Устройство для измерения мощности

 

Изобретение может быть использовано в ваттметрах переменного тока для измерения актив15ой,реактивной и полной мощности в цепях синусоидального тока. Цель изобретения - повьшение точности, уменьшение времени измерения и расширение частотного диапазона в области низких частот - достигается введением выпрямителя 4, преобразователя 5 напряжение - частота, анализатора 3 знака, реверсивного счетчика 7, преобразователя 8 периодкод и делителя 9 кодов. Работа устройства основана на преобразовании произведения мгновенных значений входных сигналов тока и напряжения в частоту импульсов преобразователем 5напряжение-частота, которые поступают на вход реверсивного счетчика 7 через ключ 6. Время открытия ключа 6зависит от вида измеряемой мощности (активной, реактивной или полной) и управляется формирователем 2 временных интервалов. В зависимости от знака сигнала на выходе множительного блока 1 анализатор 3 знака управляет направлением счета реверсивного счетчика 7. 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 21/06

13 ."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ° г

I

БШд.

4ь

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4228564/24-21 (22) 13.04.87 (46) 15,11.88. Бюл. 1)- 42 (72) В.Н,Чинков, В.Н.Лисьев и Ю.А.Немшилов (53) 621.317 ° 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 918870, кл. Г 01 R 21/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1157472, кл. G 01 R 21/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ (57) Изобретение может быть использовано в ваттметрах переменного тока для измерения активной,реактивной и полной мощности в цепях синусоидального тока. Цель изобретения — повышение точности, уменьшение времени измерения и расширение частотного диапазона в области низких частот — достигается введением выпрямителя 4, преобразователя 5 напряжение — частота, анализатора 3 знака, реверсивного счетчика 7, преобразователя 8 периодкод и делителя 9 кодов. Работа устройства основана на преобразовании произведения мгновенных значений входных сигналов тока и напряжения в частоту импульсов преобразователем

5 напряжение-частота, которые поступают на вход реверсивного счетчика

7 через ключ 6. Время открытия ключа

6 зависит от вида измеряемой мощности (активной, реактивной или полной) и управляется формирователем 2 временных интервалов. В зависимости от знака сигнала на выходе множительного блока 1 анализатор 3 знака управляет направлением счета реверсивного счетчика 7. 1 ил.

1437792

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано при создании ваттметров переменного тока для измерения ак5 тивнои, реактивной и полной мощности в цепях синусоидального тока.

Цель изобретения — повышение точности, уменьшение времени измерения и расширение частотного диапазона в область низких частот.

На чертеже приведена структурная схема устройства, Устройство содержит множительный блок 1„ формирователь 2 временных интервалов, анализатор 3 знака, выпрямитель 4, преобразователь 5 напряжение — частота, ключ б, реверсивный счетчик 7,-преобразователь 8 период— код и делитель 9 кодов.

2О

Входы множительного блока 1 являются входами устройства, к которым подключены два входа формирователя

2 временных интервалов. Выход множительного блока 1 соединен с точкой, объединяющей входы анализатора 3 знака и выпрямителя 4, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь 5 напряжение— частота, ключ 6 и реверсивный счетчик 7. Второй управляющий вход ключа

6 соединен с выходом формирователя 2 временных интервалов, а входы управления (или реверса) реверсивного счетчика 7 подключены к двумя выходам анализатора 3 знака. Второй и третий выходы формирователя 2 временных интервалов подключены к двум входам преобразователя 8 период— код, разрядные выходы которого соеди40 ненЬ1 с одной группой разрядных входов делителя 9 кодов, подключенного другой группой разрядных входов к разрядным выходам реверсивного счетчика 7.

Устройство работает следующим образом.

На sbrxope множительного блока 1 образуется напряжение, пропорциональное произведению мгновенных значений напряжения u(t) и тока i(t) исследуемой пепи. Если входные напряжения и ток определяются соотношениями

u(t) = U sinzt

i(t) = Т sin(et + q), то напряжение на выходе блока 1 равно

" р("-) — К,UI соsср + соs(2<аt — q), (1) где Ц, Т вЂ” действующее значение напряжения и тока; фачовыи сдвиг

K, — коэффициент передачи множительного блока

Те же входные сигналы u(t) и i(t) подаются на формирователь 2 временных интервалов, который задает определенные временные интервалы, управляющие ключом 6. Напряжение u<(t) поступает на анализатор 3 знака, который определяет знак этого напряжения, в зависимости от этого формируется сигнал, управляющий режимом работы реверсивного счетчика 7. Кроме того, напряжение uр(t) подается на выпрямитель

4, а с него — на преобразователь 5 напряжение — частота, в котором напряжение преобразуется в пропорциональную частоту следования импульсов

> (t)i = К,К,!11р()1, где К, К . — коэффициенты передачи соответственно выпрямителя 4 и преобразователя 5 напряжение — частоВыпрямитель 4 необходим для того, чтобы можно было использовать более простой однополярный преобразователь

5 напряжение — частота.

