Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Eligiusz PAWŁOWSKI"

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono problematykę cyfrowego przetwarzania sygnałów w systemach pomiarowych z czujnikami z wyjściem częstotliwościowym. Zaproponowany schemat blokowy czujnika i algorytm symulujący można zastosować w tych wszystkich przypadkach, gdy częstotliwość sygnału impulsowego niesie informację o chwilowych wartościach wielkości fizycznej przetwarzanej w systemie. Pozwala to na testowanie różnych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów częstotliwościowych. W artykule przedstawiono też przykłady wyników badań. Abstract. The paper describes a problems concerning digital processing of signals in measuring systems with sensors of frequency output. The presented block diagram of a sensor and a simulating algorithm can be applied in all the cases when frequency of a pulse signal carries information about instantaneous values of a physical quantity processed in the system. This allows testing of various digital processing algorithms of frequency signals. Some test results are also presented in the paper. (Simulation of sensor signal with frequency output). Słowa kluczowe: częstotliwość chwilowa, kwantowanie fazy, tor pomiarowy z częstotliwościowym nośnikiem informacji Keywords: instantaneous frequency, phase quantization, measuring path with frequency data carrier Wstęp Współczesny system pomiarowy może być rozpatrywany jako połączenie trzech kolejno po sobie następujących etapów przetwarzania przedstawionych na rysunku 1: analogowego A/A, analogowo-cyfrowego A/C i cyfrowego C/C [1]. Istotnym, a często i jedynym elementem przetwarzania analogowo-analogowego A/A jest czujnik przetwarzający wielkość wejściową (mezurand) x(t) na wielkość wyjściową y(t), podlegającą w następnym etapie przetwarzaniu analogowo-cyfrowemu A/C na wartości liczbowe kn. Po cyfrowym przetworzeniu próbek kn (zazwyczaj równomiernie rozmieszczonych w czasie) otrzymujemy ostatecznie wyniki pomiarów zn, które mogą być odtworzonymi wartościami chwilowymi wielkośc[...]

The use of a static electrical energy meter as a transducer of active power to a pulse frequency signal DOI:10.15199/48.2016.11.25

Czytaj za darmo! »

Frequency of a pulse signal at the test output of a static electricity meter is proportional to the active power of a connected load. When the consumed power changes, time between adjacent pulses of the test signal changes too, which prevents from obtaining the results of power measurement at regular time intervals. This work presents an algorithm for digital processing of a pulse frequency signal from the test output of a static electricity meter in order to obtain instantaneous values of active power at regular time intervals. Streszczenie. Częstotliwość sygnału na wyjściu testowym statycznego licznika energii elektrycznej jest proporcjonalna do mocy czynnej dołączonego obciążenia. Gdy ta moc zmienia się, czas pomiędzy kolejnymi impulsami sygnału testowego również się zmienia, co uniemożliwia uzyskanie wyników pomiarów mocy w regularnych odstępach czasu. W pracy prezentuje się algorytm cyfrowego przetwarzania sygnału częstotliwościowego z wyjścia testowego licznika energii elektrycznej w celu uzyskania wartości chwilowych mocy czynnej w regularnych odstępach czasu. (Zastosowanie statycznego licznika energii elektrycznej jako przetwornika mocy czynnej na impulsowy sygnał częstotliwościowy). Keywords: electricity meter, active power measurement, pulse frequency signal, uniform resampling. Słowa kluczowe: licznik energii elektrycznej, pomiar mocy czynnej, impulsowy sygnał częstotliwościowy, równomierny resampling. Introduction Electrical energy meter is an electrical instrument that measures the amount of electrical energy used by the consumers. Therefore under the current provisions [1], each static electricity meter must have a pulse test output which allows to check its measurement errors with one of the recommended methods [2]. Test signal y(t) of the electricity meter is a sequence of rectangular pulses shown in Figure 1. The number of pulses attributable to 1 kWh of the measured electricity being defined by a meter constant K. The[...]

Prawne, techniczne i metrologiczne skutki oddziaływania zewnętrznym polem silnego magnesu neodymowego na indukcyjny licznik energii elektrycznej DOI:10.15199/48.2017.09.25

Czytaj za darmo! »

