183205. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés analóg jelek nagy hálózati zavarelnyomással történő digitális mérésére
1 183 205 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés analóg jelek nagy hálózati zavarelnyomással történő digitális mérésére. A jelenleg alkalmazott többcsatornás mérésadatgyűjtő rendszerekben az analóg-digitális átalakításnak alapvetően két módszere terjedt el. Az egyik integráló analógdigitális átalakító alkalmazása, amely aránylag egyszerű eszközökkel megvalósítható és nagy pontosságú átalakítást nyújt. Ha a mérésnél igény a nagy hálózati zavarelnyomás, akkor az integrálási időt a hálózat periódusidejének egész számú többszörösére választva, igen nagy hálózati zavarelnyomás érhető el. Ennek az eljárásnak hátránya, hogy aránylag lassú, sok csatorna gyors mérése csak a párhuzamosan üzemelő analóg-digitális átalakítók számának növelésével biztosítható, amely azonban igen költséges megoldás. A másik elterjedt módszer a fokozatos közelítés elvén üzemelő, gyors analóg-digitális átalakító használata. Ez a módszer biztosítja a gyors mérést, hátránya azonban, hogy gyakorlatilag pillanatértéket mér, így a zavarokra meglehetősen érzékeny. Az ipari környezetben üzemelő mérésadatgyűjtő rendszereknél, mikoris az érzékelők és az analóg-digitális átalakító között jelentős hosszúságú kábelek lehetnek, alapvetően kétfajta zavaró jel jelentkezhet a mért menynyiségben. Egyrészt jelentkezhetnek impulzusszerű zavarok, amelyek fő jellemzője a gyors változás és a véletlenszerű előfordulás, másrészt jelentkezhetnek a hálózatból származó, induktív, kapacitív, esetleg galvanikus úton a mért jelre szuperponálódó hálózati frekvenciájú, periodikus, de előre meghatározhatatlan fázishelyzetű zavarok. Az integráló analóg-digitális átalakítók mindkét zavarfajtát jól kiszűrik, a gyors analóg-digitális átalakítók rtiindkét zavarfajtára érzékenyek, bár megfelelő előszűréssel az impulzusszerű zavarok hatása csökkenthető. A jelen találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, amelynek alkalmazásával a gyors analóg-digitális átalakítót alkalmazó, sokcsatornás mérésadatgyűjtő rendszerekkel végzett méréseknél a hálózat zavaró hatása nagymértékben kiküszöbölhető, ugyanakkor a mérés sok csatorna esetén is gyorsan elvégezhető. A találmány szerinti megoldás elsősorban ott alkalmazható sikeresen, ahol az adatgyűjtést mikroszámítógép végzi, mivel a mérés lebonyolításának egyes fázisai megfelelő összehangolást igényelnek. A találmány tehát egyrészt eljárás analóg jelek nagy hálózati zavarelnyomással történő digitális mérésére, amelynek során az analóg jeleket egymás után digitalizálva a mért analóg jelek digitális értékét állítjuk elő. A találmány szerint minden egyes analóg jelet legalább a hálózat két egymással ellentétes fázisú félperiódusában, egymással megegyező fázishelyzetű időpontokban digitalizálunk, és minden egyes mért analóg jel digitális értékét a legalább két egymással ellentétes fázisú félperiódusban meghatározott, legalább két digitális mérési eredmény átlagolásával állítjuk elő. Az egymással ellentétes fázisú félperiódusokban végzett digitális méréseknél a hálózattal szinkron zavarjelek egymással ellentétes előjellel szuperponálódnak a mérendő hasznos jelre, így az átlagoláskor kiejtik egymást. Több analóg jel időmultiplex üzemben történő mérésekor a találmány szerint úgy célszerű eljárni, hogy az analóg jelek mindegyikét a hálózat ugyanazon legalább két egymással ellentétes fázisú félperiódusában