[rsln 0]

Для быстрого старта все теоретические основы см выше :-)

Определитесь с техническим заданием - (специально избегая вопросов спектров и проч) какой длительности импульсную помеху Вы должны проинтегрировать?

То что нарисовано выше есть полезный сигнал который нужно измерять, это не помеха. Длительность сигнала 10 милисекунд

[DogPawlowa 0]

То что нарисовано выше есть полезный сигнал который нужно измерять, это не помеха. Длительность сигнала 10 милисекунд

Послушайте внимательно.

Я не знаю, что у Вас там нарисовано и знать не хочу. Исходно в сети синусоида с предсказуемой формой импульса . Любое отклонение от синусоиды есть действие какой-то импульсной помехи вследствие конечного выходного сопротивления генератора, сопротивления проводов, влияния нагрузок. Так вот, определитесь, какие помехи Ваш прибор обязан измерять, а какие- нет.

Для чего вообще Вы этот прибор делаете? Чего хотите добиться?

[rsln 0]

Послушайте внимательно.

Я не знаю, что у Вас там нарисовано и знать не хочу. Исходно в сети синусоида с предсказуемой формой импульса . Любое отклонение от синусоиды есть действие какой-то импульсной помехи вследствие конечного выходного сопротивления генератора, сопротивления проводов, влияния нагрузок. Так вот, определитесь, какие помехи Ваш прибор обязан измерять, а какие- нет.

Для чего вообще Вы этот прибор делаете? Чего хотите добиться?

Нужно измерять действующее напряжение сети. В нашей лаборатории есть вольтметры разных систем: электростатические, электродинамические, с выпрямительной системой(однополупериодные, двухполупериодные) с аналоговыми и цифровыми отсчетными системами. Они все показывают одинаково(в приделах своих допусков) при отключеном тене, и совершенно разные значения при включеном тене. Кому верить?

Так, как есть немножко свободного времени, можно занятся этим вопросом. А если измерять напряжение, то можно и ток измерять и между ними фазу.

[Designer56 0]

Они все показывают одинаково(в приделах своих допусков) при отключеном тене, и совершенно разные значения при включеном тене. Кому верить?

Если стрелочный прибор- то тогда СКВ истинное измеряют вольтметры электромагнитной системы, если электронный- тогда нужно смотреть его характеристики, если он нашего производства, то можно верить написанному " истинное СКВ", если импортный- то этому верить нельзя, нужно посмотреть в характеристиках влияние коэффициента формы на погрешность, если это влияние не приведено- то тем более верить нельзя.

[GetSmart 0]

Кто-нибудь, скажите, пожалуйста. Просто измерение интеграла полупериода, делённое на 1.11 не есть ействующее значение? Обязательно ли при измерении складывать квадраты и извлекать корень? Я понимаю, что результаты обоих алгоритмов не равны, но втоой алгоритм мне почему-то напоминает измерение мощности, а не напряжения. Где можно узнать поподробней об разных алгоритмах измерения и их применимости?

[Designer56 0]

Просто измерение интеграла полупериода, делённое на 1.11 не есть ействующее значение?

Если форма напряжения синусоидальная- то да, есть. А если не синусоидальная- тогда нужно знать коэффициент формы конкретно.

[Stanislav 0]

Из вышесказанного я уразумел одно - измерения нужно проводить с цифровой обработкой измеряемого сигнала. Тема для меня новая, не изученная. С чего начать изучение, так чтобы недели за две узнать теоритические основы? Что-то для быстрого старта.

Трудно сказать, с чего начать... Наверное, с основ программирования вообще.

Далее, в родных закромах много хорошей литературы на тему сигнальной обработки.

Можно также посмотреть здесь.

Ваша задача алгоритмически не сложна, поэтому залезать глубоко для её решения не потребуется.

А вот её постановка, по-моему, всё-таки подкачала. Скажите, для чего нужно делать все эти измерения?

 

Нужно измерять действующее напряжение сети. В нашей лаборатории есть вольтметры разных систем: электростатические, электродинамические, с выпрямительной системой(однополупериодные, двухполупериодные) с аналоговыми и цифровыми отсчетными системами. Они все показывают одинаково(в приделах своих допусков) при отключеном тене, и совершенно разные значения при включеном тене. Кому верить?

Верить лучше всего стрелочным приборам электромагнитной или электродинамической системы, прошедшим метрологическую поверку, и предназначенных для измерений переменного тока в полосе частот до нескольких сотен герц (лучше - до килогерца).

Как здесь уже и говорили, паспортам современных приборов доверять не следует - нужно проверять их индивидуально.

