многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения
Классы МПК: | G01R19/02 измерения эффективных значений, например среднеквадратичных значений |
Автор(ы): | Аметов А.Д., Гутников А.И. |
Патентообладатель(и): | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-12-13 публикация патента:
10.02.2003 |
Изобретение относится к измерительной технике. Достигаемый технический результат - повышение информативности. Многоканальное устройство для измерения среднеквадратических значений напряжения содержит восемь (n=8) входных шин (1-8) и восемь повторителей (9-16) напряжения, фильтр нижних частот (ФНЧ) (17, 23), усилитель (18, 24) с регулируемым коэффициентом усиления с входами (19, 25) управления, детекторы (20, 26, 53) среднеквадратических значений, входы (21, 27, 49, 65) регистратора (22) информации, аналоговый мультиплексор (28), два счетчика (29, 30), два дифференциальных компаратора (31, 32), резистивный делитель (33) на резисторах (34, 35), аналоговые ключи (36, 37, 38), элемент И(39), два элемента ИЛИ (40, 41), генератор (42) стабильных периодических импульсов, формирователь (43) коротких импульсов, цифроаналоговый преобразователь (44), шину (45) опорного напряжения, конденсаторы (К) (46, 47) ФНЧ детекторов (20 и 26), шину (48) сброса в нуль устройства, активный интегратор (52), аналоговые ключи (56, 57, 58), элемент 2х2И-ИЛИ (59), элемент НЕ (60), резисторы (61, 62, 63), К (64). 1 з.п.ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, содержащее n входных шин, каждая из которых подключена к входу соответствующего повторителя напряжения, выход первого повторителя напряжения через последовательно соединенные первые фильтр и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу первого детектора среднеквадратических значений, выполненного с фильтром нижних частот, выход этого детектора подключен к первому входу регистратора информации, второй фильтр, выход которого через второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу второго детектора среднеквадратических значений, выполненного с фильтром нижних частот, выход этого детектора подключен к второму входу регистратора информации, три аналоговых ключа, первый и третий из которых подключены параллельно фильтрам нижних частот соответственно первого и второго детекторов среднеквадратических значений, резистивный делитель, крайние выводы которого подключены между шиной опорного напряжения и выходом второго аналогового ключа, а средний вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, неинвертирующие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго детекторов среднеквадратических значений, вход второго аналогового ключа соединен с общей шиной, а управляющий вход - с выходом элемента И и счетным входом первого двоичного счетчика, инверсный выход последнего разряда которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, управляющему входу первого аналогового ключа и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа, первый и второй входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, прямые выходы разрядов первого двоичного счетчика подключены к соответствующим входам управления первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к первому выходу генератора стабильных периодических импульсов, выходы разрядов второго двоичного счетчика подключены к одноименным входам управления аналогового мультиплексора, счетный вход подключен к первому выходу генератора стабильных периодических импульсов, а установочный R-вход объединен с R-входом первого двоичного счетчика и подключен к шине сброса в нуль устройства, выход аналогового мультиплексора подключен к входу второго фильтра, первый информационный вход - к выходу второго повторителя напряжения, второй информационный вход - к выходу первого повторителя напряжения, а третий и последующие информационные входы - к выходам одноименных повторителей напряжения, прямые выходы разрядов первого двоичного счетчика и прямой выход старшего разряда второго двоичного счетчика подключены к соответствующим цифровыми входам цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого подключен к третьему входу регистратора информации, отличающееся тем, что в него введены аналоговый интегратор, третий детектор среднеквадратических значений, выполненный с фильтром нижних частот, четвертый, пятый и шестой аналоговые ключи, элементы 2х2И-ИЛИ, элемент НЕ, три резистора и конденсатор, регистратор информации снабжен четвертым входом, а генератор стабильных периодических импульсов снабжен вторым и третьим выходами, которые подключены к соответствующим первым входам