указанным способом опорное напр жение преобразуют в посто нное напр жение, соответствующее его среднеквадратическому значению, дл чего перевод т переключатель 3 в положение АВ и подают опорное напр жение выхода А переключател 5 на ПСКЗ 1. Затем с помощью индикатора 2 фиксируют (измер ют) посто нное напр жение U2, соответствующее среднеквадратическому значению опорного напр жени , после чего сравнивают величину напр жени 1)2 с ранее зафиксированным значением UL По результатам сравнени оператором делаетс выводе равенстве или преобладании одного из указанных значений. В случае, если средне- квадратическое значение напр жени произвольной формы на входной шине требуетс измерить, то путем изменени величины опорного напр жени добиваютс равенства показаний Ui и LJ2 индикатора 2, а о величине напр жени на входной шине суд т по шкале источника 4.The reference voltage generated by this method is converted into a constant voltage corresponding to its rms value, for which the switch 3 is switched to the AB position and the output voltage of the switch A of switch 5 is fed to the PSKZ 1. Then the indicator 2 is fixed (measured) the constant voltage U2 corresponding to the rms value of the reference voltage, after which the voltage value 1) 2 is compared with the previously recorded UL value. According to the results of the comparison, the operator makes the output nstve or prevalence of one of said values. If the rms value of the arbitrary waveform on the input bus is to be measured, then by changing the magnitude of the reference voltage, the readings Ui and LJ2 of indicator 2 are equal, and the voltage on the input bus is judged on the scale of source 4.
Устанавливаемое в предложенном способе опорное напр жение (фиг.2в) описываетс формулой:The reference voltage established in the proposed method (Fig. 2c) is described by the formula:
U А при 0 t т+; U -A при .U A at 0 t t +; U -A at.
оно имеет среднеквадратическое значение , равное А независимо от соотношени длительностей импульсов положительной и отрицательной пол рности, и посто нную составл ющую U 0, описываемую формулойit has a rms value, equal to A regardless of the ratio of the durations of the pulses of positive and negative polarity, and a constant component U 0, described by the formula
U 0 AU 0 A
Т+-Т АT + -T A
2Г+-Т2G + -T
0 0
5five
00
5five
0 5 0 5
Из этой формулы вытекает, что измен соотношение между г+ и т - можно измен ть величину U o от -А до А. Такой диапазон изменени посто нной составл ющей дает возможность в предлагаемом способе равенство U0 U o при входном переменном напр жении любой формы с среднеквад- ратическим значением А. При этом не происходит измененй величины средне- квадратического значени опорного напр жени . В результате ошибки ПСКЗ из-за асимметрии при преобразовании обоих сравниваемых напр жений эквивалентные им выходные величины будут одинаковы, а погрешность компарировани из-за асимметрии будет отсутствовать.It follows from this formula that by changing the ratio between g + and t - it is possible to change the value of U o from -A to A. the root mean square value A. At the same time, there is no change in the mean square value of the reference voltage. As a result, the PSKT error due to asymmetry in the conversion of both compared stresses, equivalent output values will be the same, and there will be no comparing error due to asymmetry.
В качестве входного напр жени дл ПСКЗ использовалось двухпол рное напр жение пр моугольной формы с одинаковыми амплитудами импульсов положительной и отрицательной пол рности (фиг.2в). Уровень посто нной составл ющей во входном напр жении измен лс путем изме. 1ни соотношени между длительност ми импульсов положительной и отрицательной пол рностей и измер лс вольтметром после фильтрации. Уровень среднеквадрати- ческого значени входного напр жени составл л 1 В. Частота следовани входного напр жени составл ла 200 Гц.A bipolar rectangular voltage with the same amplitudes of positive and negative polarity pulses was used as the input voltage for the PSKD (Fig. 2c). The constant component level at the input voltage was varied by changing. The ratio between the durations of the pulses of positive and negative polarities and was measured by a voltmeter after filtration. The rms input voltage level was 1 V. The input voltage following frequency was 200 Hz.
Погрешность асимметрии б определ лась какThe asymmetry error b is defined as
6 6
Е+-ЕЕ +E + -EE +
где Е+, Е--- входные напр жени ПСКЗ соответственно при пр мом и обратном подключении ПСКЗ к источнику входного напр жени (пр мое и обратное подключение достигалось сменой между собой входных выводов ПСКЗ при подключении к выводам источника оперного напр жени ), Из анализа данных, представленных на фиг, 3 вытекает, что при отсутствии посто нной составл ющей во входном напр жении асимметри ПСКЗ отсутствует; с увеличением соотношени -г-.--- асимметрии ПСКЗwhere E +, E --- are the PSKZ input voltages, respectively, when the PSKZ is directly and reversely connected to the input voltage source (the direct and reverse connections were achieved by changing the PSKZ input terminals when connected to the terminals of the operating voltage source), From the analysis the data shown in fig. 3 implies that in the absence of a constant component, there is no asymmetry in the input voltage of the PSCK; with an increase in the ratio of -r--.- asymmetry of the PSCP
Uc.K.3.Uc.K.3.
