PL231678B1 - Układ do pomiaru wartości skutecznej i fazy początkowej napięcia sinusoidalnie zmiennego - Google Patents

Abstract

W sposobie i układzie mierzy się cztery wartości chwilowe napięcia sinusoidalnie zmiennego w równych odstępach czasu mniejszych od 1/2 okresu T napięcia otrzymując odpowiednio wyniki u1 = u(t1), u2 = u(t2), u3 = u(t3), u4 = u(t4), gdzie t1, t2, t3, t4 są kolejnymi czasami pomiarów. Na podstawie otrzymanych z pomiarów wyników oblicza się wartość parametru pomocniczego θ, a następnie oblicza się wartość skuteczną i fazę początkową napięcia sinusoidalnie zmiennego. Układ zawiera przetwornik analogowo cyfrowy mierzący wartość sygnału napięciowego o wartości proporcjonalnej do napięcia na zaciskach wejściowych. Wynik pomiaru z przetwornika analogowo cyfrowego przesyłany jest do kolejki połączonych szeregowo czterech buforów jednostek pamięci, zachowujących wyniki ostatnich czterech pomiarów, które połączone są z układem obliczania parametrów, który oblicza wartość parametru pomocniczego θ, a następnie oblicza wartość skuteczną i fazę początkową napięcia sinusoidalnie zmiennego, po zmierzeniu pierwszych czterech wartości chwilowych napięcia, oraz po zmierzeniu każdej kolejnej wartości chwilowej napięcia. Obliczone wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego, układ przesyła do interfejsu układu pomiarowego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego znajdujący zastosowanie przy badaniu właściwości fizycznych elementów obwodów elektrycznych oraz właściwości elektrycznych obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego; znajdujący również zastosowanie w układach i sieciach sensorowych oraz biosensorowych (medycynie) oraz systemach energetycznych.

Znane układy wyznaczania amplitudy zespolonej i fazy początkowej sygnału sinusoidalnie zmiennego próbkowanego okresowo (w równych odstępach czasowych), lecz nie koniecznie próbkowane synchronicznie z badanym sygnałem, oparte są o metody przedstawione w monografii Duda K. „Fourierowskie metody estymacji widm prążkowych”, Rozprawy Monografie 226, Wydawnictwa AGH, Kraków 2011.

Pierwszą grupę stanowią rozwiązania oparte na interpolacji widma sygnału - IpDFT. Polegają one na wyznaczeniu widma sygnału obejmującego przynajmniej jeden okres z wykorzystaniem odpowiednich okien czasowych. Następnie na podstawie otrzymanego widma wykonuje się estymację najwyższego prążka, na podstawie, którego estymuje się wartość częstotliwości i amplitudy zespolonej sygnału. Rozwiązania te charakteryzują się koniecznością zbierania próbek z ponad jednego pełnego okresu, dużą złożonością obliczeniową, błędami związanymi z „przeciekiem” okna wynikającymi z asynchronizmu okresu próbkowania i okresu mierzonego napięcia, oraz koniecznością wyznaczania niewymiernych funkcji trygonometrycznych.

Drugą grupę stanowią rozwiązania, które wykorzystują metody parametryczne w oparciu między innymi o filtr Kalmana, a zwłaszcza jego szczególny przypadek, jakim jest filtr adaptacyjny RLS (Recursive Least Squares), czy też w oparciu o programową pętlę fazową PLL (Phase Locked Loop). Według tekstu cytowanej monografii rozwiązania wykorzystujące modele parametryczne posiadają lepszą rozdzielczość częstotliwościową od metod DFT, lecz charakteryzują się jeszcze większą złożonością obliczeniową w stosunku do metod DFT oraz trudnością w doborze modelu.

Znane rozwiązania charakteryzują się przede wszystkim koniecznością zbierania wielu próbek z ponad jednego pełnego okresu oraz dużą złożonością obliczeniową, co stanowi ich istotną wadę, zwłaszcza w przypadku przenośnych multimetrów bateryjnych. W takich multimetrach bardzo istotne jest wykorzystywanie jak najmniejszej mocy obliczeniowej pozwalającej na obniżenie częstotliwości pracy mikroprocesora, a tym samym i wykorzystywanej energii elektrycznej, co ma znaczący wpływ na koszt pracy i żywotność baterii. Dodatkowo zbieranie próbek z przynajmniej jednego okresu ma także wpływ na czas otrzymywania wyników analiz.

