Компенсация аддитивных периодических помех в измерительных преобразователях

• Автор: Волков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление

Основные условные обозначения и сокращения

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ (СИ)

1.1. Общие сведения

1.2. Методы защиты СИ от помех

1.3. Методы повышения помехоустойчивости СИ

1.3.1. Фильтрация измерительных сигналов

1.3.2. Метод усреднения помехи

1.3.3. Метод компенсации помех

а) Фазовая компенсация помех
б) Пути реализации фазового метода компенсации
Выводы по 1-й главе
Глава II. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ИП) С
КОМПЕНСАЦИЕЙ АДДИТИВНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПОМЕХ
2.1. Общие замечания
2.2. Фазовый метод компенсации помех
2.3. Фазочастотный метод компенсации помех
2.4. Применение режекторных фильтров на основе фазовых звеньев (РФ) в схемах компенсации помех (СКП)
2.4.1. РФ на основе фазовых звеньев 1-го порядка
2.4.2. РФ на основе фазовых звеньев 2-го порядка
2.5. Оценка чувствительности ИП с СКП
2.6. Анализ устойчивости ИП с СКП
Выводы по 2-й главе
Глава III. ПРИМЕНЕНИЕ СКП В ИП МАЛЫХ ПРИРАЩЕНИЙ
ИНФОРМАТИВНОГО ПАРАМЕТРА
3.1. Общие замечания
3.2. ИП разомкнутого типа с СКП
3.2.1. Устройство регистрации приращения информативного параметра (УРПИП)
3.2.2. Анализ чувствительности ИП УРПИП
3.2.3. Схема фиксации и контроля начальных условий измерения
3.2.4. Повышение точности ИП малых приращений информативного параметра
3.3. ИП замкнутого типа с СКП
Выводы по 3-й главе
Глава IV. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИП С СКП
4.1. Общие замечания
4.2. Анализ погрешностей, вносимых СКП
4.2.1. Методическая погрешность фазового звена
4.2.2. Методическая погрешность весового алгебраического сумматора
Выводы по 4-й главе
Основные результаты и выводы по работе
Список литературы
Приложение 1. Методика выбора и расчета схем фазовой
компенсации помех ИП
Приложение 2. Результаты экспериментальных исследований
ИП с СКП
Приложение 3. Результаты компьютерного моделирования
программой Electronic Workbench разработанных методов компенсации помех
Приложение 4. Сведения о внедрении

Основные условные обозначения и сокращения
АЧХ- амплитудно-частотная характеристика В- однополупериодный выпрямитель ВФ- весовая функция ДВ- духполупериодный выпрямитель ДЭЦ- двухполюсная электрическая цепь ИЗ- индикатор знака
ИИС- информационно-измерительные системы Ин- интегратор
ИП- измерительный преобразователь
ИИП- импульсный источник питания
КНУ- схема фиксации и контроля начальных условий
КОУ- схема компенсации ошибки уравновешивания
ОД- одновибратор
ОУ- операционный усилитель
ПД- пиковый детектор
ПН- преобразователь напряжения
ПУ- пороговое устройство
ТР- триггер
СКП- схема компенсации помех
УВПП- устройство выделения полупериода помехи УПТ- усилитель постоянного тока
УРПИП- устройство регистрации приращения информативного параметра ФЗ- фазовое звено
РФ- режекторный фильтр на основе фазовых звеньев ФЧХ- фазо-частотная характеристика ЦС- цифровой счетчик ЦСИ- цифровое средство измерения

показывают, что для диапазона частот 49-51Гц степень подавления помехи Рн составляет не менее бОдб, а при использовании системы автоподстройки частоты может быть повышена до ЮОдб. Данные схемы при высокой степени подавления помех имеют существенный недостаток: сложность практической реализации.
1.3.3. Метод компенсации помех
В методе компенсации для получения высокой степени подавления помехи требуется создание отдельного канала для выделения помехи. Выделенная помеха затем с обратным знаком подается в основной канал измерения для компенсации наложенной на информационный сигнал помехи. В данном методе представляет трудность выделение составляющей помехи, особенно, если спектры сигнала и помехи перекрываются. Пример реализации схемы противофазной компенсации помехи с использованием двух дополнительных усилителей постоянного Тока УПТ, показан на рис.1.12 [52]. Напряжение помехи еп через фильтр К1,С1 подается на УПТЬ который инвертирует ее и подает на суммирующий УПТг. Фаза инвертированной помехи регулируется потенциометром Я|, а ее размер потенциометром Яз.
В данной схеме не учитывается фазовый сдвиг помехи, вносимый полосовым фильтром на УПТ1. Поэтому степень подавления помехи в данном случае будет невысокой. Основное достоинство такой схемы - простота практической реализации.
Дальнейшее развитие метод компенсации помех получил в схемах, учитывающих фазовые соотношения помехи еп и информационного сигнала их.