 

Кто-нибудь, скажите, пожалуйста. Просто измерение интеграла полупериода, делённое на 1.11 не есть ействующее значение?

Конечно, нет; там ошибка.

В частности, интеграл от синусоидального напряжения по периоду будет равен 0, в то время, как его действующее значение равно .

 

 

...Обязательно ли при измерении складывать квадраты и извлекать корень?

Естественно. По определению среднеквадратичного (сиречь, действующего) напряжения.

 

...Я понимаю, что результаты обоих алгоритмов не равны, но втоой алгоритм мне почему-то напоминает измерение мощности, а не напряжения...

И это тоже совершенно понятно.

Действующее значение напряжения численно равно корню из средней мощности, выделявшейся бы на единичном активном сопротивлении нагрузки. Т.е., действующее значение напряжения является характеристикой энергетической, и позволяет рассчитать мощность, которая будет выделяться на известной активной нагрузке.

Изменено 15 января, 2008 пользователем Stanislav

[GetSmart 0]

Конечно, нет; там ошибка.

В частности, интеграл от синусоидального напряжения по периоду будет равен 0, в то время, как его действующее значение равно

1. Я же написал полупериода. Ну или сумма по модулю отклонений от нуля за период, делённое на время. В данном случае меня интересовало напряжение искаженной синусоиды, как и автора темы. А интеграл полупериода сетевого напряжения, делённый на 1.11 где-нибудь-используется? Или это напрасная трата вычислительных ресурсов?

 

2.

Верить лучше всего стрелочным приборам электромагнитной или электродинамической системы

Они показывают среднеквадротичное напряжение, которое будет равно при цифровом измерении корню из суммы квадратов?

 

3. Я поясню, для чего мне нужно подобное измерение. Многии современные потребители эл.энергии не похожи на резистивную нагрузку, в частности сетевые импульсные блоки питания. В то же время в них нет реактивной составляющей, то есть фаза тока не сдвинута. Так вот, какими типами приборов нужно мерить напряжение и ток, чтобы (потом!) можно было расчитать мощность? Возможно ли вычислить мощность потребителя на несинусоидальном напряжении (в сети) с помощью двух независимых приборов (U и I -метров)?

[MaslovVG 0]

1 Возможно ли вычислить мощность потребителя на несинусоидальном напряжении (в сети) с помощью двух независимых приборов (U и I -метров)?

Нельзя. Мощность есть интеграл произведения мгновенных значений тока и напряжения.

даже при синусоидалной форме она в зависимости от сдвига фаз может быть равной от нуля до до плюс/минус U*I.

[Designer56 0]

Они показывают среднеквадротичное напряжение, которое будет равно при цифровом измерении корню из суммы квадратов?

Именно так.

3. Я поясню, для чего мне нужно подобное измерение. Многии современные потребители эл.энергии не похожи на резистивную нагрузку, в частности сетевые импульсные блоки питания. В то же время в них нет реактивной составляющей, то есть фаза тока не сдвинута. Так вот, какими типами приборов нужно мерить напряжение и ток, чтобы (потом!) можно было расчитать мощность? Возможно ли вычислить мощность потребителя на несинусоидальном напряжении (в сети) с помощью двух независимых приборов (U и I -метров)?

Если нет реактивной составляющей, и фаза не сдвинута, то как раз нагрузка похожа на резистивную. Другое дело, что ток нагрузки может юыть несинусоидальным при синусоидальном напряжении сети. В этом случае для вычисления мощности потребления есть только один способ- вычисление скалярного произведения напряжение/ток, что дает энергию. Вычислить мощность- уже дело техники. Собственно, что и делают соответствующие приборы, и электросчетчики в частности. Независимым измерением, даже приборами измеряющими скв. напряжения-токи определить мощность не получится. Если напряжение/ток нагрузки синусоидальный, тогда можно перемножить показания вольметра и амперметра и умножить все это ещё на косинус угла фазового сдвига между ними. Строго говоря, подобным образом можно поступить с токами и напряжениями любой, заранее известной формы, если заранее известна зависимость их скалярного произведения от их скв. величины, или от амплитуды (соответственно, измеряется скв. или амплитуда) и от сдвига фаз между ними. Но в реальности такого не бывает.

А интеграл полупериода сетевого напряжения, делённый на 1.11 где-нибудь-используется? Или это напрасная трата вычислительных ресурсов?