Istotą układu do pomiaru wartości skutecznej i fazy początkowej napięcia sinusoidalnie zmiennego według wynalazku jest to, że układ ten zawiera parę zacisków wejściowych, do których przyłączone jest źródło napięcia sinusoidalnie zmiennego, w szczególności generator napięcia sinusoidalnie zmiennego. Do pary zacisków wyjściowych przyłączony jest układ przetwarzający napięcie na wejściu na sygnał napięciowy o napięciu proporcjonalnym do napięcia na wejściu, w szczególności wzmacniacz różnicowy. Do wyjścia układu przetwarzającego napięcie wejściowe przyłączone jest wejście analogowe przetwornika analogowo cyfrowego. Pomiar w przetworniku tym wzbudzany jest przez sygnał pochodzący z układu generatora cyfrowego sygnału zegarowego w równych odstępach czasu Ts, który jest mniejszy od % z okresu T badanego napięcia. Wyjście cyfrowe przetwornika analogowo cyfrowego połączone jest z buforem jednostki pamięci zawierającym wartość ostatniego pomiaru i stanowiącym jeden z czterech buforów połączonych ze sobą szeregowo i zawierających wartości ostatnich czterech pomiarów ui = u(ti), U2 = ufa), U3 = ufa), U4 = ufa), gdzie ti, t2, t3, t4 są kolejnymi czasami pomiarów. Natomiast wyjścia buforów jednostek pamięci przyłączone są do wejścia układu obliczania parametrów. Układ ten wzbudzany jest po zebraniu pomiarów, czyli po zmierzeniu pierwszych czterech wartości chwilowych napięcia oraz po zmierzeniu każdej kolejnej wartości chwilowej napięcia. Wzbudzanie układu obliczania parametrów realizowane przez układ bufora resetu o długości 4, którego wejście przyłączone jest do wyjścia sygnału cyfrowego z połączonych ze sobą szeregowo czterech buforów jednostek pamięci przyłączonych do przetwornika analogowo cyfrowego informującego, że w kolejce buforów została zapisana wartość pomiaru. Układ bufora resetu resetowany jest w momencie rozpoczęcia pomiaru i zlicza cyfrowe sygnały inicjacyjne na swoim wejściu. W momencie gdy nadejdzie pierwszy, drugi lub trzeci sygnał inicjacyjny układ bufora resetu nie przekazuje sygnału wzbudzenia, natomiast w przypadku nadejścia czwartego i kolejnych sygnałów inicjacyjnych układ bufora resetu przekazuje sygnał wzbudzenia do układu obliczania parametrów. Po wzbudzeniu układ obliczania parametrów oblicza parametr pomocniczy Θ według wzoru:

PL 231 678 Β1

θ=-^~ 2m,		dla M;
θ = ^4w2		dla u-
	Irf +4m2(w2+w4)	dla u.
	4m2
u, +. Θ 1 λ	jif + 4h2 (m2 + w4)	dla u-

4w₂ = 0

Ψ 0 Λ Μ² + 4μ₂ (μ₂ + ιι_Α) < 0

Ψ Ο Λ Μ,² + 4«₂ (μ₂ + U_Ą ) > Ο Λ U, + 2μ₃ < Ο ψ Ο Λ Μ,² + 4«₂ (μ₂ + η₄ ) > Ο Λ W, + 2μ₃ > Ο przy czym jeżeli obliczona wartość parametru Θ spełnia warunek |θ| > 1- ε gdzie ε e (0; ΙΟ¹], to wartość ta zmieniana jest na wartość wyznaczaną według wzoru:

θ = -ί + ε θ = 1-ε dla <9 < 0 dla Θ > 0

Następnie na podstawie obliczonej wartości parametru pomocniczego Θ oraz czterech wartości chwilowych napięcia układ ten oblicza następujące parametry:

