Цифровой ваттметр активной мощности

 

л í

О П И .Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Л

Кл. 21е, 36/02

Заявлсно 13.ll.1967 (¹ 1133859/26-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 18.III.1969. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 24ХП.1969.ЧПК 6 0lr

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.784 (088.8) Авторы изобретения

И. И. Коршевер и П. М. Цапеико

Заявитель

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР

ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТР АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Из вестен цифровой ваттметр активной мощности переменного тока, соде ржащий преобразователь аналог — |время, диффере нциалытый преобразователь напряжения в частоту, умножитель частоты, устройство выделения периода, шесть лотических схем «И» и реверси вный счетчик.

Амплитуда измеряемого тока в нем и раз за период, преобразуется в интервалы времени, которые заполняются импульсами с частотой, пропорциональной напряжению .нагрузочки.

С учетом знака тока и:напряжения импульсы считаются B реверсивчом счетчике. Общее количество импульсов пропорционально активной мощно сти.

Предложенное устройство отли чается от известных тем, что в нем аналого-цифровой преобразователь,следящего уравновешивания и преобразователь напряжения в частоту через устройство определения знака произведения связаны со входами блоков,переноса мпновенных значе ний тока, которь|е своими выходами вместе с выходом устройства усреднения через сумматор соеди нены со входом логической схемы «И»,,cвязанной своим выходом с отсчет ным устройством и вторым вхо дом — со вторым выходом устройства усреднения. При этом преобразователь напряжения в частоту и аналого-цифровой преобразователь следящего уравновешивания соедиптены своими выходамн с блоками переноса мгновенных значений тока, а один нз выходов п реобразователя частоты, связывающий его с устройством определения значка произведения, — с устройством усреднения через устройство выделения периода, один выход которого связали с блокамн. псреноса мгновенных значений тока н устрой. ством усреднения общей точкой.

Такое схемног выполнение устройства лоз10 воляет значительно расширить частотный диапазон в сторону верхних частот более чем в

30 раз.

На фиг. 1 показа на блок-схсма цифрового ваттметра активной мощности переменного

15 тока; на фиг. 2 — блок-схема устройства усреднения.

Цифровой наттметр содержит: преобразо ватель 1 напряжения в частоту, устройство 2 определения знака произведения, блоки 8 и 4

20 переноса мгновенных значений тока, аналогопнфровой преобразователь э следящего ура вновешнва ния, устройство о выделения периода, устройство 7 усреднения, сумматор 8, 10гическую схему «И» 9 и отсчетное устройст25 во 10.

В качестве преобразователя .напряжения в частоту применен преобразователь,,построенный на операционном усилителе с импульсной обратной связью. Перовым н вторым выхода30 мн устройства являются выходы триггера зна239439

S = l U(t) dj.

20

КВ, управлясмогÎ по двум входам соответствсllIIO K031IIIBpBTOj)Belli положительной и отри1 l, B T c . 1 ь и 0 Й 11 х! п:! и т у д, а в ьl х 0 д 1 го 0 0 г 0 и 3 к О 1!HalpBTop0B — третьим выходом устройства.

Устройство 2 оцределе ния знака произведения реалпзу- r логические функции рав1нозначностп г и нераппозначности г:

z = ху+ху, глс х и у — логические аргументы, определя101Ц1!е з|нап< 1 ока 11 (11апряжени11 coo ÐÂåòñòâåí)10 (Y.== sl!1< « l, tj .= sill<)> «) . Входы x II .T устроЙс 1на я|в. IHIOTcII пcpв ь1 м 11 BTopbl 1I, а входы g u

lj TðcòüHì и 101Bcртым входамп устройства соотвстственно.

Блоки 8 и 4 переноса мгнове1IIHblx значений тока содержат в себе по и логических схем

«И», где n — разрядность п1реобразователя 5.

Кроме тото, блок 4 включает в себя логическую схему «ИЛИ» с и входами, подключенными ко вторым выходам преобразователя 5.