элементов И элемента 2х2И-ИЛИ, второй вход первого элемента И которого подключен к первому дополнительно введенному старшему разряду второго двоичного счетчика, первый и второй младшие разряды которого подключены к соответствующим дополнительно введенным младшим разрядам цифроаналогового преобразователя, второй вход второго элемента И элемента 2х2И-ИЛИ соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к первому дополнительно введенному старшему разряду второго двоичного счетчика, второй дополнительно введенный старший разряд которого подключен к управляющему входу четвертого аналогового ключа, вход которого объединен с входом пятого аналогового ключа и подключен через первый резистор к аналоговому выходу цифроаналогового преобразователя, подключенному через второй резистор к выходу четвертого аналогового ключа, управляющий вход пятого аналогового ключа подключен к выходу элемента 2х2И-ИЛИ, а выход подключен через третий резистор к общей шине и через конденсатор к последней входной шине, шестой аналоговый ключ подключен параллельно фильтру нижних частот третьего детектора среднеквадратических значений, управляющий вход шестого аналогового ключа соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен через аналоговый интегратор к входу третьего детектора среднеквадратических значений, выход которого подключен к четвертому входу регистратора информации. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аналоговый интегратор выполнен на полосовом фильтре, добротность и коэффициент усиления которого не более единицы, а крутизна спада более 6 дБ/окт.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровней преобладающих частот вибрации, шума, пульсации давления, при спектральном анализе сигналов. Известно устройство для измерения шума (а.с. СССР 623160 от 09.11.76, МКИ: G 01 К 19/00, автор Кононов В.А., опубл. 05.09.78, БИ 33), содержащее входную шину, соединенную через первый управляемый усилитель, выполненный с управляющим входом, блок фильтров и второй управляемый усилитель, выполненный с управляющим входом, с детектором среднеквадратических значений, выход которого подключен к блоку индикации, подсоединенному к блокам переключения диапазонов, блок задания частотных характеристик, подсоединенный к выходу детектора среднеквадратических значений и ко входам блоков переключения диапазонов, подключенных соответственно к управляющим входам первого и второго управляемых усилителей. Устройство имеет ряд недостатков:а) низка информативность, т. к. устройство одноканально. Параллельное включение устройств для наращивания информации исключено ввиду недопустимого роста габаритных размеров, веса, числа выходов на блок индикации. Например, восьмивходным шинам соответствуют 24 выхода на блок индикации;
б) устройство не измеряет преобладающую, основную частоту в цепи переменного тока, то есть понижена его информативность, т.к. измеряется лишь среднеквадратическое значение сигнала (процесса) с входной шины;
в) устройство обладает недостаточной точностью и информативностью за счет отсутствия встроенной системы калибровки. Известно устройство для измерения основной частоты в цепях переменного тока (а.с. СССР 566194, МКИ: G 01 R 23/00 от 26.01.76, авторы Масандилов Л. Б. , Рожанковский Ю.В., опубл. 25.07.77, БИ 27, содержащее последовательно соединенные датчик тока и двухканальный усилитель-преобразователь, последовательно соединенные блок деления и блок извлечения квадратного корня, два фильтра нижних частот, выходы которых подключены к входам блока деления. Усилитель-преобразователь состоит из двух квадраторов, связанных входами через интегратор, причем выходы квадраторов подключены к входам фильтров нижних частот. Недостатками известного устройства являются:
а) большая погрешность за счет стандартного интегратора, не ослабляющего влияние модулирующих низких частот, лежащих ниже частоты единичного усиления интегратора. Это понижает информативность устройства в целом;
б) ограничение диапазона по входу за счет использования квадраторов. Например, входному напряжению 10
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198054/247.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198054/247.gif)
в) понижена информативность, т.к. устройство одноканально. Одному входу соответствует один выход на индикатор;
г) понижена информативность, т. к. не измеряется среднеквадратическое значение сигнала (процесса);