• napięcie skuteczne U_Sk według wzoru:

_rr iu) —2u,u₃6 + ul

U - a.-—-2-2Θ¹ fazę początkową dla ti = 0 według wzoru:

arctg i ———y/l-θ¹ -180° d fa w₂ - uf) < 0 λ w, <0 arctg

- -90” 0°

90° u₂—u_}e

Vl-ć?² +180° dla «,-«,#< Ολ«,> 0 dla w₂ -uf) — Ολη, <0 dla w₂ — = Ολμ, = 0 dla w₂ —uf) — ΟλWj >0 dla w₂ -uf) > 0 dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

V2 «Μ=^-1^1^(^+^) fazę początkową dla t4 = 0 według wzoru:

arctg arctg

-90°

0* arctg uf) - u₃ — I -180 dla uf) -u, < 0 λ w₄ <0 + 180° dla uf) - ti₃ < 0 λ w₄ > 0 dla uf)—u₃ = 0λμ₄ <0 dla uf)—«₃ = 0λη₄ =0 dla uf) — w₃ = 0λη₄ >0 uf)-u₃ dla m₄#-w₃ > 0

PL 231 678 Β1 dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

^u W=^-hl^sin(^⁺^4)

Występujący we wzorze na napięcie skuteczne współczynnik a jest stałą charakterystyczną dla danego układu pomiarowego będącą współczynnikiem proporcji pomiędzy wartością napięcia na zaciskach wejściowych układu a wartością na wyjściu przetwornika analogowo cyfrowego. Jednostką współczynnika a jest wolt [V], Współczynnik ten stosuje się w celu przekształcenia wyniku na wyjściu przetwornika analogowo cyfrowego będącego liczbą całkowitą na wynik będący wielkością fizyczną napięcia na wejściu układu pomiarowego. Obliczone wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego układ obliczania parametrów przekazuje w sposób pośredni lub bezpośredni do interfejsu układu pomiarowego.

Zaletą układu do pomiaru wartości skutecznej i fazy początkowej napięcia sinusoidalnie zmiennego jest minimalna liczba próbek pomiarowych, krótki czas pomiaru mogący być krótszy od jednego okresu mierzonego napięcia, możliwość próbkowania asynchronicznego, zmniejszenie kosztu energetycznego i czasu wyznaczania parametrów. Dodatkowo, przy wyznaczaniu wartości napięcia skutecznego nie są wykorzystywane funkcje trygonometryczne, a jedynie podstawowe operacje: dodawania, odejmowania, mnożenia dzielenia i pierwiastkowania; natomiast przy wyznaczaniu fazy początkowej wykorzystywana jest dodatkowo jedynie funkcja arctg. Szczególną zaletą układu wyróżniającą go na tle innych rozwiązań jest to, że przy założeniu braku błędu pomiarowego i numerycznego, wyznaczone parametry nie posiadają błędu wynikającego z sposobu pomiaru, czyli uzyskany wynik jest dokładny.

Wynalazek zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku Fig. 1, który przedstawia ogólnie układ pomiarowy, w którym generator G, podłączony do zacisków wejściowych toru pomiarowego, reprezentuje symbolicznie układ generujący sinusoidalnie zmienne napięcie.

Układ pomiarowy jest przystosowany do obsługi przez użytkownika za pomocą interfejsu INT. Poprzez interfejs INT użytkownik może nastawić parametry pracy układu pomiarowego, uruchomić pomiar czy też odczytać wyniki pomiaru. Interfejs INT połączony jest dwukierunkową magistralą cyfrową z kontrolerem interfejsu KI.

Kontroler interfejsu KI jest przystosowany do pracy w dwóch trybach: w trybie nastawiania parametrów pomiaru oraz w trybie pomiarowym. W trybie nastawiania parametrów pomiaru kontroler KI obsługuje interfejs INT - pobiera parametr nastawczy okresu próbkowania oraz pobiera komendę o rozpoczęciu pomiaru. Dodatkowo kontroler KI zapisuje parametr pracy układu - okres taktowania zegara Tclk za pomocą magistrali cyfrowej w jednostce pamięci TC, gdzie okres Tclk jest równy okresowi próbkowania T_s.

