Преобразователь активной мощности в цифровой код

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности. Целью изобретения является повышение точности измерения . Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной преобразователь 2 напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 11, интегратор 15, генератор 16 импульсов, сравнивающий блок 17, цифровой делительный блок 18, введены аналоговые коммутаторы 4 и 5, компараторы 6 и 7, формирователи 8 и 9 модуля, блок 10 управления, логический элемент 12 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляемый инвертор 13, логический элемент ИЛИ 14. Независимо от знака произведения входных сигналов перемножитель работает в одном квадранте (Л в течение обоих тактов интегрирования , вследствие чего сокращается нелинейность и соответственно повышается точность. 1 ил. to ел со о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИМЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (111

Дб11 4 G Ol R 21/133

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У с

) j

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVIA

Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 3892672/24-21 (22) 12.05.85 (46) 07.12.86. Бюл. Р 45 (71) Кишиневский политехнический институт им. Сергея Лазо (72) И.Ф.Клисторин, В.В.Кийсвик, Ф.И.Жуганарь и А.В.Тютякин (53) 621.317.38(088.8) (56) Деколд. Использование ИС умножителя в схеме ваттметра. Электроника, 1973, Р 20, с. 66-67.

Авторское свидетельство СССР

У 508747, кл. G Ol R 19/26, 1974. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЦИФРОВОЙ КОД (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной преобразователь 2 напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 11, интегратор 15, генератор

16 импульсов, сравнивающий блок 17, цифровой делительный блок 18, введены аналоговые коммутаторы 4 и 5, компараторы 6 н 7, формирователи 8 и 9 модуля, блок 10 управления, логический элемент 12 ИСКЛ10ЧАНМЦЕЕ ИЛИ, управляемый ннвертор 13, логический элемент ИЛИ 14. Независимо от знака произведения входных сигналов перемножитель работает в одном квадранте в течение обоих тактов интегрирования, вследствие чего сокращается нелинейность и соответственно повышается точность. 1 ил. (1) (2) 4 127

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности.

Цель изобретения — повьппение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь активной мощности в цифровой код содержит входной преобразователь 1 тока, входной преобразователь 2 напряжения, источник 3 опорного напряжения, первый 4 и второй 5 аналоговые коммутаторы, первый

6 и второй 7 компараторы, первый 8 и второй 9 формирователи модупя, блок

10 управления, перемножитель 11, логический элемент ИСКЛ10ЧЙОЩЕЕ ИЛИ 12, управляемый инвертор 13, логический элеМент ИЛИ 14, интегратор 15, генератор !6 импульсов, сравнивающий блок

17 и цифровой делительный блок 18.

Выход входного преобразователя 1 тока соединен е первым входом первого аналогового коммутатора 4 и с входом первого компаратора 6, выход преобразователя 2 напряжения соединен с первым входом второго аналогового коммутатора 5 и с входом второго компаратора 7, выход источника 3 опорного напряжения соединен с вторым входом первого аналоговога коммутатора 4 и с вторым входом второго аналогового коммутатора 5 третий вход первого аналогового коммутатора

4 и третий вход второго аналогового коммутатора 5 соединены с общей шиной, выход первого аналогового ком" мутатора 4 соединен с входом первого формирователя 8 модуля, выход которого соединен с первым входом перемножителя 11, выход второго аналогового коммутатора 5 соединен с входом второго формирователя 9 модуля, выход которого соединен с вторым входом перемножителя 11, выход которого соединен с входом управляемого инвертора 13, выход которого соединен с входом интегратора 15, выход которого соединен с первым входом сравнивающего блока 17, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вторым входом блока 10 управления, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора 6 и с первым входом логического элемента

ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ .12, второй вход которого соединен с выходом второго ком5308 2

"паратора 7, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ

14, выход которого соединен с управляющим входом управляемого инвертора

13, выход генератора 16 соединен с входом цифрового делительного блока

18, первый выход блока 10 управления соединен с первым управляюшнм входом первого коммутатора 4, с первым управляющим входом второго коммутатора

5 и с первым управляющим входом цифрового делительного блока 18, второй выход блока 10 управления соединен с вторым управляющим входом первого !

5 коммутатора 4, с вторым управляющимвходом второго коммутатора 5, с вторым входом логического элемента ИЛИ

14 и с вторым управляющим входом цифрового делительиого блока 18, третий выход блока 10 управления соединен с третьим управляющим входом первого коммутатора 4, с третьим управляющим входом второго коммутатора 5 и с входом сброса интегратора 15, причем вы" ходы цифрбвого делительного блока являются выходами цифрового измерителя мощности.

Преобразователь работает следуют щим образом.

Входные преобразователи тока 1 и, напряжения 2 преобразуют ток i(t) и напряжение ц(а) в пропорциональные им сигналы где К; — коэффициент преобразования тока;

K„ - коэффициент преобразования напряжения, Компараторы 6 и 7 переключаются в противоположное состояние соответственно в моменты перехода сигналов

4Ç х.(t) и х (t) через нуль, причем по" ложительному сигналу на входе компаратора соответствует уровень логической единицы на его выходе.

В первом такте в момент запуска

50 блок 10 управлейия вырабатывает на первом выходе импульс длительностью

Т, где Т вЂ” период колебаний входного сигнала, посредством которого открываются соответствующие ключи первоЯ го 4 и второго 5 коммутаторов. На вход первого формирователя 8 модуля поступает напряжение x;(t), на вход второго формирователя,9 модуля пос" (5) 3 1275 тупает напряжение х (t), а цифровой делительный блок 18 начинает отсчет импульсов генератора 16 импульсов.