д) недостаточна точность из-за отсутствия встроенного калибратора амплитуды и частоты. Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения (а.с. СССР 1623.435, МКИ G 01 R 19/04 от 28.12.88, авторы Аметов А.Д., Коротких Б.П., Гутников А.И., опубл. 20.02.95, БИ 5, стр.247), содержащее n - входных шин, каждая из которых подключена к входу соответствующего повторителя напряжения. Выход первого повторителя напряжения через последовательно соединенные первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу первого детектора среднеквадратических значений, выполненного с фильтром нижних частот. Выход этого детектора подключен к первому входу регистратора информации. Устройство содержит также второй фильтр, выход которого через второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу второго детектора среднеквадратических значений, выполненного с фильтром нижних частот. Выход этого детектора подключен к второму входу регистратора информации, шине опорного напряжения. Устройство снабжено аналоговым мультиплексором, двумя счетчиками, двумя дифференциальными компараторами напряжения, резистивным делителем, тремя аналоговыми ключами, элементом И, двумя элементами ИЛИ, генератором периодических импульсов, формирователем импульсов и цифроаналоговым преобразователем. Крайние выводы резистивного делителя подключены между шиной опорного напряжения и выходом второго аналогового ключа, а средний вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, неинвертирующие входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго детекторов среднеквадратических значений. Первый и третий аналоговые ключи подключены параллельно фильтрам нижних частот соответственно первого и второго детекторов среднеквадратических значений. Вход второго аналогового ключа подключен к общей шине, а управляющий вход - к выходу элемента И и счетному входу первого счетчика, инверсный выход последнего разряда которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, управляющему входу первого аналогового ключа и через второй элемент или - к управляющему входу третьего аналогового ключа. Первый и второй входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, прямые выходы разрядов первого счетчика подключены к входам управления первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом усиления. Второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу генератора периодических импульсов. Входы управления аналогового мультиплексора подключены к выходам одноименных разрядов второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора периодических импульсов, установочный R-вход объединен с R-входом первого счетчика и подключен к шине сброса в нуль устройства. Выход аналогового мультиплексора подключен к входу второго фильтра, первый информационный вход аналогового мультиплексора подключен к выходу второго повторителя напряжения, второй информационный вход - к выходу первого повторителя напряжения, третий и последующие информационные входы - к выходам одноименных повторителей напряжения. Прямые выходы разрядов первого счетчика и прямой выход старшего разряда второго счетчика подключены к соответствующим цифровым входам цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого подключен к третьему входу регистратора информации. Недостатками известного устройства является пониженная информативность, обусловленная:
а) частотной характеристикой без наклона 6дБ/окт, без дополнительного канала измерения среднеквадратического значения напряжения, позволяющих выделить преобладающую, основную частоту процесса устройством в широком диапазоне при наличии встроенного калибратора;
б) недостаточной точностью и шириной диапазона измерений из-за отсутствия встроенной калибровки по заранее известным частотам и напряжениям измерительных каналов, содержащих последовательно соединенные, неточные каскады. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание многоканального устройства для измерения среднеквадратических значений напряжений, обладающего повышенной информативностью. Технический результат, заключающийся в повышении информативности, достигается тем, что в многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, содержащее n-входных шин, каждая из которых подключена к входу соответствующего напряжения, выход первого повторителя напряжения через последовательно соединенные первые фильтр и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу первого детектора среднеквадратических значений, выполненного с фильтром нижних частот, выход этого детектора подключен к первому входу регистратора информации, второй фильтр, выход которого через второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен к входу второго детектора среднеквадратического значения напряжения, выполненного с фильтром нижних