Kradzież energii elektrycznej stanowi poważny problem dla przedsiębiorstw energetycznych. Szacuje się, że straty z tego tytułu na całym świecie sięgają 20 mld $ dziennie [1]. Jednym ze sposobów kradzieży energii elektrycznej jest oddziaływanie silnym magnesem neodymowym na ustrój pomiarowy indukcyjnego licznika energii elektrycznej, co skutkuje nadmiernymi błędami pomiaru energii elektrycznej oraz trwałym uszkodzeniem ustroju pomiarowego licznika [2-16]. Wymagania techniczne dla liczników sprecyzowane są w Polskich Normach [17-20]. Prawne wymagania dla konstruowania, stosowania i sprawdzania liczników regulują ustawy [21-25], rozporządzenia ministrów [26-34] oraz zarządzenie Prezesa GUM [35]. W sprawach o kradzież energii elektrycznej brane są również pod uwagę wyroki Trybunału Konstytucyjnego [36] oraz Sądu Najwyższego [37-40], a problematyką sądowego dochodzenia roszczeń z tego tytułu zajmuje się wielu prawników [41, 42]. Rozległą problematykę kradzieży energii elektrycznej poruszają w swoich opracowaniach również organizacje konsumenckie [43, 44], Urząd Ochrony Konkurencji i Konsumentów [45, 46], Urząd Regulacji Energetyki [47-51], Najwyższa Izba Kontroli [52] oraz Instytut Sobieskiego [53]. W Polsce nadal przeważają w zastosowaniach liczniki indukcyjne. W raporcie [53] klasyfikującym łącznie 10,7mln liczników spośród 13,5mln wszystkich liczników stosowanych w Polsce, około 93% stanowią liczniki indukcyjne, dominującymi typami są: jednofazowy A52 oraz trójfazowy C52. W Polsce wykrywane są kradzieże energii elektrycznej w ilości ok. 40GWh rocznie [52]. Znaczna ich część dokonywana jest z użyciem magnesu neodymowego. Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej W Polsce liczniki energii elektrycznej mogą być wprowadzane do obrotu i użytkowania na podstawie Prawa o miarach [21] lub ustawy o systemie oceny zgodności [22]. Wszystkie liczniki podlegają obowiązkowej prawnej kontroli metrologicznej na podstawie rozporządz[...]

Problems with microprocessor voltage-to-frequency and frequency-to-voltage converters implementation DOI:10.15199/48.2015.08.12

Czytaj za darmo! »

The article presents the problems of digital voltage-to-frequency and frequency-to-voltage processing. Transducer systems implemented in microprocessor technology are presented, the timing of signals and functioning algorithms are discussed. An analysis of processing errors has been performed and the results of experimental studies of realized systems are presented. Streszczenie. W artykule zaprezentowano problematykę cyfrowego przetwarzania napięcie-częstotliwość oraz częstotliwość-napięcie. Przedstawiono układy przetworników zrealizowanych w technice mikroprocesorowej, omówiono przebiegi czasowe sygnałów i algorytmy działania. Dokonano analizy błędów przetwarzania oraz zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych zrealizowanych układów. (Mikroprocesorowe przetworniki napięcie-częstotliwość i częstotliwość-napięcie). Keywords: Voltage-to-Frequency Converter, Frequency-to-Voltage Converter, pulse frequency modulation. Słowa kluczowe: przetwornik napięcie-częstotliwość, przetwornik częstotliwość-napięcie, modulacja częstotliwości impulsów. Introduction In any measurement system it is necessary to apply the appropriate sensors that convert all physical input quantities to a different quantity, which then undergoes a process of sampling, quantization and coding into a digital form [1]. For this purpose, modern measuring systems most commonly use a voltage signal due to the wide availability of many types of integrated analog-to-digital converter circuits. In some applications it is also advantageous to use the frequency signal FS for this purpose, which can be digitized in a simple manner by means of counters to process with high precision [2]. The advantages of frequency signal may also include its high resistance to interference, ease of transmission over long distances without loss of information and the availability of patterns in the highest world standards accuracies [1]. For these reasons, the voltagefrequency, frequency-to-vo[...]

Symulacja metody korekty składowej stałej w sygnale przetwarzanym przez przetwornik "napięcie-częstotliwość" DOI:10.15199/48.2015.08.16

Czytaj za darmo! »

