Способ измерения относительной погрешности электросчетчиков и устройство для его осуществления

Способ измерения относительной погрешности электросчетчиков и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель - повышение точности измерения относительной погрешности электросчетчика (Э). Она достигается тем, что в способе ее измерения в первом такте преобразуют образцовым прибором (ОП) аналоговый эталонный сигнал, затем определяют количество периодов частотного сигнала ОП, укладываюш.ихся на отрезке .времени длительности периода частотного эталонного сигнала за вычетом периода сигнала ОП, увеличенного в 10 раз, где а - целое положительное число, выбираемое в зависимости от допустимой погрешности дискретизации , а во втором такте определяют количество периодов частотного сигнала ОП на отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаковых квантов электроэнергии ОП и проверяемом прибором, и по результатам измерений судят об относительной погрешности Э. В описании изобретения дано также устройство для измерения относительной погрешности Э. Изобретение позволяет повысить точность формирования действительного значения кванта электроэнергии и может быть использовано для автоматического измерения относительной погрешности высокочастотных Э. 2 с. п. ф-лы, 1 ил. € 1СЛ со ю со со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дУ 4 G 01 R 35/00, 13 l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3704885/24-2! (22 ) 28.02.84 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова и Свердловский филиал

Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (72) Ф. К. Лежнин, В. С. Тимофеев и А. И. Уткин (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 661456, кл. G 01 R 35/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 457949, кл. G 01 R 35/00, 1972. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель — повышение точности измерения относительной погрешности электросчетчика (Э). Она достигается тем, что в способе ее измерения в первом такте

„„SU,» 1323988 д 1 преобразуют образцовым прибором (ОП) аналоговый эталонный сигнал, затем определяют количество периодов частотного сигнала ОП, укладывающихся на отрезке,времени длительности периода частотного эталонного сигнала за вычетом периода сигнала

ОП, увеличенного в 10" раз, где а — целое положительное число, выбираемое в зависимости от допустимой погрешности дискретизации, а во втором такте определяют количество периодов частотного сигнала ОП на отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаковых квантов электроэнергии ОП и проверяемом прибором, и по результатам измерений судят об относительной погрешности Э. В описании изобретения дано также устройство для измерения относительной погрешности Э. Изобретение позволяет повысить точность формирования действительного значения кванта электроэнергии и может быть использовано для автоматического измерения относительной погрешности высокочастотных Э. 2 с. и. ф-лы, 1 ил.

1323988

Изобретение относится к электропзмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения относительной погрешности высокоточных электросчетчиков (счетчиков электроэнергии и счетчиков количества электричества).

Цель изобретения — повышение точности измерения погрешности электросчетчиков за счет повышения точности формирования действительного значения кванта электроэнергии.

Способ заключается в следук)щем.

Преобразуют интегрируемую поверяемым электросчетчиком величину А в частотный сигнал, имеющий период Т„и определяют количество периодов Т,, укладывающихся на отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаковых по номинальному значению квантов электроэнергии образцовым и поверяемым приборами.

Измерение погрешности () электросчетчик(ко(3 осуществляют в два такта с использованием источника аналогового эталонного сигнала и источника частотного эталонного сигнала, причем в первом такте образцовым прибором преобразуют аналоговый эталонный сигнал, определяют количество периодов Т„укладывающихся на отрезке времени, равном разности длительности периода частотного эталонного сигнала и увеличенного в 10 раз периода Т,, по количеству которых судят об относительной погрешности образцового прибора, и запоминают результат измерения погрешности образцового прибора. Во втором такте определяют количество периодов

Т „укладывающихся на отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаковых по номинальному значени(о квантов электроэнергии образцовым и поверяемым приборами, совмещают с компенсацией погрешности О в соответствии с равенством (Big(1 Б)1() = fsigr((— — ": — — ))

40 (50 Г4 — TP ) f sj п ((э:Я Т )()( у)(" (+ (sign пй(!sign 45 (Тэ — 1(.} Т Ц ((Тэ — (О TA ). (1(0 }Т* — Т ..)/

Тд T9 TA принимают полученный результат за относительную погрешность поверяемого электросчетчика, где а — целое положительное число, выбираемое в зависимости от допустимой погрешности дискретизации; T фактическое значение периода частотного сигнала поверяемого электросчетчика; Тэ - — — значе- 55

ННр периода частотного эталонного сигнала; (), -- погрешность, вносимая источниками эталонных сигналов, +1 при x=--}-х, sigrIx= 0 при x=0, — 1 при х=- — х, } у} — целая часть чис.-а у; — модi zь чис,та z

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализую(цег0 предлагаемый способ.