частот, выход этого детектора подключен к второму входу регистратора информации, три аналоговых ключа, первый и третий из которых подключены параллельно фильтрам нижних частот соответственно первого и второго детекторов среднеквадратических значений, резистивный делитель, крайние выводы которого подключены между шиной опорного напряжения и выходом второго аналогового ключа, а средней вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, неинвертирующие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго детекторов среднеквадратических значений, вход второго аналогового ключа соединен с общей шиной, а управляющий вход - с выходом элемента И и счетным входом первого двоичного счетчика, инверсный выход последнего разряда которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к управляющему входу первого аналогового ключа и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа, первый и второй входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго дифференциальных компараторов напряжения, прямые выходы разрядов первого двоичного счетчика подключены к соответствующим входам управления первого и второго усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к первому выходу генератора стабильных периодических импульсов, выходы разрядов второго двоичного счетчика подключены к одноименным входам управления аналогового мультиплексора, счетный вход подключен к первому выходу генератора стабильных периодических импульсов, а установочный R-вход объединен с R-входом первого двоичного счетчика и подключен к шине сброса в нуль устройства, выход аналогового мультиплексора подключен к входу второго фильтра, первый информационный вход - к выходу второго повторителя напряжения, второй информационный вход - к выходу первого повторителя напряжения, а третий и последующие информационные входы - к выходам одноименных повторителей напряжения, прямые выходы разрядов первого двоичного счетчика и прямой выход старшего разряда второго двоичного счетчика подключены к соответствующим цифровым входам цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого подключен к третьему входу регистратора информации, введены аналоговый интегратор, третий детектор среднеквадратических значений, выполненный с фильтром нижних частот, четвертый, пятый и шестой аналоговые ключи, элемент 2х2И-ИЛИ, элемент НЕ, три резистора и конденсатор, регистратор информации снабжен четвертым входом, а генератор стабильных периодических импульсов снабжен вторым и третьим выходами, которые подключены к соответствующим первым входам элементов И элемента 2х2И-ИЛИ, второй вход первого элемента И которого подключен к первому дополнительно введенному старшему разряду второго двоичного счетчика, первый и второй младшие разряды которого подключены к соответствующим дополнительно введенным младшим разрядам цифроаналогового преобразователя, второй вход второго элемента И элемента 2х2И-ИЛИ соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к первому дополнительно введенному старшему разряду второго двоичного счетчика, второй дополнительно введенный старший разряд которого подключен к управляющему входу четвертого аналогового ключа, вход которого объединен с входом пятого аналогового ключа и подключен через первый резистор к аналоговому выходу цифроаналогового преобразователя, подключенному через второй резистор к выходу четвертого аналогового ключа, управляющий вход пятого аналогового ключа подключен к выходу элемента 2х2И-ИЛИ, а выход подключен через третий резистор к общей шине и через конденсатор к последней входной шине, шестой аналоговой ключ подключен параллельно фильтру нижние частот третьего детектора среднеквадратических значений, управляющий вход шестого аналогового ключа соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен через аналоговый интегратор к входу третьего детектора среднеквадратических значений, выход которого подключен к четвертому входу регистратора информации. Кроме того, аналоговый интегратор выполнен на полосовом фильтре, добротность и коэффициент усиления которого не более единицы, а крутизна спада более 6 дБ/окт. Указанная совокупность признаков позволяет повысить информативность, а именно обеспечить одновременное измерение напряжений и частот анализируемых сигналов (процессов) на максимальном числе входных шин при минимальном числе каналов регистратора в расширенном диапазоне измерений за счет следующих ниже перечисленных факторов:
а) введения интегратора с наклоном характеристики 6 дБ/окт и дополнительного канала измерения среднеквадратического значения напряжения, позволяющих выделить преобладающую, основную частоту процесса устройством в широком диапазоне при введении встроенного калибратора;
