Обобщенная частотная характеристика "вход прибора - выход блока 4" приведена в таблице 1 для колебаний напряжения синусоидальной формы и в таблице 2 для колебаний напряжения, имеющих форму меандра. Порог восприимчивости фликера человеком соответствует единичному уровню на выходе блока 4.
Обобщенная частотная характеристика прибора центрирована на частоте 8,8 Гц при колебаниях напряжения синусоидальной формы.
Требования к погрешности прибора обеспечиваются, если при отклонениях амплитуды относительных измерений входного напряжения синусоидальной формы или формы меандра, не превышающих ±5% по отношению к значениям, установленным в таблицах 1 и 2, выходное значение восприимчивости равно единице.
Таблица 1 - Нормализованная частотная характеристика прибора для колебаний напряжения синусоидальной формы (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)
Частота, Гц | Амплитуда относительных изменений напряжения , % |
0,5 | 2,340 |
1,0 | 1,432 |
1,5 | 1,080 |
2,0 | 0,882 |
2,5 | 0,754 |
3,0 | 0,654 |
3,5 | 0,568 |
4,0 | 0,500 |
4,5 | 0,446 |
5,0 | 0,398 |
5,5 | 0,360 |
6,0 | 0,328 |
6,5 | 0,300 |
7,0 | 0,280 |
7.5 | 0,266 |
8,0 | 0,256 |
8,8 | 0,250 |
9,5 | 0,254 |
10,0 | 0,260 |
10,5 | 0,270 |
11,0 | 0,282 |
11,5 | 0,296 |
12,0 | 0,312 |
13,0 | 0,348 |
14,0 | 0,388 |
15,0 | 0,432 |
16,0 | 0,480 |
17,0 | 0,530 |
18,0 | 0,584 |
19,0 | 0,640 |
20,0 | 0,700 |
21,0 | 0,760 |
22,0 | 0,824 |
23,0 | 0,890 |
24,0 | 0,962 |
25,0 | 1,042 |
Таблица 2 - Нормализованная частотная характеристика прибора для колебаний напряжения в форме меандра (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)
Частота, Гц | Амплитуда относительных изменений напряжения , % |
0,5 | 0,514 |
1,0 | 0,471 |
1,5 | 0,432 |
2,0 | 0,401 |
2,5 | 0,374 |
3,0 | 0,355 |
3,5 | 0,345 |
4,0 | 0,333 |
4,5 | 0,316 |
5,0 | 0,293 |
5,5 | 0,269 |
6,0 | 0,249 |
6,5 | 0,231 |
7,0 | 0,217 |
7,5 | 0,207 |
8,0 | 0,201 |
8,8 | 0,199 |
9,5 | 0,200 |
10,0 | 0,205 |
10,5 | 0,213 |
11,0 | 0,223 |
11,5 | 0,234 |
12,0 | 0,246 |
13,0 | 0,275 |
14,0 | 0,308 |
15,0 | 0,344 |
16,0 | 0,376 |
17,0 | 0,413 |
18,0 | 0,452 |
19,0 | 0,498 |
20,0 | 0,546 |
21,0 | 0,586 |
22,0 | 0,604 |
23,0 | 0,680 |
24,0 | 0,743 |
4.2 Входной трансформатор
Входной трансформатор напряжения должен быть рассчитан на широкий диапазон номинальных напряжений сети, преобразуемых к максимальному уровню, обеспечивающему нормальное функционирование прибора. Рекомендуемые для использования при конструировании прибора значения номинальных напряжений сети и их отклонений в пределах -30%, +20% приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Диапазоны номинальных входных напряжений сети
Входное номинальное напряжение (среднеквадратичное значение), В | -30 %, , B | +20 %, , B |
57,7 | 40 | 68 |
100 | 70 | 120 |
115 | 80,5 | 138 |
127 | 89 | 152 |
160 | 112 | 192 |
220 | 154 | 264 |
230 | 161 | 276 |
240 | 168 | 288 |
380 | 266 | 456 |
420 | 294 | 504 |
Диапазон допустимых значений напряжения на входе может в соответствии с таблицей 3 составлять от 40 до 504 В.
Кратность изменения вторичного напряжения ограничивают в диапазоне до 3,5 раз. Для этого входной трансформатор должен иметь, по крайней мере, два промежуточных отвода. Коэффициент трансформации (от первичной обмотки ко вторичной) должен быть равным соответственно 504/ , а для указанных отводов - 276/ и 138/ , где - внутренний опорный уровень напряжения прибора (см. 4.3).