Устройство состоит из источника 1 аналогового эталонного сигнала, коммутатора 2 образцового прибора 3, селектора 4 периодов, вентиля 5, реверсивного счетчика 6, источника 7 частотного эталонного сигнала, блока 8 управления, включаюн(его блок 9 тактировапия, триггер 10 (триггер тактов), вентиль 11, триггер !2 реверса, блок !3 реверса и конъюнктор 4, причем в состав блока тактирования входит кон.ьюнктор 15, триггер 16 (триггер пуска). элемент 17 задержки и в-нтиль 18, а в состав блока 13 реверса входит вентиль 19, счетчик 20 и триггер 21.

При этом вход устройства подключен через коммутатор 2, образцовый прибор 3, вентиль 5 к реверсивному счетчику 6, второй вход коммутатора 2 подключен к выходу источника 1 аналоговогo эталонного сигнала, а управляю(ций вход коммутатора 2 (103((1K)чен к входам вентиля 19, конъюнктора 15, вентиля 18 и выходу триггера 10, второй выход которого подключен к входу вентиля 11 и входу коныюнктора 14, вход вентиля 11 является вторым входом устройства, а выход подключен к выходу вентиля 18 и к входу селектора 4 периодов, второй вход которого подключен к входу триггера 16, выходу конъю ктора 15 и к счетному входу триггера 12 реверса, клемма «Пуск» устройства подключена к второму входу тригl ера 6, входу триггера 10, к входу триг(ера 12, к входу счетчика 20 и входу триггера 21, выход которого подк 1(o (el«(epeз кон.ьюнктор 14 к управляющему входу триггера 12 реверса, первый вход конъюнктора 14 подклн) (еп к выходу счетчика 6, входу вентиля 19 и счетному входу счетчика 20, вь(ход трипера 16 через элемент 17 задержки подключен к второму входу конъюнктора 15. выход источника 7 подклю(p(I к второму входу вентиля 18, первый выход селектора 4

:)ериодов подключен к второмх вход(вентиля 5, второй выход селектора 4 периодов подклк)чен к w ïðàB,)ÿ(oùå)ló вхог, триггера 16 и к второму входу три(пера 10, Bblxo." с (етчика 20 подключен к входу триггера 12. выходы которого соединены с входами счетчика 6, а выход вентиля 19 подключен к второму входу три гера 21.

Устройство работает следующим образом.

Передним фронтом им((у(((.са (команды }

«Г1уск» осуществляется сброс всех триггеров и счетчиков в исходное состояние (шина сброса реверсивного счетчика 6 не показана } а co() c TBc(l llo пуск осу(цест вл яется 3а дн и м фронтом этого импульса. При oF))lуленном счетчике 6 на цифровом индикаторе состояi 32:Ь8? ни я c÷1 T÷ ика 6 (1!н.1и кат111) не llоказа11) ох с1 высвечиваться .:. 00,000%». Знак « — » (минус) показывает, что, если триггер 12 реверса находится в состоянии «О», счетчик 6 триггером 12 реверса установлен в режим вычитания.

Задним фронтом импульса «Пуск» триггеры 10 и 16 переводятся в состояние «1».

В результате этого с триггера 16 на элемент 7 задержки (время задержки выбирается несколько больше времени срабатывания коммутатора 2) подается сигнал «1». а триггером 10 подается сигнал «1» на вход конъюнктора 15, открывается вентиль 18 (при открытом состоянии вентиля 18 вентиль 1 закрыт), а коммутатор 2 переводится в состояние «1», при котором вход образцо- !5 вого прибора 3 соединен с выходом источника 1 аналогового эталонного сигнала.