б) повышенной точности и ширины диапазона измерений от введенной встроенной калибровки по заранее известным частотам и напряжениям. Калибровка необходима для измерительных каналов, содержащих последовательно соединенные неточные, каскады. На фиг.1 приведена структурная схема многоканального устройства для измерения среднеквадратического значения напряжения; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.3 - структурная схема усилителя с регулируемым коэффициентом усиления; на фиг.4 - структурная схема детектора среднеквадратических значений (детектора СКЗ); на фиг.5 - структурная схема аналогового интегратора; на фиг.6 - его передаточная характеристика. Многоканальное устройство (фиг.1) содержит восемь (n=8) входных шин 1
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198054/247.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198002/8226.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198007/963.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198007/963.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198005/177.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-2t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-3t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-4t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-5t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-6t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-7t.gif)
для получения точек в области нижней и верхней части шкалы напряжений детекторов соответственно. С учетом применения стабильного генератора 42 периодических импульсов его дополнительно введенные выходы 1 и 2f1 использованы для получения контрольных частот f1 и 2f1. Счетчик 30 (см. инверсный выход
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-8t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198002/8226.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-9t.gif)
частотой f1 и 2f1 соответственно. В третьем и четвертом циклах опроса входных шин 1-8 счетчик 30 подключает ключами 57, 58 на шину 8 уровень низа шкалы, равный
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-10t.gif)
частотой f1 и 2f1 соответственно. Возможен и другой алгоритм, когда два цикла опроса шин 1-8 подается на шину 8 - одна частота, но разные по циклам уровни. Последующие затем два цикла опроса шин 1-8 подаются на шину 8 - другая частота, но разные по циклам уровни. При этом выходы 23, 24 счетчика 30 меняют местами, выходы f1, 2f1 генератора меняют местами. Это отражено в формуле записью выходов счетчика 30 и генератора 42 без дополнительной привязки к разрядам. Существенно то, что цифроаналоговый преобразователь 44 может быть нестабильным, ибо U49 измеряют точным регистратором 22 информации. Важна стабильность резисторов 61, 62, 63 и стабильность частот генератора 42, что не вызывает затруднений при стабилизации прецизионными резисторами С2-29В и кварцем. Работа устройства основана на усилении и последующем измерении среднеквадратического значения электрических сигналов переменного тока снимаемых с 7 вибродатчиков, подключенных к шинам 1-7 устройства. На 8 шину подаются два известных (контрольных, калибровочных) напряжения двух известных (контрольных, калибровочных) частот, позволяющие прокалибровать канал напряжений и частот устройства. Калибровки получены за счет введения всех исполнительных признаков, за исключением интегратора 52 и дополнительного детектора 53 среднеквадратических значений, которые использованы для получения "частотного" канала путем пропускания сигнала с усилителя 24 через интегратор 52 и детектор 53 (такой, как детектор 26) до подачи его на дополнительный вход 65 регистратора 22 информации. Тем самым с помощью устройства можно измерять в расширенном диапазоне не только уровень вибрации, но и ее основную частоту семью вибродатчиками с выдачей вибрационных параметров всего на 4 выходные шины, чем обеспечена повышенная информативность по сравнению с прототипом. Или, другими словами, расширены функциональные возможности. Для обеспечения достаточного диапазона измерений и точности при этом устройство снабжено встроенной калибровкой по 8 входной шине, занимающей по времени 1/8 часть цикла опроса, его конец. Повторители напряжения 9-16 с входным сопротивлением порядка 107 Ом служат для согласования высокоомного выходного сопротивления вибродатчика или калцбратора с усилительным трактом. Включение фильтров 17, 23 в измерительный тракт позволяет выделить общую полосу частот анализа. Все детекторы 