Используется в большинстве цифровых вольтметров/амперметров, например, в подавляющем большинстве тестеров, а также в различных измерительных преобразователях переменного тока, которые, хотя и отградуированы в скв. величинах для синусоидальной формы тока/напряжения, измеряют на самом деле средне выпрямленное. Поэтому, повторюсь: если Вы видите в документации на прибор, особенно импортный, "измерение истинного СКВ, или TRUE RMS", обязательно поинтересуйтесь влиянием коефф. формы на погрешность прибора. Частенько бывает, что при подобном заявлении погрешность измерения скв., например, прямоугольного напряжения составляет процентов 50. Ни о каком измерении истинного скв., само собой, речи быть не может. Отечественные приборы при сертификации обязательно проходят испытания на влияние коэфф. формы, если заявляется, что они измеряют истинное скв. Эти данные всегда есть в документации, более того, приводится ещё и частотный диапазон, где все это соблюдается. Если таких данных нет, а прибор, цифровой в первую очередь, заявлен как скв., этому верить нельзя.

[GetSmart 0]

Если нет реактивной составляющей, и фаза не сдвинута, то как раз нагрузка похожа на резистивную.

В импульсных БП при повышении напряжения питания, потребляемый ток не увеличивается, а уменьшается. В корне не похоже на резистивную нагрузку. Поэтому меня и в каком-то смысле пугает вычисление скв напряжения. Дело в том, что мне необходимо с помощью АЦП, то есть программно собирать статистику напряжений и токов в течении какого-то времени (часов). Пускай даже я не смогу посчитать потом мощность. Нагрузка чёрти какая, поэтому сетевая синусоида явно исказится. Я правильно понял, нет какого-то "самого правильного" или самого универсального метода измерения несинусоидального переменного напряжения?

 

ЗЫ. Спасибо за ответы

[Stanislav 0]

1. Я же написал полупериода. Ну или сумма по модулю отклонений от нуля за период, делённое на время. В данном случае меня интересовало напряжение искаженной синусоиды, как и автора темы. А интеграл полупериода сетевого напряжения, делённый на 1.11 где-нибудь-используется? Или это напрасная трата вычислительных ресурсов?

Что по половине периода, что по периоду - суть одна. В одном случае мы измеряем среднее за (полу)период напряжение, во втором - среднеквадратичное или действующее.

Конечно, среднее напряжение вычислять тоже иногда приходится. :)

 

...2. Они показывают среднеквадротичное напряжение, которое будет равно при цифровом измерении корню из суммы квадратов?

Строго говоря, угол отклонения стрелки прибора электромагнитной или электродинамической системы пропорционален среднему квадрату измеряемой величины. Для измерения действующих значений напряжения и тока шкалу градуируюют в соответствии с квадратичным законом (т.е, не линейно по углу). За счёт этого получается "извлечение корня". :)

 

...3. Я поясню, для чего мне нужно подобное измерение. Многии современные потребители эл.энергии не похожи на резистивную нагрузку, в частности сетевые импульсные блоки питания. В то же время в них нет реактивной составляющей, то есть фаза тока не сдвинута. Так вот, какими типами приборов нужно мерить напряжение и ток, чтобы (потом!) можно было расчитать мощность? Возможно ли вычислить мощность потребителя на несинусоидальном напряжении (в сети) с помощью двух независимых приборов (U и I -метров)?

Можно. Даже с помощью одного (второй оставим в качестве резерва). :)

Это приборы электродинамической системы. Неподвижную рамку, например, нужно подключить к датчику напряжения (делителю), а подвижную - к датчику тока (шунту). Угол отклонения стрелки будет пропорционален средней активной мощности, выделяемой в нагрузке. Другими словами, шкала прибора будет линейной по углу относительно активной мощности потребителя.

При этом следует учитывать вличние индуктивностей рамок - в измеряемом диапазоне частот они должны быть либо пренебрежимо малыми, либо одинаковыми - тогда вредной разности фаз токов в них удастся избежать. В противном случае, придётся вводить коррекцию в фазу тока одной из рамок. Простая коррекция будет заключаться в выравнивании постоянных времени рамок L/R с помощью внешних резисторов, тогда сдвиг фаз в них будет одинаковым во всём рабочем диапазоне.

 

...Собственно, что и делают соответствующие приборы, и электросчетчики в частности. Независимым измерением, даже приборами измеряющими скв. напряжения-токи определить мощность не получится...

Простите, но почему не получится? Я где-то ошибся? :07:

По-моему, электродинамическая система справится с этой задачей наилучшим образом.

 

Суть счётчика же состоит в том, что это не только измеритель мощности, но и её интегратор. Его выход - это величина, пропорциональная потреблённой активной энергии.

 

В импульсных БП при повышении напряжения питания, потребляемый ток не увеличивается, а уменьшается. В корне не похоже на резистивную нагрузку.