W momencie nadejścia z interfejsu INT komendy o inicjacji pomiaru, kontroler interfejsu KI wysyła do interfejsu INT informację o rozpoczęciu pomiaru oraz wysyła sygnał cyfrowy do zegara CLK i do układu bufora resetu o długości 4 w celu rozpoczęcia pomiarów. Następnie kontroler KI zawiesza swe działanie w trybie komunikacji, przechodząc do trybu oczekiwania do momentu pojawienia się sygnału cyfrowego informującego o wyznaczeniu wartości parametrów mocy pochodzącego z układu obliczania parametrów UOP.

W momencie pojawienia się sygnału wyznaczenia wartości parametrów z układu UOP, kontroler interfejsu KI odczytuje za pomocą magistral cyfrowych wyznaczone parametry napięcia sinusoidalnie zmiennego: wartość skuteczną napięcia Usk zapisaną w jednostce pamięci USK, fazę początkową φι dla czasu ti = 0 zapisaną w jednostce pamięci φ1 oraz fazę początkową dla czasu T = 0 zapisaną w jednostce pamięci φ4 i wysyła je do interfejsu INT. Następnie kontroler interfejsu sprawdza za pomocą magistrali cyfrowej, czy na interfejsie nie ma komunikatu o zakończeniu pomiarów. Jeżeli nie ma komunikatu o zakończeniu pomiarów to kontroler interfejsu KI pozostaje w trybie pomiarowym, oczekując na kolejny sygnał z okładu UOP informujący o kolejnym wyznaczeniu wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego powtarza całą procedurę trybu pomiarowego. W przypadku, gdy kontroler interfejsu odczyta z interfejsu INT komunikat o zakończeniu pomiarów, kontroler KI wysyła do kontrolera KTP sygnał cyfrowy o zakończeniu pomiarów i następnie powraca do trybu nastawiania parametrów pomiaru.

Po nadejściu cyfrowego sygnału inicjacyjnego z kontrolera interfejsu KI, następuje reset układów UBR4 i CLK. Następnie zegar CLK odczytuje za pomocą magistrali cyfrowej wartość okresu zegara

PL 231 678 Β1

Tclk z jednostki pamięci TC i na jej podstawie ustawia swój okres pracy. Zadaniem zegara jest wzbudzanie pomiaru w przetworniku ADC, którego wejście zewnętrznego wzbudzania pomiaru połączone jest z wyjściem zegara. Wejście analogowe przetwornika ADC połączone jest z wyjściem wzmacniacza W, którego wejście różnicowe przyłączone jest do zacisków generatora G. Zadaniem wzmacniacza W jest kondycjonowanie odpowiednio napięcia generatora G do zakresu przetwornika ADC. Oznacza to, że napięcie na wyjściu wzmacniacza W w odniesieniu do masy jest wprost proporcjonalne do napięcia na zaciskach generatora G oraz wzmocnienie wzmacniacza jest tak dobrane, aby przy zadanym zakresie pomiarowym napięcie na jego wyjściu nie przekraczało zakresu pracy przetwornika ADC.

Przetwornik ADC po zakończeniu pomiaru wartości chwilowej napięcia wysyła sygnał cyfrowy o zakończeniu przetwarzania do bufora jednostki pamięci U1. Dodatkowo przetwornik ADC przesyła za pomocą magistrali cyfrowej wynik pomiaru do bufora jednostki pamięci U4. Bufory jednostek pamięci U1-U4 posiadają jedno wejście cyfrowe, które inicjuje zapis wartości na wejściu bufora połączonego z magistralą cyfrową. Po zapisaniu wartości do bufora, jej wartość jest podawana na wyjście połączone z magistralą cyfrową oraz wysyłany jest cyfrowy sygnał inicjacyjny do innego układu cyfrowego. Bufory te są połączone w taki sposób, że wartość z przetwornika ADC podawana jest najpierw do bufora jednostki pamięci U4, następnie z bufora U4 do U3, z U3 do U2 z U2 do U1; natomiast cyfrowy sygnał inicjacyjny po zakończeniu pomiaru przez przetwornik ADC podawany jest do bufora U1, następnie z bufora U1 do U2, z U2 do U3 i z U3 do U4. Na końcu cyfrowy sygnał wzbudzenia z bufora jednostki pamięci U4 podawany jest do układu bufora resetu UBR4. Taki schemat połączeń sprawia, że na wyjściach buforów U1-U4 są kolejno wartości ostatnich czterech pomiarów, przy czym w buforze U4 jest wartość ostatniego pomiaru. Wartości na wyjściach wszystkich buforów U1-U4 podawane są za pomocą magistral cyfrowych do układu obliczania parametrów UOP.