Полоса пропускания по входам прибора должна быть такой, чтобы не вносить затухания на частотах до 700 Гц.
Изоляция между первичной обмоткой входного трансформатора и другими частями прибора, не присоединенными к ней, должна выдерживать напряжение 2 кВ (среднеквадратичное значение) в течение 1 мин. Между обмотками должен быть электростатический экран.
4.3 Преобразователь входного напряжения
Преобразователь должен поддерживать на входе блока 2 среднеквадратичное значение модулированного напряжения частотой 50 Гц, равное внутреннему опорному уровню напряжения прибора в соответствии с характеристиками входного трансформатора, сохраняя неизменным относительное значение изменения напряжения. Время отклика преобразователя на ступенчатое изменение входного напряжения (время изменения выходного напряжения от 10 до 90% установившегося значения) должно быть равно 1 мин. Полоса пропускания преобразователя должна быть достаточно широкой для правильного воспроизведения колебаний входного напряжения, вызывающих фликер.
4.4 Встроенный генератор сигналов для калибровки
Генератор сигналов для калибровки должен создавать синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, модулированное напряжением, имеющим форму меандра частотой (50/17)=2,94 Гц.
Контроль при проведении калибровки должен осуществляться по индикатору, позволяющему установить соответствие с заданным значением.
Основные характеристики генератора для калибровки:
- синусоидальное напряжение генератора должно быть синфазно с напряжением сети;
- глубина модуляции должна составлять 1%;
- погрешность установки частоты модуляции не должна превышать 1%;
- уровень синусоидального напряжения генератора должен обеспечивать работу прибора для всех пределов измерений.
4.5 Квадратичный демодулятор
Блок 2 должен обеспечивать на выходе составляющую выходного напряжения, пропорциональную амплитуде модулирующих колебаний на входе. Рабочий диапазон демодулятора входного напряжения должен составлять 150% внутреннего опорного напряжения .
4.6 Взвешивающие фильтры
Взвешивающие фильтры, входящие в блок 3, предназначены:
- для подавления постоянной составляющей и составляющей двойной частоты напряжения сети, присутствующих на выходе демодулятора (амплитуды составляющих более высоких частот пренебрежимо малы);
- для взвешивания колебаний напряжения в соответствии с чувствительностью цепи "лампа-глаз-мозг".
Фильтр, подавляющий нежелательные частотные составляющие входного сигнала, должен содержать высокочастотное звено первого порядка (частота среза на уровне 3 дБ около 0,05 Гц) и низкочастотное звено, в качестве которого применяют фильтр Баттерворта 6-го порядка с частотой среза на уровне 3 дБ, равной 35 Гц.
При этом учитывается, что составляющая двойной частоты (100 Гц) подавляется также взвешивающим фильтром блока 3. Для дополнительного подавления частоты 100 Гц может быть применен режекторный фильтр, однако это не должно существенно повлиять на реакцию прибора в области его рабочих частот.
4.7 Передаточная функция блока 3
С учетом того, что фильтры, описанные выше, подавляющие нежелательные частотные составляющие входного сигнала, незначительно влияют на полосу пропускания частот, создаваемых колебаниями напряжения, передаточная функция "вход-выход" блока 3 должна иметь вид:
259 × 89 пикс.   Открыть в новом окне |
где - комплексный оператор Лапласа.
Параметры передаточной функции должны иметь следующие значения:
449 × 48 пикс.   Открыть в новом окне |
Примечание - Требования к погрешности прибора должны быть подтверждены при испытаниях в соответствии с разделом 6.
4.8 Переключатель пределов измерений
Переключатель пределов измерений предназначен для установки чувствительности прибора путем изменения коэффициента усиления в зависимости от амплитуды измеряемых изменений напряжения.
Пределы измерений, выраженные в относительных значениях изменений напряжения , при синусоидальной форме модуляции с частотой 8,8 Гц составляют: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20%.
Пределы измерений, соответствующие 20%, не являются обязательными, так как при большом уровне модуляции нелинейность демодулятора может привести к ошибкам измерения.
4.9 Блок квадратичной обработки и низкочастотный сглаживающий фильтр
Блок 4 выполняет две функции:
- возводит в квадрат значения взвешенного сигнала фликера, моделируя нелинейность характеристик восприятия цепи "глаз-мозг";
- сглаживает сигнал, моделируя эффект накопления в мозге.
Блок квадратичной обработки должен иметь необходимую чувствительность для измерения допустимых значений фликера на частоте 8,8 Гц.
Сглаживающий фильтр должен представлять из себя низкочастотный RC-фильтр первого порядка с постоянной времени 300 мс.