W artykule prezentuje się efekty symulacji metody korekty składowej stałej w sygnale przetwarzanym przez tor pomiarowy z częstotliwościowym nośnikiem informacji zawierającym przetwornik "napięcie-częstotliwość". Program symulatora opracowano w środowisku programistycznym LabVIEW firmy National Instruments. Przedstawiono przykładowe efekty symulacji przetwarzania składowych sygnału testowego: sinusoidalnego i prostokątnego. Zaprezentowano wyniki pracy symulatora po zastosowaniu korekty składowej stałej. Abstract. The article presents the results of simulation of constant component correction method for the signal converted by slotted line with a frequency data carrier containing a "voltage-to-frequency" converter. Simulator program developed in the development environment of LabVIEW from National Instruments. Examples of simulation results of processing components of testing signal: sine wave and rectangular are showed. The results from the simulator after a correction constant component are presented. (Simulation of the method for correction of the DC component in the signal processed by the voltage-to-frequency converter). Słowa kluczowe: pomiar napięcia, przetwornik "napięcie-częstotliwość", tor pomiarowy z częstotliwościowym nośnikiem informacji, LabVIEW. Keywords: voltage measurement, "voltage-to-frequency" converter, slotted line with a frequency data carrier, LabVIEW. Wstęp Przetwarzanie wielkości fizycznych w sygnał o zmiennej częstotliwości, jest rozwiązaniem spotykanym w technice pomiarowej od wielu lat [1] i stale rozwijanym [2]. Istnieje wiele gotowych rozwiązań do odtwarzania informacji zakodowanej w sygnale częstotliwościowym [1]. Ciągle prezentowane są również nowe wyniki badań dotyczące przetwarzania takiego sygnału [3, 4, 5, 6]. Sygnał częstotliwościowy może być przetwarzany dwoma sposobami. Pierwszy to przetwarzanie dwustopniowe: konwersja "częstotliwość - napięcie" i dalej już typowo, kolejne przetwarzanie w p[...]

Cyfrowe przetworniki napięcie - częstotliwość i częstotliwość - napięcie DOI:10.15199/74.2016.7.1


  We współczesnym systemie pomiarowym, przetwarzającym i rejestrującym cyfrowe reprezentacje wielkości analogowych, konieczne jest zastosowanie odpowiednio dobranego sygnału pośredniego, umożliwiającego łatwe i dokładne przetworzenie wszystkich mierzonych sygnałów w postać cyfrową. Ze względu na powszechną dostępność przetworników analogowo-cyfrowych z wejściem napięciowym, najczęściej stosuje się w tym celu pośredni sygnał napięciowy. Wymaga to zastosowania odpowiednich czujników z wyjściem napięciowym dla każdej mierzonej wielkości fizycznej.W niektórych rozwiązaniach korzystne jest również zastosowanie - jako sygnału pośredniego - częstotliwości sygnału impulsowego. Sygnał taki ma liczne zalety w stosunku do sygnału napięciowego, wymaga jednak stosowania odmiennych układów i algorytmów przetwarzania w postać cyfrową. Jest to interesująca alternatywa również ze względu na dość szeroką ofertę różnorodnych czujników z wyjściem częstotliwościowym [3]. Jednak szczególnym problemem jest integracja w jednym systemie równoległych torów pomiarowych, przetwarzających sygnały napięciowe i częstotliwościowe. Stwarza to pewne specyficzne problemy, przede wszystkim z: synchronicznym uzyskiwaniem próbek sygnałów z poszczególnych kanałów pomiarowych [12], prawidłowym odtwarzaniem wartości chwilowych sygnału wejściowego [6, 9], rejestracją sygnału częstotliwościowego [10] oraz szacowaniem błędów [8] i testowaniem [13] torów pomiarowych z częstotliwościowym nośnikiem informacji pomiarowej. Dr hab. inż. Dariusz Świsulski, prof. PG (dariusz.swisulski@pg.gda.pl) - Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, dr inż. Eligiusz Pawłowski - Wydział Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej SIPROTEC - synonim technologii zabezpieczeń Nowa generacja zabezpieczeń smartgrid.pl@siemens.com SIPROTEC 5 jest częścią nowej generacji modułowych i inteligentnych urządzeń polowych, stworzonych specjalnie tak, aby spełnić wymagania[...]

The influence of a strong external magnetic field from a permanent magnet on a measurement accuracy of an inductive watt-hour meter DOI:10.15199/48.2016.08.19

Czytaj za darmo! »

Stealing electricity using the influence of a strong neodymium magnet field on an induction meter is a significant problem of energy companies. Such a magnet, which is drawn close to the induction metering system, affects it operation falsifying its indications and damaging it permanently. The article presents the results of tests aimed at determination of the effect of an external magnetic field on the accuracy of measurements of the induction electricity meter. Streszczenie. Istotnym problemem dla firm energetycznych jest kradzież energii elektrycznej poprzez oddziaływanie polem silnego magnesu neodymowego na licznik indukcyjny. Magnes taki, zbliżony do ustroju licznika indukcyjnego, wpływa na jego pracę fałszując jego wskazania i trwale go uszkadzając. W artykule przedstawia się wyniki badań mających na celu określenie wpływu zewnętrznego pola magnetycznego na dokładność pomiarów indukcyjnego licznika energii elektrycznej. (Wpływ silnego zewnętrznego pola magnetycznego magnesu trwałego na dokładność pomiarów indukcyjnego licznika energii elektrycznej). Keywords: inductive watt-hour meter, neodymium magnet, measurement accuracy, stealing electricity. Słowa kluczowe: indukcyjny licznik energii elektrycznej, magnes neodymowy, dokładność pomiaru, kradzież energii elektrycznej. Introduction The indications of induction meters are the basis of determination of the amount of a financial liability between the recipient and supplier of electricity. Therefore, they should provide reliable measurement of the amount of consumed energy. Recently, however, stealing of electricity with a strong neodymium magnet [1 - 6] has been increasing, despite the fact that the design of meters, their performances, and legal metrological control are subject to a number of provisions: the standards [7, 8, 9], the instruction of the Central Office of Measures [10] and regulations [11, 12]. They describe in detail the requirements for electricity meters, but on[...]