При подключенном источнике 1 àíà10гового эталонного сигнала с выхода образцового прибора 3 поступает частотный сигнал с периодом Т (до срабатывания селектора 4 периодов сигнал Т„через вентиль 5 не проходит), а с выхода второго источника 7 частотного эталонного сигнала, выполненного, например, в виде термостатированного кварцевого генератора, через вен- 2g тиль 18 на вход селектора 4 периодов поступают сигналы Т,. Однако селектор 4 периодов не реагирует на сигналы Т, до прихо а на его вход импульса с выхода элемента 7 Задержки, Сравнительно коротким сигналом «О», 30 поступающим с выхода элемента 17 задержки, через конъюнктор 15 триггер 16 переводится в состояние «О» (триггер 16 таким образом подготавливается для повторной подачи сигнала «1» на вход элемента 17 задержки, после окончания первого такта), 35 триггер 12 реверса переводится по счетному входу в состояние «1», а счетчик 6 — в режим сложения. и селектор 4 периодов подготавливается для вы геления одного или нескольких периодов частотного сигнала (далее будем считать, что селектор 4 выделяет один период).

Командой 113 селектирование является передний фронт селектируемого периода, следующего непосредственно за выходным импульсом элемента 17 задержки. В первом такте таким периодом является период Тз эталонного частотного сигнала, а во втором такте — период Т частогного сигнала поверяемого электросчетч ика. Период селектором 4 периода выделяется в виде сигнала

«!», открываю1цего вентиль 5, а счетчиком 6 50 начинают суммироваться сигналы TA. Рассмотрим случай, при котором оо и 11 положительны. При положительном значении погрешности 6ч образцового прибора 3 период Т„частотного сигнала образцового прибора 3 меньше того значения, при котором An=0, поэтому в нулевом состоянии реверсивный счетчик 6 (при нулевом состоянии этого счетчика на индикаторе высве IIIнается значение «+00,000%») окажется до момента окончания периода Т . В момент перехода в нулевое состояние счетчика 6 с выхода нуль-индикатора (не показан) счетчика 6 на вход вентиля 19 н на вход счетчика 20, входящих в состав блока 13 реверса, а также на вход конъюнктора 14 поступает сравнительно короткий импульс в виде сигнала «О».

Импульс с выхода нуль-индикатора счетчика 6 (будем называть этот импульс сигналом обнуления) не проходит на входы триггера 12 реверса, поэтому реверс счетчика 6 сигналом обнуления не осуществляется. Через счетчик 20 сигнал обнуления не проходит вследствие того, что счетчик имеет коэффициент пересчета, равный трем, и, следовательно, только каждый третий сигнал обнуления может перебросить триггер 12 реверса и осугцествить реверс счетчика 6, а через конъюнктор 14 сигнал обнуления не проходит в виду того, что в первом такте с выхода триггера 10 тактов на вход конъюнктора 14 поступает сигнал «0». В первом такте первого варианта работы импульсом обнуления перебрасывается триггер 21, с выхода которого на вход конъюнктора 14 поступает сигнал «О». Этим сигналом осуществляется запрещение реверса в начале второго такта, а на работу предлагаемого устройства в первом такте переброс триггера 21 влияния не оказывает.

После поступления на счетчик 6 в первом такте 10 " периодов Т„счетчик 6 продолжает работать в режиме сложения в течение времени, равного разности (Т, — 10 Т„ ), т. е. в течение разности периода эталонного частотного сигнала и увеличенного в 10 раз периода Т,. За время Т, — 10 Т на вход счетчика 6 поступает 611 периодов Т„ (в данном примере 111; равно восьми), а по окончании периода Т> счетчик 6 будет находиться в состоянии «+00,00%».

По окончании периода Т, селектором 4 периодов закрывается вентиль 5 и прекращается поступление сигналов Т„ на вход счетчика 6, селектор 4 периодов возвращается в исходное состояние и выходным сравнительно коротким сигналом «О» селектора 4 периодов перебрасываются триггеры 10 16.

