I 58 Измерение среднеквадратического значения напряжения.— М.: Энергоатомиздат, 1987. — 120 с.: ил. — (Электроизмерительные приборы; Вып. 28)
Дан сравнительный анализ методов измерения и рассмотрены характеристики и свойства средств измерения среднеквадратического значения напряжения. Показаны основные направления повышения точности и улучшения динамических характеристик средств измерения, в частности на основе применения микроЭВМ.
Для инженерно-технических работников в области измерительной техники, автоматики.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Измерение переменных токов и напряжений является одним из ^аиболее распространенных видов измерений в радиоэлектронике, Егехнике связи, в системах автоматики и устройствах обработки информации. Это объясняется широким использованием периоди-[шских сигналов для передачи информации и сравнительной про-тотой их измерения.
Среди средств измерения переменного тока и напряжения особое внимание уделяется средствам измерений среднеквадратического значения (СЗ) тока и напряжения. Это обусловлено тем, что единственной истинной мерой мощности электрического сигнала, .г. е. его способности выделять теплоту, является его СЗ, независимо от того, является ли сигнал постоянным, синусоидальным, переменным с постоянным смещением, случайным или представляет собой последовательность импульсов. Среднеквадратическое значение — фундаментальная физическая характеристика процесса.
Необходимость прямого измерения СЗ приобретает особую важность в связи с широким распространением сигналов несину-:оидальной формы (прямоугольных, треугольных, шумоподобных -I т. д.). При определении количества и качества электроэнергии в энергосистемах, измерениях мощности, проверке систем связи, кон-роле уровня шума в звуковом диапазоне частот и измерениях в цифровых системах полезную информацию о сигнале может дать только его СЗ.
Измерение СЗ токов и напряжений широко применяют при разработке систем управления с обратной связью (например, схемы автоматического регулирования коэффициента усиления), при проверке, настройке, регулировке и ремонте радиоэлектронной аппаратуры, при разработке и производстве аппаратуры записи и воспроизведения звука, в кинотехнике, в радиовещании, при обслуживании проводной связи и различных научных исследованиях.
На основе измерительных преобразователей СЗ напряжений (ПСЗН) строят, например, ваттметры поглощаемой мощности, корреляционные измерительные устройства, фазочувствительные вольтметры. Их применяют для установки и контроля уровня сигналов в анализаторах спектра, генераторах стандартных сигналов, многозначных мерах переменных напряжений, измерителях до-эротности (куметрах) и в других приборах.
Таков далеко не полный перечень областей применения средств «мерений СЗН.
Вопросу измерения СЗН посвящена обширная литература. Од-^ нако в ней не нашли должного отражения следующие вопросы: 1) сравнительный анализ свойств и характеристик различных сшн собов и средств измерений СЗН; 2) применение микроЭВМ в средствах измерений СЗН; 3) динамические характеристик* средств измерений СЗН, :
Предлагаемая вниманию читателей книга представляет собой попытку восполнить отмеченные пробелы. В ней предложена клас| сификация измерительных ПСЗН, основанная на последовательно» сти или алгоритме вычисления СЗ входного сигнала. Показано, чт((-свойства ПСЗН зависят от того, какие функциональные блоки и в какой последовательности входят в его схему. ;
На основе приведенной классификации получены обобщенные схемы преобразователей, реализующих различные способы измерения СЗН. Проанализированы их погрешности, рассмотрены свойства, характеристики и целесообразные области применения.
Дана классификация структурных методов повышения точности средств измерения. Приведены подробная характеристика каждого метода, его свойства и области практической реализации.
Рассмотрено понятие «динамические характеристики» применительно к приборам и преобразователям СЗН, описаны способы повышения быстродействия как одноканальных, так и многоканальных измерительных устройств СЗН и пути расширения их частотного диапазона. Проанализировано влияние формы кривой на по грешность измерения.
Подробно рассмотрено новое перспективное направление—при менение микроЭВМ в средствах измерения СЗН. Показаны воз можности улучшения метрологических характеристик средств измерений. Приведены примеры практической реализации вольтметров с микроЭВМ.
Излагаемый материал в значительной мере представляет собой обобщение накопленного опыта разработки средств измерений СЗН и результатов их исследований, проводившихся на кафедре информационно-измерительной техники Московского энергетического института и в Институте проблем управления. При отборе материалов для книги авторы стремились ознакомить читателя с новыми оригинальными техническими решениями.
Главы 1 и 2 написаны И. Н. Желбаковым, гл. 2 и 3 — В. С. Поповым.
Авторы считают своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность доктору техн. наук, проф. Л. И. Волгину за ценные замечания, сделанные им при рецензировании книги.
Пожелания и замечания следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Авторы
Оглавление
[редисловие ................
лава 1 . Способы и средства измерения среднеквадратического значе-
ния напряжений ............... 5-
1.1. Общие положения .............. &
1.2. Классификация .............. 6
1.3. Сравнительный анализ структур преобразователей .... 15
1.4. Элементная база .............. 28
1.5. Приборы и преобразователи среднеквадратического значения напряжений. Описание, характеристики, свойства ..... 3S
Глава 2. Структурно-алгоритмические методы повышения точности
измерения среднеквадратического значения напряжений .... 44
2.1. Общие положения ............. 44
2.2. Метод компарирования ............ 46-
2.3. Метод итерационной коррекции .......... 53-
2.4. Метод перестановки ............. 57
2.5. Метод образцовых сигналов ........... 61
2.6. Метод коммутационно-модуляционного инвертирования ... 66 ; 2.7. Методы аддитивной и мультипликативной коррекции .... 69
!Глава 3. Динамические характеристики средств измерения среднеквад-
1 ратического значения напряжений и пути их улучшения .... 74
j 3.1. Общие понятия и определения .......... 74
] 3.2. Усредняющие устройства на основе фильтров нижних частот . . 75
i 3.3. Усредняющие устройства с весовым интегрированием .... 80
\ 3.4. Итерационные усредняющие устройства ....... 83
1 3.5. Усредняющие устройства на управляемых интеграторах ... 86-3.6. Способы расширения рабочего диапазона частот. Влияние фор-
мы кривой ............... 92
Глава 4. Вольтметры среднеквадратического значения с микроЭВМ . . 96
4.1. Функции микроЭВМ в вольтметрах ......... 96-
4.2. Особенности измерения среднеквадратического значения напряже-
ний в приборах с микроЭВМ ........... 98
4.3. Масштабные преобразователи .......... 107
4.4. Характеристики вольтметров .......... 114
(Список литературы ............... 117"
Цена: 150руб.