Там есть большая активная составляющая. Форма тока в морально устаревших ИБП действительно искажается. В более новых и "продвинутых" используют корректоры формы тока (или, как ещё их называют, "корректоры коэффициента мощности"), что существенно уменьшает уровень помех и активных потерь в питающей сети.

По моему мнению, такими корректорами должны быть оборудованы все ИБП с мощностью более 150-200Вт.

 

...Поэтому меня и в каком-то смысле пугает вычисление скв напряжения. Дело в том, что мне необходимо с помощью АЦП, то есть программно собирать статистику напряжений и токов в течении какого-то времени (часов). Пускай даже я не смогу посчитать потом мощность. Нагрузка чёрти какая, поэтому сетевая синусоида явно исказится. Я правильно понял, нет какого-то "самого правильного" или самого универсального метода измерения несинусоидального переменного напряжения?

Не правильно.

Мощность можно измерить, перемножив мгновенные значения напряжения и тока и усреднив результат. См. пост №24.

Напряжение можно измерить в смысле СКЗ. По-моему, об этом тоже написано здесь довольно.

 

PS. У AD для измерения СКЗ есть линейка функциональных преобразователей. Сам, правда, не испытывал, хотя идеологически там всё верно, и приводимая типовая величина ошибок в зависимости от к-та формы (crest factor) смотрится вполне реалистично.

[GetSmart 0]

Мощность можно измерить, перемножив мгновенные значения напряжения и тока и усреднив результат

Я давно понял как мерить мощность. И то, что уже давно существуют "древние" стрелочные измерители мощности. У меня в ТЗ стоит измерение только двух параметров - U и I. Мощность мне в общем не нужна. Просто как бонус к показаниям. А Вы (Stanislav) всё время смещаете акцент на мощность. Короче, вопрос у меня максимально конкретный:

Если в ТЗ не указан тип измерения, то какое измерение более "правильное" средневыпрямленное или среднеквадратичное? Применительно к искажённым синусоидальным сигналам. Для чисто синусоидальных оба алгоритма равны, это я уже понял.

[Stanislav 0]

Я давно понял как мерить мощность. И то, что уже давно существуют "древние" стрелочные измерители мощности. У меня в ТЗ стоит измерение только двух параметров - U и I. Мощность мне в общем не нужна. Просто как бонус к показаниям. А Вы (Stanislav) всё время смещаете акцент на мощность.

Я? Простите, но это тогда кто писал:

3. Я поясню, для чего мне нужно подобное измерение. Многии современные потребители эл.энергии не похожи на резистивную нагрузку, в частности сетевые импульсные блоки питания. В то же время в них нет реактивной составляющей, то есть фаза тока не сдвинута. Так вот, какими типами приборов нужно мерить напряжение и ток, чтобы (потом!) можно было расчитать мощность?..

?? :07:

 

 

... Короче, вопрос у меня максимально конкретный:

Если в ТЗ не указан тип измерения, то какое измерение более "правильное" средневыпрямленное или среднеквадратичное? Применительно к искажённым синусоидальным сигналам. Для чисто синусоидальных оба алгоритма равны, это я уже понял.

Тогда, извиняюсь, встречный вопрос: а для чего Вам нужно измерять напряжение и ток?

 

ЗЫ. До кучи, предлагаю рассмотреть ещё измерение пиковых значений напряжения и тока. :)

ЗЗЫ. У тех же AD есть, на мой взгляд, весьма интересные измерители энергии/мощности/СКЗ. Особенность их в том, что сигналы датчиков напряжения и тока оцифровываются непосредственно на входе с помощью сигма-дельта модуляторов, после чего все преобразования производятся уже в цифре, что увеличивает динамический диапазон и уменьшает зависимость показаний от внешних условий (температуры, например).

[GetSmart 0]

Тогда, извиняюсь, встречный вопрос: а для чего Вам нужно измерять напряжение и ток?

Указано в ТЗ для занесения в энергонезависимый "журнал".

3. Я поясню, для чего мне нужно подобное измерение. Многии современные потребители эл.энергии не похожи на резистивную нагрузку, в частности сетевые импульсные блоки питания. В то же время в них нет реактивной составляющей, то есть фаза тока не сдвинута. Так вот, какими типами приборов нужно мерить напряжение и ток, чтобы (потом!) можно было расчитать мощность?..

??

Я предполагал, что выбрав "правильный" метод измерения U и I (независимо друг от друга) я потом получу бонусом потребляемую мощность.

 

Пиковое измерение сигнала тоже у меня в планах было, но оно сильно чувствительно к помехам. Поэтому я остановился на интегральных методах.

 

ЗЫ. Раньше я немного ошибся. Интегал полупериода нужно делить на 0.9, ну или умножать на 1.11.