При этом сигналом «О» триггера 10 предотвращается прохождение во втором такте через конъюнктор 15 выходного импульса элемента 17 задержки. Кроме того, триггером 10 изменяется состояние коммутатора 2, в результате чего к входу образцового прибора вместо эталонного сигнала подключается сигнал Л, закрывается вентиль 18 и открывается вентиль 1, через который на вход селектора 4 периода начинает поступать частотный сигнал с периодом Т, Переброс триггера 16 вызывает подачу сигнала

«1» на вход элемента 17, выходным сигналом которого триггер 12 реверса переводится

1 >239< 8 в со T())ll!(Io «0»,;) сч(г !ик 6 в режим вычиты!(1(H. Кроме T<)l<), ыых<)дным сигналом

-).iåìåk1òH 17 селектор 4 и. рио,lo!3 подготыв,IIIII;keickI для выделения iñpHoäà I .

Выделенным селекторо, 4 периодом Т»

Открывается вентиль 5, ы каждым си! налом

Тд, по "! )индикатора счетчика 6 снова поступает curllcië обнуления, однако эт<>г сигнал и во вп>ром такте ни через счетчик 20, нн через ко(гыонктор 14 IH. проходи.г ны Вхо;Е триггера 12 реверса, поэтому счетчик 6 <о окончания периода Т,, продолжает работать в режиме вычитания. По окончании периода Т„ с выходы селектора 4 снова поступает сигнал

«О», однако этот сигнал нс вызывает никаких изменений в предлагаемом устройстве, IIOэтому заканчивается и второй такт, и процесс измерения погрешности (), знак и величина которой высвечиваются ны световом HII,»Hкато ре.

При втором варианте (когда погрешность ()(, положительна, а погрешность () отрицательна) первый такт работы происходит аналогично первому такту первого варианта.

Во втором же такте ну.)ь-индикатор счетчика 6 срабатывает дважды, причем после второго (второго во втором такте и третьего в течение двух такгов) сигна»а обнуления выходным сигналом «О» счетчик 20 три(гер 12 перебрасывается в состояние «1», а счетчик 6 переводится и1 режима вычитания в режим сложения. Г1ри этом на индикаторе высвечивается погрешность со знаком минус. Запрещение реверсы в начале второго такта осуществляется так же, как и при первом варианте раооты.

При третьем варианте, когда б<) 0TpHII, тельна, а О положительна, не появляется ни сигналов обнуления, ни сигналов запрещения реверса, а триггер 12 реверса управЛЯЕТСЯ ТОЛЬКО И МНУ» ЬСОЫ, IIOCTVIIB IOtkjHI

В четвертом варианте работы, когда и <>( и () отрицательны, сигнал обнуления возникает лишь однажды в конце второго такта.

Этим сигналом через кон.ьюнктор 14 осу-! цествл яется реверс счетч ика 6, поскол ьку в первом такте четвертого варианта не перебрасывается триггер 21, и на вход коньюнктора !4 этим триггером не подается cигна.l

«О», за и ре ща )о щи и реверс, Таким образом, при всех возможных комбинациях знаков погрешностей () и О» ол шест)зляется автоматическое из мереIIHE и компенсация погрешности ()() образцового прибора, что позволяет с оолее высокой точIl0ñòüþ формировать образцовый квki !I I.

-. !ектроэнергии без повышения точностli преобразования в частотный сигнал интсгг>ИРМЕМОИ ПОВЕРЯЕ)1Ь)«1 Э.IE КТРОСЧСТЧИ КО.1 B(личины А.

Г1овышение точности изобретения обусловлено более высокой точностью формирования образцового кванта электроэнергии, достигнутой без повышения точности формирования квантов (меньших в 10 " раз), из которых складывается образцовый квант.