Импульсы частотой If(t)j поступают на сигнальный вход ключа 6, который открывается формирователем 2 временных интервалов на определенное время в течение периода входных сигналов в зависимости от измеряемой величины: активной, реактивной или полной мощности, В результате через ключ 6 на вход реверсивного счетчика 7 поступает определенное количество импульсов. Знак фУнк101и цр (t) пРи интегРировании частоты реверсивным счетчиком 7 учитывается заданием его режима работы: суммирование, если u (t)> О, или вычитание при u>(t) (О. Для задания режима работы реверсивного счетчика 7 служит анализатор 3 знака, который в зависимости оТ полярности напряжения и (г) формирует на выходах управляющие сигналы, задающие соответствующие режимы работы реверсивного счетчика 7.

1437792

+ т й+ г. s

1| f(t)dt =

+<Р|г

Ф (р)г<-—

4 ар<1

К,К,К, 2

)! )4

TP

2!! (2) К< КгКЗК5 где К—

35!

N =К вЂ” =KS.

1 5

= — г!) Kl KjK

2 )!< (3) При измерении активной мощности ключ 6 открывается на временной интервал от,р г до T/8 или на фазовый интервал от <р/2 до «/4. В этом случае показания реверсивного счетчика

7 будут

TI8

И = (f(t)dt =.

Р т14

1 — uр(d(at)

<р6 г

Подставляя выражение (1), имеем

И = К,К К UI — соз(2УС

<ра — < р ) d(ut) — — TUIcos(f

К< КгКз

2 где P = UIcos Q — измеряемая активная мощность цепи.

В режиме измерения реактивной мощности ключ 6 открывается на временной интервал от 0 до t< или на фазовый интервал от 0 до q /2 и в реверсивном счет-,ике 7 записывается количество щ<пульсов Ьр) г

f(t)dt = о

qlz.

К К К UI — cos(2vt г ) <д о — q)direst) - — г U г sin!I

2 где 0 = U I sing — измеряемая реактивная мощность цепи.

В режиме измерения полной мощности ключ 6 открывается на временной инty Т тервал от t до (— + — или на рог 2 8

Ч фазовый интервал от с /2 до (— +

N

†) ° Показания реверсивного счет+ 4 чика 7

- к, к,к,иг — )с,ав<гас— где S = UI — полная мощность цепи. ! 1 1

Полученные коды Np, N@, Из подаются с реверсивного счетчика 7 на делитель 9 кодов. На другой его вход с преобразователя 8 период — код поступает код периода входных сигналов N1. = .К4Т, где К4 — коэффициент передачи преобразователя 8 периодкод.

На выходе делителя 9 кодов (с коэффициентом передачи К>) получаем соответственно коды:

К<КгКзКс к Кр

30 "р 5 |!|<.

В предлагаемом устройстве повыша4р ется точность измерения, поскольку исключены такие узлы, как фильтр высоких частот и преобразователь среднего значения, уменьшается время измерения, составляющее в каждом

4r режиме один-два периода входных сигналов, что особенно заметно на низких и инфранизких частотах. Кроме того, в предлагаемом устройстве практически нет никаких ограничений б0 для расширения частотного диапазона в сторону низких и инфранизких частот. Наоборот, чем ниже частота, тем благоприятнее режим работы прибора.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Устройство для измерения мощности, содержащее множительный блок и формирователь временных интервалов, 92

Составитель ь. Заборная

Техред Л. Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор Л.Пчелинская

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5889/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14377 каждые из двух входов которых попар но объединены между собой и подключены к двум входным шинам, а также ключ, своим управляющим входом соединенный с первым выходом формирова5 теля временных интервалов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, уменьшения времени измерения и расширения частотного диапазона, в него введены последовательно соединенные выпрямитель и преобразователь напряжение - частота, преобразователь период — код, реверсивный счетчик, анализатор знака и делитель кодов, причем входы выпрямителя и анализатора знака объединены между собой и подключены к выходу множительного блока, выход преобразователя напряжение-частота соединен через ключ с входом реверсивного счетчика, входы реверса которого подключены к двум выходам анализатора знака, а разрядные выходы - к первым разрядным входам делителя кодов, вторые разрядные входы которого соединены с разрядными выходами преобразователя период — код, подключенного двумя входами к второму и третьему выходам формирователя временных интервалов.