04 марта 2016г.
При определении параметров периодических сигналов особую роль играют гармонические сигналы, которые, из-за своей простоты, находят чрезвычайно широкое распространение [1].
В настоящее время развивается направление, связанное с разработкой методов измерения параметров гармонических сигналов (ПГС) по их отдельным мгновенным значениям, не связанным с периодом входного сигнала. Это предполагает два основных способа разделения мгновенных значений: во времени и в пространстве [3]. Второй способ требует формирования дополнительных сигналов напряжения и тока, сдвинутых по фазе относительно входных, и обеспечивает, в общем случае, сокращение времени измерения. При этом упрощение алгоритма измерения и аппаратной реализации обеспечивается при использовании в качестве дополнительных - ортогональные составляющие сигналов [4].
Одним из существенных недостатков средств измерений, реализующих данные методы, является частотная погрешность фазосдвигающих блоков (ФБ), предназначенных для формирования дополнительных сигналов. В результате этого, изменение частоты входного сигнала может привести к тому, что угол сдвига фазы ФБ будет отличаться от π/2 [6].
Этот недостаток устраняется в методах измерения ПГС, использующих мгновенные значения основных и дополнительных напряжений и токов, сдвинутых на произвольный угол Δα [5]. Однако при отличии углов сдвига фаз в каналах напряжения и тока возникает дополнительная погрешность.
В [2] авторами предложен новый метод измерения ПГС, который использует сравнение только входного и, сдвинутого относительно него на произвольный угол Δα, дополнительного напряжения и обеспечивает исключение погрешности из-за не идентичности измерительных каналов. Метод заключается в том, что в момент равенства входного и дополнительного напряжений одновременно измеряют мгновенные значения входного напряжения и тока; через произвольный интервал времени Δt измеряют мгновенные значения входного и дополнительного напряжений и тока.
Временные диаграммы, поясняющие метод, приведены на Рисунке 1.
Анализ полученных выражений показывает, что относительная погрешность измерения
СКЗ напряжения зависит только от спектра сигнала, временного интервала Δt и угла сдвига фазы ФБ Δα. Погрешности определения остальных параметров зависят еще и от угла сдвига фазы между напряжением и током υ.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 13-08-00173)
Список литературы
1. Мелентьев В.С., Батищев В.И. Аппроксимационные методы и системы измерения и контроля параметров периодических сигналов. – М.: Физматлит, 2011. – 240 с.
2.
Melentiev V.S., Ivanov Yu.M., Lychev
A.O. A method of measuring integral
characteristics from the instantaneous values of signals separated
in time and space // Measurement Techniques. - 2014. – V. 57, No. 9. – Р. 979-984.
3. Мелентьев В.С., Иванов Ю.М., Муратова
В.В. Исследование метода измерения
интегральных характеристик по мгновенным значениям сигналов, разделенным в
пространстве //
Известия Волгоградского
государственного технического университета. Сер. «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь». – 2014. – Т.9, № 10 (137). - С. 52-55.
4.
Мелентьев В.С., Иванов Ю.М., Синицын
А.Е. Синтез методов измерения
интегральных характеристик по мгновенным значениям
ортогональных составляющих гармонических сигналов // Вестник
Самарского государственного технического университета. Сер. «Технические науки».
– 2012. – №3(35). - С. 84-90.
5.
Мелентьев В.С., Иванов Ю.М., Синицын А.Е. Методы измерения
интегральных характеристик на основе формирования дополнительных сигналов
// Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. «Технические науки».
– 2013. - № 2 (38). - С. 56-63.
6. Мелентьев В.С., Муратова
В.В., Пескова А.С. Оценка
погрешности реализации метода измерения параметров по мгновенным значениям ортогональных составляющих гармонических сигналов / Современные материалы,
техника и технология: Матер. 4-й Междунар. науч.-практ. конф. – Курск: Юго- Зап. гос. ун-т., 2014. – С. 274-276.