Фор)(ула изобре)ени.г

1. Способ измерения относительной погрешности электросче I »èêîâ, заключающийся в том, что значение энергии, интегрируемой поверяемым электросчетчиком, преобразуют образцовым прибором в частотный сигна.(и определяют количество периодов этого частотного сигнала, укладывающихся па отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаковых по kioiiikнальному значению квантов электроэнергии

>0 образцовым и поверяемым приборами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения относительной погрешII<)cI è, в первом такте изм< рения Образцовым прибором преобразуют аналоговый эталонный сигнал, определяк>г количество перио25 дов частотного сигнала образцовогс> приборы, укладывающихся на отрезке времени, равном разности длительностей периода частотного эталонного H. íàëà и увеличенного в 10 " раз (где х — целое положительн<>с число, выбираемое B зависимости от допхстимой погрешности дискретизации) периода сигнала образцового прибора, а во втором такте определяют количество периодов Насп>гного сигнала образцового прибора, укладыва)ощихся на отрезке времени, равном разности времени интегрирования одинаK0BIiIx квантов -)лектроэнергии образцовы» и поверяемым приборами, а 110 этому количеству судят о погрешности образцового прибора и llo результатам измерений с учетом погрешности образцового прибора судят

40 об) относительной погрешности IloBEðÿåIIoão э !ектросчетчика.

2. Устройство для измерения отно(ительной погрешности электросчетч иков, содержащее образцовый прибор, выход которого через вен.)п,»ь соединеll с0 счетным входом

45 реверсивного счетчика, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подсоединен к BTOрому упрывля к>щему вх(>ду реB(.pñèâíî!.î счстчика, выход которого соединен с псрвым входом блока управЛЕНИЯ, ВтОРОй ВХОД КОТОРОГО ПОДСОЕДИНС:1 и iIIHkl(подачи команды «Пуск», гретий вход блока управления соединен с шиной частотИО! О сигны, IB поверяемОГО э,. !ектросчетчика, третий выход блока управления соединен 5 с входом селектора IIBðèî joB частотно!.о сиг»!ала, первый выход которого подсоединен к второму входу вентиля, второй выхо» се.(ектора периодов соедин H c TI 1»I Вхо1323988

БНИИПИ Заказ 2962/50 Тираж 730 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, х.ë . Проектная, 4 дом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения относительной погрешности, в предлагаемое устройство дополнительно введены источник аналогового эталонного сигнала, коммутатор и источник частотного эталонного сигнала, выход которого соединен с пятым входом блока управления, четвертый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход коммутатора соединен с входной шиной устройства, третий вход коммутатора подсоединен к выходу источника аналогового эталонного сигнала, а выход коммутатора соединен с входом образцового прибора, при этом блок управления содержит блок тактирования, конъюнктор, триггер, вентиль, триггер реверса и блок реверса, первый вход которого соединен с первым входом блока управления и с первым входом конъюнктора, выход которого подсоединен к первому входу запуска триггера реверса блока управления, второй вход конъюнктора соединен с первым выходом блока реверса, третий вход конъюнктора подключен к входу вентиля блока управления и к выходу триггера блока управления, второй выход которого подключен к входу вентиля блока тактирования, четвертому выходу блока управления, входу кон ьюнктора блока тактирования, входу вентиля блока реверса, к выходу счетчика блока реверса и к входу триггера реверса, четвертый вход блока управления подключен к входу триггера блока тактирования и входу триггера блока управления, второй вход которого подключен к второму входу блока управления и к входу триггера блока реверса, второй вход которого подключен к выходу вентиля блока реверса, второй вход которого подключен к счетному входу счетчика блока реверса, 10 и первому входу блока реверса, выход вентиля блока управления подключен к третьему выходу блока управления и к выходу вентиля блока тактирования, второй выход счетчика блока реверса подключен к третьему входу триггера реверса блока управления, выходы которого являются первым и вторым выходами блока управления, счетный вход триггера реверса подключен к второму входу селектора периодов, к выходу конъюнктора блока тактирования, выход которого через элемент задержки подключен к входу конъюнктора блока тактирования, второй вход блока управления подключен к входу триггера блока тактирования, третий вход блока управления — к входу вентиля блока управления, а выход триггера блока

25 реверса является первым выходом блока реверса, а вход вентиля блока тактирования является пятым входом блока управления.