Method and system for disciplining a local reference oscillator by GPS 1PPS signal DOI:10.15199/48.2018.07.09

Czytaj za darmo! »

The GPS receiver provides an one-pulse-per-second (1 PPS) signal with a very specific period equal to 1 second. Even though it is very precise, this signal is relatively limited due to accidental signal edge position changes caused mainly by the influence of the Earth’s atmosphere on the propagation of satellite signals. On the other hand, an OCXO quartz oscillator with temperature stabilization is characterized by high precision due to its high short-term stability but much lower accuracy due to lower long-term stability. Therefore, synchronizing a local OCXO reference generator to a 1 PPS GPS signal is a simple and efficient way to obtain the reference frequency signal with high accuracy and precision [1, 2, 3]. It requires applying an appropriate method for measuring very small differences in frequency between two impulse signals [4, 5] as well as an appropriate algorithm for retuning a local OCXO generator and synchronizing its output signal to a 1 PPS GPS receiver signal [2, 3]. Measurement of small differences in frequency of reference signals Fig. 1 shows time waveforms explaining the basis for measuring the small difference fgen between the frequency fgen of the local reference generator and the frequency fref of the reference GPS receiver signal [4, 5]. The reference signal with a stable, known frequency fref and the period Tref has the phase ref(t) ramping linearly over time with a speed of the 2 radians per one period: (1) ref ref ( ) 2π T  t  t , where: ref - phase of the reference signal, Tref - period of the reference signal, t - time. Fig.1. Basis for measuring the small frequency differences Local reference generator signal of the similar frequency fgen  fref and the period Tgen is shifted in the phase with respect to the reference signal by the so-called phase time , and its phase gen(t) equals: (2) ( ) ( ) 2π 2 [...]

Rejestrator zmiennej częstotliwości sygnału DOI:10.15199/48.2018.07.31

Czytaj za darmo! »

Bezpośrednie przetwarzanie częstotliwości w kod jest jedną z metod odtwarzania informacji niesionej przez sygnał częstotliwościowy. Taki sygnał wytwarzany jest między innymi przez popularne przetworniki "napięcie - częstotliwość" [1]. W ofercie producentów przetworników pomiarowych znajduje się wiele modeli przetworników różnych wielkości fizycznych w sygnał o zmiennej częstotliwości (X/f). Można znaleźć opracowania gotowych konstrukcji realizowanych w postaci przetworników inteligentnych [2, 3], realizowane są również badania symulacyjne [4, 5] i eksperymentalne [6], ciągle powstają nowe konstrukcje przetworników [7, 8, 9]. Zastosowanie bezpośredniego przetwarzania częstotliwości w kod pozwala, dzięki rezygnacji z pośrednich stopni przetwarzania, na znaczne uproszczenie toru pomiarowego oraz wykorzystanie w transmisji danych sygnału częstotliwościowego. Sygnał ten charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia i spadek amplitudy sygnału oraz, co się wiąże z powyższymi, łatwością przesyłania informacji na duże odległości [3]. W pomiarach stałej częstotliwości sygnału wyjściowego przetwornika wielkości fizycznej w częstotliwość, najprostszym sposobem pomiaru częstotliwości i odczytu wartości mierzonej wielkości fizycznej jest zastosowanie częstościomierza z odpowiednio dobraną skalą, uwzględniającą stałą przetwarzania przetwornika. W przypadku pomiaru zmiennej częstotliwości sygnału wyjściowego przetwornika, będącej wynikiem zmienności wartości mierzonej wielkości fizycznej X, powyższe rozwiązanie już nie będzie pracować poprawnie, ponieważ odczyt na bieżąco jest niemożliwy. Konieczna jest rejestracja kolejnych cykli fazowych [10] przebiegu częstotliwościowego, analiza i wizualizacja w jednostce nadrzędnej, którą może być np. komputer PC [11]. Praca prezentuje przykładową realizację rejestratora częstotliwości sygnału złożonego z przetwornika częstotliwość-kod, wykorzystującego moduł Arduino Mega 2560 z rozszerzoną p[...]

 Strona 1