возрастает, асимметри ПСКЗ максимальнаincreases, the asymmetry of the PSKZ maximum
пги, .. Up -, при ,.- I.pgi, .. Up - when, .- I.
UC.K з.UC.K h.
В предлагаемом способе нет необходимости очень строго устанавливать соответствие между величинами посто нных составл ющих в опорном напр жении и напр жении произвольной формы, так как разность между погрешност ми асимметрии при входных напр жени х одинакового среднеквадратического значени , но с небольшим различием по посто нной составл ющей , небольша и не приведет к большой погрешности сравнени .In the proposed method, it is not necessary to very strictly establish the correspondence between the values of the constant components in the reference voltage and the voltage of an arbitrary shape, since the difference between the asymmetry errors at the input voltages of the same rms value, but with a small difference in the constant component , small and will not lead to a large error of comparison.
Таким образом, в предлагаемом способе отсутствует инвертирование напр жени произвольной формы, а следовательно, и погрешность св занна с этой операцией,Thus, in the proposed method, there is no inversion of the voltage of an arbitrary shape, and consequently, the error associated with this operation,
Предлагаемый способ не имеет погрешности , обусловленна асимметрией ПСКЗ при любой произвольной форме переменного напр жени .The proposed method does not have an error due to the asymmetry of the PSKK with any arbitrary form of alternating voltage.
Формирование опорного напр жени в предлагаемом способе св зано с изменением соотношени длительностей импульсов положительной и отрицательной пол рностей опорного напр жени . При использовании опорного напр жени сThe formation of the reference voltage in the proposed method is associated with a change in the ratio of the pulse durations of the positive and negative polarities of the reference voltage. When using reference voltage with
низкой частотой следовани современна элементна база позвол ет производить эту операцию без изменени величины среднеквадратического значени опорного напр жени , и, следовательно, эта операци не вызовет практически увеличени погрешности компарировани -.The low frequency of the current element base allows this operation to be performed without changing the RMS value of the reference voltage, and, therefore, this operation will not cause an almost increase in the error of comparing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894738921A SU1757095A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for comparation of alternating current from root-mean-square value |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894738921A SU1757095A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for comparation of alternating current from root-mean-square value |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1757095A1 true SU1757095A1 (en) | 1992-08-23 |
Family
ID=21470483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894738921A SU1757095A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for comparation of alternating current from root-mean-square value |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1757095A1 (en) |
-
1989
- 1989-08-15 SU SU894738921A patent/SU1757095A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Прибор дл поверки вольтметров переменного тока В1-9. Техническое описание ЯЫ2 761.005 ТО. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6250764B2 (en) | ||
SU1757095A1 (en) | Method for comparation of alternating current from root-mean-square value | |
US4066959A (en) | Electronic volt-square-hour metering method and apparatus | |
SU1307358A1 (en) | Method of measuring generalized parameters of periodic pulse sequence | |
SU1132240A1 (en) | Pulse voltmeter | |
SU1615630A1 (en) | Method of measuring instantaneous values of electric signal | |
SU1267290A1 (en) | Converter of parameters of conductivity transducer | |
SU966621A1 (en) | Device for determining phase fluctuation standard deviation | |
SU949536A1 (en) | Method of measuring electric signal phase shift | |
SU1460704A1 (en) | Method of monitoring the onset of nominal value of generalized duration of pulses of recurrent single-pulse sequence | |
SU635428A1 (en) | Method of comparing amplitudes of two sine-shaped voltages of the same frequency | |
SU1003105A1 (en) | Device for sine-cosine pulse-width conversion | |
SU938163A1 (en) | Quasi-equilibrium detector | |
SU750402A1 (en) | Device for measuring dynamic parameters of electronic units | |
SU1656311A1 (en) | Non-contact position-to-frequency transducer | |
SU1287021A1 (en) | Meter of amplitude ratio of two pulses placed in sequential order on time axis | |
SU1696904A1 (en) | Method for determining temperature of aqueous solutions of salts | |
SU1308937A1 (en) | Device for measuring the winding resistance of a.c.electric equipment | |
SU957119A1 (en) | Amplitude value converter | |
SU864202A1 (en) | Device for measuring szimuth non-uniformity of magnetic field | |
RU2153679C2 (en) | Method for complex determination of alternating voltage or sinusoidal current parameters | |
SU530446A1 (en) | Multi-channel strain gauge with time-pulse modulation of output signals | |
SU871087A2 (en) | Measuring converter of ac to dc voltage | |
SU1402951A1 (en) | Device for measuring the mean square value of a.c.voltage | |
SU1624660A1 (en) | Pulse repetition rate multiplier |