26, 53, 20 имеют равный коэффициент передачи и разную постоянную времени 0,12 с, причем сигнал на детектор 53 поступает с интегратора 52, и на детектор 26 непосредственно. Это приводит к уменьшению среднеквадратического значения напряжения на выводе детектора 53 по сравнению с детектором 26, что отражено на временных диаграммах U65 и U27. Уменьшение пропорционально основной частоте и используется для последующего определения этой частоты. Величина постоянной времени детекторов выбирается из условия минимизации погрешности измерения СКЗ процесса. Сигналы с детекторов 20, 26, 53 регистрируются на носителе регистратора 22 информации (бумаге, ленте и др.). При этом обеспечивается автоматический выбор диапазона измерений (т.е. коэффициент усиления, см.большие ступеньки на U49, фиг. 2, моменты t8, t13) и номера входной шины 1-8 (в каждом цикле опроса 8 мелких ступенек на U49, фиг.2) с индикацией этих факторов как в линии передачи самого СКЗ сигнала (см. U21, U27, U65 -диаграммы на фиг.2), так и с выхода цифроаналогового преобразователя 44 (см. U49 на фиг.2). При этом автоматически изменяемое с номером шины и коэффициентом усиления усилителей 18,24 напряжение U49 используется не только для распознания номера входной шины и коэффициента усиления, но и как калибровочное напряжение на шине 8 в уровнях, обеспечивающих верх и низ шкалы, см. моменты t6-t7 и t10-t11, t14-t15 и t17-t18 соответственно на диаграммах U27, U65 фиг.2. При этом на шину 8 в течение времени 0-t7, задаваемого выходом 23 СТ2 счетчика 30, идет частота f1 с выхода генератора 42, близкая к f0 частоте единичного усиления интегратора 52. Напряжения U в момент t6-t7 равны в каналах U27, U65 и соответствуют верху шкалы. В течение времени t7-t11, зависимого выходом 23 СТ2 (фиг. 2), на шину 8 идет частота 2f1 с выхода 2f1 генератора 42 и соответствующее верху шкалы U,
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-11t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-12t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-13t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-14t.gif)
верха шкалы. Через конденсатор 64 оно подается на шину 8. Так как на счетчике 29 также нулевой код 00, то коэффициент (Кu) усиления управляемых усилителей 18, 24 максимален и равен 2. Сигнал переменного тока с входной шины 1 через повторитель 9, фильтр 17 и усилитель 18 поступает в детектор 20 (см. U21 на фиг.2). Возможны два предельных случая сигналов на входных шинах. На фиг.2 - на шине 1 (и в детекторе 20) максимальное текущее значение CK2 сигнала, при этом выбор коэффициента усиления определяется детектором 20. В других случаях, если на шине 1 (и в детекторе 20) малое текущее значение СКЗ сигнала по сравнению с шинами 2-7, то выбор коэффициента усиления определяется детектором 26. На входе 21 регистратора 22 (см. U21) наблюдается непрерывное значение СКЗ обработанного переменного входного сигнала, чем обеспечено запоминание и восстановление истинной формы сигнала U1cкз с входа 1, а по ней - со всех входов 2-7, см. пунктирные линии (U27, U21 на фиг.2). На входах 27,65 регистратора 22 (см. U27, U65 фиг.2) с последовательно подключаемых входных шин 2-1-3-4-5-6-7-8 наблюдаются по очереди значения СКЗ соответствующих обработанных переменных по уровню и частоте входных сигналов с шин 1-7 и контрольного сигнала с шины 8. Эти значения СКЗ несколько меньше истинных значений за счет большого времени окончания переходных процессов на выходах детекторов 26,53, но не влияют на результат определения частоты из-за операции деления
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198410/2198410-15t.gif)
![многоканальное устройство для измерения среднеквадратического значения напряжения, патент № 2198410](/images/patents/272/2198053/8804.gif)
1. Число измеряемых параметров увеличено вдвое, помимо СКЗ напряжения измеряется основная частота процессов. 2. Диапазон измеряемых СКЗ напряжений расширен, вместо 500-6000 мB у прототипа с заданной точностью измеряются 40-6000 мB. Это особенно важно для ослабленного интегратором сигнала и способствует расширению диапазона (числа) выделяемых основных частот до 2 кГц вместо 400 Гц. 3. Наличие низкочастотных модулирующих сигналов неосновной частоты подавлено спадом характеристики полосового фильтра на частотах ниже f0=100 Гц. Погрешность измерений при этом уменьшилась в десять раз. Это тоже эквивалентно повышению информативности, т.к. позволяет выделить именно знергетическую составляющую из большего диапазона частот.
Класс G01R19/02 измерения эффективных значений, например среднеквадратичных значений