Устройство 6 .выделения периода представляет собой триггер со счетным входом, связанным с выходом триггера знака преобразователя 1. Выходы триггера!co счетным входом являются выходами устройства 6.

Устройство 7 ус ред1нения (см. фиг. 2) содер>кит последовательно соединенные ге нератор а стабильной частоты, схему «И» б, вход которой cлу>кит .первым входом всего устройства, и счетчик в, подсоединенный к первому

BK0äó устрOйства г преобразования в дополнительный код, ко,второму вхо1ду которого подкл10че ны послед01ватель|но соедине|нные ге,нератор д и схема «И» е. Второй вход схемы

«И» е является вторым входом всего устройства, первым выходом устройства служит выход устройства прсобразова1ния в допол нительный код, а вторым — выход схемы «И».

Устройство 7 усреднения, сумматор 8, схема «И» 9 и отсчетное устройство 10 соеди1нены та1ким образом, чтобы обес печить операцию деления на длительность, периода, вычитанием.

Прямой и дополнительный коды мгновен ных значений тока, снимаемые с,выходов а налогоцифрсвото .преобразователя 5 следящего уравновеши1вания, в течение одного периода напряжения, что соответствует,прису1ствию сигнала на первом выходе устройства 6 выделения периода, через устройства переноса мтновен ных значений тока поступают на вход сумматора 8.

Блоки 8 и 4 управляются выходными сипналами устройства определения зодиака произ1ведспия, а перенос мгновенных значений тока происходит при поступлении импуль cOIB с третьего выхода устройства преобразования IHBпряжения в частоту. Одновремен1но с образованием числа в сумматоре 8 измеряется период в устройстве 7 усреднения.

Дслецпс на,период производится последовательным вычитанием делителя из делимого с il10;Icчсгом количесгва нычптаний в течение второго периода:напряжения, о чем свидетельствует наличие сигнала на втором, выходе устройства б выделения псрио1да.

Лктивп11я мощность определяется выражеII 11Å 1

P,= — (U(t) 1() Ж= — (t(t)d((U(t)dtj=

О О т

= — ) i(t) dS, То

Зададим одинаковые приращения интеграла

Л5

AS= (U(t)dt.

В таком случае

1 а =--,«» 1 (1н)

Т «=О где t — моменты достижения приращениями фиксированного значения;

n — число таких приращений на период.

Предмет изобретения

Цифровой ваттметр BKTHBlHoH мощности переменното тока, содержащий, преобразователь напря;кения в частоту, аналого-цифровой преобразователь следящего уравновешивания, устройство выделения периода, устройство усреднения, логическую схему «И» и отсчетное устройство, отлича1ощийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона ваттметра в сторону верхних частот при сохра1нении точности в рабочем диапазоне частот, в нем аналого-цифровой преобразователь следящего уравновешивания и преобразователь напря>кения в частоту через устройство определения знака произведения с1вязаны со входами блоков,переноса мгновенных значений тока, которь1е своими выходами вместе с выходом успройспва усреднения через сумматор соеди,нены со входом логической схемы «И», связанной своим 1выходом с отсчетным устройством и вторым входом — со вторым выходом устройства усреднения, причем преобразователь .напряжения в частоту и аналого-цифровой .преобразователь следящего уравновеши;вания соеди нены своими выходами с блоками переноса мгновенных значений тока, а один из выходов преобразователя частоты, соединяющий его с устройством определения знака п1роизведения, соединен также с устройством усред1нения через устройство выделения периода, один выход которого: связан с блоками переноса мгновенных з начений тока и устройством усред1нения общей T0%KOA.

239439

Фиг 1

Ф4 8. 2

Составитель В. Голенко

Редактор И. С. Грузова

Корректоры: В. Петрова и E. Ласточкина

Техред Л. Я. Левина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1685, 13 Тираж 1оО Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4