Выходные напряжения формирователей

8 и 9 модуля равны соответственно

1х (t)1 и х (t)I. Выходное напряжейие перемножителя ll равно

= К, ° (х.(t)j ° Ix„(t)l, (3) где К „. — коэффициент передачи пере- 10 множителя.

Компараторы 6 и 7 определяют знаки напряжений х,(t) и x„(t). В случае совпадения знаков логический элемент ИСКЛ1ОЧМОЩЕЕ ИЛИ 12 через логи- 15 ческий элемент ИЛИ 14 переключает управляемый инвертор 13 в режим повторителя, в случае несовпадения знаков — в режим инвертора. Таким образом, происходит восстановление знака 20 произведения сигналов х,.(t) и x„(t) на выходе управляемого инвертора 13.

Входное напряжение интегратора 15 равно

= K„x.,(t) x (t). (4)

Выходное напряжение интегратора

15 в конце первого такта интегриро вания равно

К .К К. Kè Р

ЭО ц = м---а- -л — "- Рu(t). i(t)dt и.

1 б о где К„ — коэффициент передачи интегратора; 35 с- постоянная времени интегриро вания.

За время первого такта интегрирования на вход цифрового делительного блока 18 поступит число импульсов N равное

308 4 генератора 16 импульсов в течение второго такта интегрирования.

Выходные напряжения формирователей 8 и 9 модуля равны fU J, а выходное напряжение перемножителя ll равно и и о (7)

Входное напряжение интегратора 15 равно з и о

2 (8)

Второй такт интегрирования продолжается до момента сравнения с нулем выходного напряжения интегратора 15

К К К К

u(t) х

oat

x i(t)dt — - — J U dt - 0. (9)

К,,К. Г а о

Из уравнения (9) следует, что длительность второго такта интегрирования д равна

А М

К. К .Р-Т ц 2 (10) о

В течение второго такта интегрирования на вход цифрового делительного блока 18 поступит число импульсов N равное

ht

N (ll)

2 T

Следовательно, искомое значение мощности равно к

U N (l 2)

К К И

По окончании второго такта интег.1рирования цифровой делительный блок. и

18 вычисляет отношение †- - которое

Т

7 где Т вЂ” период импульсов. 45

После окончания первого такта интегрирования блок 10 управления вырабатывает на втором выходе импульс, посредством которого открываются соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов, на входы первого 8 и второго 9 формирователей модуля поступает напряжение П источника 3 опорного напряжения, управляемый инвертор 13 переключается в режим иивертора через логический элемент ИЛИ 14, а цифровой делительный блок 18 начинает отсчет импульсов и является результатом измерения, блок 10 управления вырабатывает на третьем выходе импульс, посредством которого открываются соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов, входы формирователей 8 и

9 модуля подключаются к общей шине, а интегратор 15 переключается в режим сброса. Преобразователь готов к новому циклу измерения, который начнется в следующий момент перехода сигнала х (t) через нуль.

Иэ принципа работы, предлагаемого устройства видно, что независимо от ,знака произведения входных сигналов перемножитель работает в одном квадСоставитель В.Шубин

Редактор А.Коэориз Техред В.Кадар

Корректор С.Шекмар

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6554/34

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Цроектная, 4, °

5 12753 ранте в течение обоих тактов интегрирования, вследствие чего на точности устройства оказывается лишь нелинейность, проявляющаяся только в данном квадранте, которая значи-тельно меньше нелинейности, проявляющейся при работе перемножителя во всех четырех квадрантах.

Кроме того, из выражения (12) видно, что коэффициент передачи пере- 10 множителя не входит в функцию передачи устройства, следовательно, его погрешность не влияет на точность предлагаемого преобразователя.

15 формула изобретения

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий входные преобразователи тока и напряжения, входЫ которых соединены с соответст- 20 вующими входными шинами, перемножитель, интегратор, соединенный выходом с входом сравнивающего блока, источник опорного напряжения, генератор импульсов, цифровой делитель- 25 ный блок, выход которого является выходом преобразователя, о т л и— чаю,щийся тем, что, сцелью повышения точности преобразования, в него введены первый и второй ком- 30 мутаторы, первый и второй формирователи модуля, первый и второй компараторы, блок управления, элемент

ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАВШЕЕ ИЛИ, управляемый инвертор, причем выходы входных преобразователей тока и напря08 Ь жения подключены к первым входам первого и второго коммутаторов соответственно и к входам первого и второго компараторов, источник опорного нап" ряжения соединен с вторыми входами коммутаторов, третьи входы которых заземлены, управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующими выходами блока управления, выходы коммутаторов через соответствующие формирователи модуля соединены с входами перемножителя, выход которого через управляемый инвертор соединен с входом интегратора, третий выход блока управления соедИнен с вторым входом интегратора, второй выход блока управления соединен с первыми входами элемента ИЛИ и цифрового делительного блока, вторые входы которых соединены соответственно с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым выходом блока управления, генератор импульсов соединен с третьим входом цифрового делительного блока, выходы которого являются выходами преобразователя, выход первого компаратора coåäèíåí с первыми входами блока управления и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго компаратора соединен с вторым входом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход элемента ИЛИ . соединен с управляющим входом управляемого инвертора, второй вход сравнивающего блока заземлен, а выход соединен с вторым входом блока управления.