digitalizáljuk. Előnyösen az analóg jelek digitalizálását két egymást követő félperiódusban végezzük, mivel így érhető el a legnagyobb mérési sebesség, amikoris valamennyi egyo más után letapogatott analóg jel egyszeri digitális mérése a hálózat két félperiódusának megfelelő időtartam alatt elvégezhető. A találmány szerinti eljárásnál előnyös úgy eljárni, hogy figyeljük egy, a hálózati feszültségnek megfelelő jel nullaátmeneteit, és az analóg jelek egy félperióduson belüli, egymás után történő, előírt sorrendű digitalizálását mindenkor a nullaátmenetnek megfelelően indítjuk. A találmány másrészt berendezés analóg jelek nagy hálózati zavarelnyomással történő digitális mérésére, amely berendezésnek a mérendő analóg jeleket egymás után egy kimenetre kapcsoló méréspontváltója, a méréspontváltó kimenetéhez csatlakoztatott bemenetű analógdigitális átalakítója és az analóg-digitális átalakító digitális kimenetéie csatlakoztatott digitális adatfeldolgozó egysége van. A berendezésnek a találmány szerint az analóg jeleknek egy hálózati félperióduson belül történő egymás utáni digitalizálását indító szinkron jelet előállító egysége és legalább két egymással ellentétes hálózati félperiódusban meghatározott digitális mérési eredményeket memóriában tároló, majd az egyes analóg jelekhez tartozó legalább két-két digitális mérési eredmény átlagát képező adatfeldolgozó egysége van. Egy előnyös kiviteli alaknál az analóg-digitális átalakító indító bemenetére vezérelhető választókapcsolón keresztül vagy a hálózati szinkron jelet előállító egység kimenete vagy engedélyezhető oszcillátor kimenete van csatlakoztatva, továbbá a választókapcsoló vezérlő bemeneté, az oszcillátor engedélyező bemenete és a méréspontváltó vezérlő bemenete az adatfeldolgozó egység egy-egy vezérlő kimenetéhez van csatlakoztatva. Célszerű továbbá, ha az impulzusszerű zavarok hatásának csökkentésére a berendezésben a méréspontváltó analóg bemenetei elé szűrőfokozatok vannak beiktatva. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alak alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlatát mutatja, a 2. ábra pedig az 1. ábra szerinti berendezés működését szemléltető jelalak-ábrákat mutat. Az 1. ábrán a mérendő analóg jeleket képező Ul, U2, ...,UN feszültségek SZÍ, ...,SZN szűrőfokozatokon keresztül félvezetős FM méréspontváltó MB1, MB2,..., MBN bemenetelre jutnak. A félvezetős FM méréspontváltó MK kimenete az A nalaóg-digitális általakító analóg AB bemenetére csatlakozik. Az A analóg-digitális átalakító párhuzamos digitális kimenő DK1, DK2, .. .DKZ vonalai, valamint átalakítás kész AK kimenete digitális MP adatfeldolgozó egységhez, pl. mikroprocesszorhoz csatlakoznak annak buszrendszerén keresztül, amely MP adatfeldolgozó egység M memóriával van ellátva, és V vonalon csatlakozhat egy adatfeldolgozó rendszerhez. Az A analóg-digitális átalakító indító ST bemenetére félvezetős VK választókapcsolón keresztül vagy hálózáti szinkronjelet előállító HSZ egység, vagy engedélyezhető 10 oszcillátor kimenete kapcsolódik. A HSZ egység szinkronizáló bemenetére hálózati UH feszültség csatlakozik, ami lehet 50-, 60- vagy akár 400 Hz frekvenciájú. A félvezetők VK választókapcsoló vezérlő bemenete, az IO oszcillátor engedélyező bemenete, valamint az FM méréspontváltó vezérlő MV bemenete az MP adatfeldolgozó egység egy-egy vezérlő kimenetéhez van csatlakoztatva. Az 1. ábra szerinti berendezés működése a 2. ábra idődiagramjai alapján a következő: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