Układ bufora resetu o długości 4 UBR4 zlicza cyfrowe sygnały inicjacyjne na swoim wejściu. W momencie gdy nadejdzie pierwszy, drugi lub trzeci sygnał inicjacyjny bufor nie przekazuje sygnału wzbudzenia na wyjście, natomiast w przypadku nadejścia czwartego i kolejnych sygnałów inicjacyjnych bufor UBR4 przekazuje sygnał inicjacyjny na swoje wyjście, które połączone jest z wejściem cyfrowym zewnętrznego wzbudzenia układu obliczania parametrów UOP. Oznacza to, że sygnał inicjacyjny będzie podany do układu UOP po zmierzeniu pierwszych czterech wartości chwilowych napięcia i po zmierzeniu każdej kolejnej wartości chwilowej napięcia przez przetwornik ADC.

Do obliczania wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego na podstawie wartości danych pomiarowych zebranych w buforach U1-U4 służy układ obliczania parametrów UOP. Układ UOP oczekuje na cyfrowy sygnał wzbudzenia z układu bufora resetu UBR4. W momencie odebrania sygnału inicjacyjnego układ UOP odczytuje za pomocą magistral cyfrowych wartości próbek ui z bufora U1, U2 z bufora U2, U3 z bufora U3 oraz U4 z bufora U4 i na ich podstawie oblicza wartość parametru pomocniczego Θ według wzoru:

Θ

Θ

Θ

Θ __

2«,

4m₂ +4m₂(m₂ + m₄) 4«₂ w, + + 4m₂ (m₂ + i/₄)

4w₂ dla u₂ = 0 dla u₂ ^0λ«,’·+ 4w₂(u₂ + w₄)<0 dla w₂ aO λ w² + 4u, (w₂ + m₄ ) > 0 λ Wj + 2m₃ < 0 dla «₂ ψ 0 λ w² + 4w₂ (m₂ + w₄ ) > 0 λ «, + 2w₃ > 0 przy czym jeżeli obliczona wartość parametru Θ spełnia warunek |θ| > 0,9999 to wartość ta zmieniana jest na wartość wyznaczaną według wzoru:

f6> =-0,9999 dlać?<0 1,9 = 0,9999 dla<9>0

PL 231 678 Β1

Obliczoną wartość parametru Θ układ UOP za pomocą magistrali cyfrowej zapisuje w jednostce pamięci Θ. Następnie układ UOP wykorzystując dodatkowo zapisaną w jednostce pamięci Θ wartość parametru pomocniczego Θ, która jest odczytywana za pomocą magistral cyfrowych, oblicza i zapisuje następujące wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego:

• fazę początkową dla ti = 0 według wzoru: f '

arctg	7T^	-180° dla u2 -ufl < 0au, < 0
arctg	u' 7ι θ2	+ 180’ dla u2 — ufl < Oam, > 0
-90°		dla u2 -u}6 = 0a u, < 0
0°		dla u2 — ufl = 0 Au, = 0
90°		dla u2 -ufl = 0Au, >0
arctg	w' 7ΓΊ?7	dla u2 -u,0 > 0

dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

V2 ^u 7)=^-1^1^(^+^) którą zapisuje za pomocą magistrali cyfrowej w jednostce pamięci φ1 fazę początkową dla L = 0 według wzoru:

=i arctg | arctg j

-90°

0°

90° arctg ufl-u₃

-7l-0²

-7i-0²

7i-0²

-180° dla u_ą6-u₃ <0au₄ <0 + 180’ dla u_Ą0-u₃ <0au₄ >0 dla u_Ą0 - u₃ = 0 a u_ą < 0 dla uft- u₃ = 0 a u₄ = 0 dla u₃0 — u₃ = Oaw, >0 dia u₃O-u₃ > 0 dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

^u7)=^-W^sin(^+%) którą zapisuje za pomocą magistrali cyfrowej w jednostce pamięci q>4, napięcie skuteczne U_Sk według wzoru:

_T. u?-2u,u,6+ u?

C._t =aJ—-^L^-—V 2-2Θ² którą zapisuje za pomocą magistrali cyfrowej w jednostce pamięci USK.

PL 231 678 Β1

Występujący we wzorze na napięcie pozorne współczynnik a jest stałą charakterystyczną dla danego układu pomiarowego będącą współczynnikiem proporcji wartością napięcia na dwójniku wejściu układu (napięcia generatora G) a wartością na wyjściu przetwornika ADC. Jednostką współczynnika a jest wolt [V], Współczynnik ten stosuje się w celu przekształcenia wyniku na wyjściu przetwornika ADC będącego liczbą całkowitą na wynik będący wielkością fizyczną napięcia na wejściu układu. Dla układu z Fig. 1 współczynnik ten wyznaczany jest według wzoru:

LSB gdzie w jest wzmocnieniem wzmacniacza W, natomiast LSB jest wartością napięcia odpowiadającą 1 bitowi przetwornika ADC wyrażoną w woltach [V],

Po zapisaniu obliczonych wartości do jednostek pamięci układ UOP wysyła sygnał cyfrowy do kontrolera interfejsu KI informujący o wyznaczeniu wartości parametrów napięcia sinusoidalnie zmiennego.

Przedstawiony powyżej układ pomiarowy według wynalazku należy uważać za przykładowy układ. Poszczególne elementy układu mogą mieć postać układów cyfrowych lub analogowych. Dla specjalisty będzie oczywistym, w jaki sposób zrealizować poszczególne bloki w celu spełnienia ich funkcjonalności. W jednej z możliwych realizacji, układ pomiarowy może być zrealizowany w postaci procesora sterowanego odpowiednim oprogramowaniem. W innej realizacji, układ pomiarowy może być zrealizowany w postaci układu programowalnych bramek logicznych FPGA.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (6)

1. Układ do pomiaru wartości skutecznej i fazy początkowej napięcia sinusoidalnie zmiennego, zawierający:

• parę zacisków wejściowych, do których przyłączone jest źródło napięcia sinusoidalnie zmiennego (G), • przyłączony do pary zacisków wejściowych układ przetwarzający napięcie na zaciskach wejściowych na sygnał napięciowy o napięciu proporcjonalnym do napięcia na zaciskach wejściowych, który podłączony jest na wejście analogowe przetwornika analogowo cyfrowego (ADC), którego pomiar jest wzbudzany przez sygnał pochodzący z układu generatora sygnału zegarowego (CLK) w taki sposób, że przetwornik (ADC) mierzy napięcie w równych odstępach czasu T_s który jest mniejszy od % okresu 7 badanego napięcia, znamienny tym, że • wyjście przetwornika (ADC) jest połączone z buforem jednostki pamięci (U4) stanowiącym ostatni z czterech buforów (U1-U4) połączonych ze sobą szeregowo i zawierających wartości ostatnich czterech pomiarów ui = u(ti), u₂= u(t₂), U3 = u (tg, uą = u (tg, gdzie ti, t2, fe, t4 są kolejnymi czasami pomiarów, • natomiast wyjścia buforów (U1-U4) są przyłączone do wejścia układu obliczania parametrów (UOP), który wzbudzany jest po zebraniu pomiarów i który oblicza parametr pomocniczy Θ według wzoru:

θ = «,

4«₂ dla w₂=0 dla «2 /Oam,² + 4«2 («2 + ^ui} dla «2 * 0 aux + 4«₂ («2 + ^u4)^> θ ^Λu] + < 0 u, + dla «2 fΟλη,² + 4«₂ (m₂ + w₄) >0a«, + 2m₃ > 0

PL 231 678 Β1 • za pomocą którego oblicza następujące parametry, które przekazuje w sposób pośredni lub bezpośredni do interfejsu układu (INT): o napięcie skuteczne U_sx, według wzoru:

uf -2u_lu₁9 + uf 2-29² gdzie a jest współczynnikiem proporcji pomiędzy wartością napięcia na zaciskach wejściowych układu a wartością na wyjściu przetwornika (ADC);

o fazę początkową φ\, zapisaną w jednostce pamięci (φ1), dla ti = 0 według wzoru:

<P\ = arctg arctg

-90°

0°

90° arctg

-180° dla m₂-w₁6’<0aw_] <0 w_s u₂ - u_xd

7l-0² + 180° dla w₂ -ufl < Oaw, > 0 dla u₂ -u_}6 = 0 a < 0 dla w₂-u_}9 = 0aWj =0 dla w₂-w,^ = 0aw₁ >0 _vw₂ w,ć?

dla u₂ -u₁9>Q dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

V2 «W=^-1^1^(^+^) o fazę początkową q>& zapisaną w jednostce pamięci (cp4) dla /4 = 0 według wzoru:

arctg arctg \u,9-u₂ J w_{3 }}

-180° dla ufl-fa <0aw₄ <0 + 180° dla <0aw₄ >0

-90°

0°

90° dla ufi — fa = 0am₄ < 0 dla w₄0-u₃ =0aw₄ =0 dla ufl — = 0 a w₄ > 0 arctg ———7l-0^{2 *} \ufl-u₂ dla w₄ć?-m₃ >0 dla funkcji napięcia względem czasu wyrażonej wzorem:

^M(0=^-1^1^(^+^)

2. Układ do pomiaru według zastrz. 1, znamienny tym, że jeżeli jednostka arytmetyczno logiczna w układzie obliczania parametru 6*(UO©) oblicza wartość parametru Θ spełniającą warunek |θ| > 1 -egdziee e (0;10¹], przy czym korzystniee e [10⁵; 10²], to wartość ta zmieniana jest na wartość wyznaczaną według wzoru:

PL 231 678 Β1

0 = -1 + £ dla0<O

0 = 1-£· dlać?>0

3. Układ do pomiaru według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło napięcia sinusoidalnie zmiennego stanowi generator (G) napięcia sinusoidalnie zmiennego.

4. Układ do pomiaru według zastrz. 1, znamienny tym, że układ przetwarzający napięcie na zaciskach wejściowych stanowi wzmacniacz różnicowy (W).

5. Układ do pomiaru według zastrz. 1, znamienny tym, że układ obliczania parametrów (UOP) wzbudzany jest po zmierzeniu pierwszych czterech wartości chwilowych napięcia, oraz po zmierzeniu każdej kolejnej wartości chwilowej napięcia.

6. Układ do pomiaru według zastrz. 1 lub 5, znamienny tym, że układ obliczania parametrów (UOP) wzbudzany jest przez resetowany w momencie rozpoczęcia pomiarów układ bufora resetu długości 4 (UBR4), który zlicza cyfrowe sygnały wzbudzenia na swoim wejściu przyłączonym do wyjścia sygnału cyfrowego z połączonych ze sobą szeregowo czterech buforów jednostek pamięci (U1-U4) przyłączonych do przetwornika (ADC) informującego, że w kolejce buforów została zapisana wartość pomiaru, przy czym w momencie gdy nadejdzie pierwszy, drugi lub trzeci sygnał inicjacyjny układ bufora resetu (UBR4) nie przekazuje sygnału wzbudzenia, natomiast w przypadku nadejścia czwartego i kolejnych sygnałów inicjacyjnych układ bufora resetu (UBR4) przekazuje sygnał wzbudzenia na swoje wyjście przyłączone do wejścia cyfrowego sygnału wzbudzenia układu obliczania parametrów (UOP).