Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения

Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ш1499662

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик Ф

М ЕСОУа %НА -Я

) ЦДТВЬ. е1тт Y

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 14.07.76 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ш. Ю. Исмаилов, И. M. Абдуллаев и P. М. Ахмедов

Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ

И ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Государственный комитет (23) П

Приоритет

Настоящее изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для преобразования действующего значения переменного напряжения в цифровую форму.

Действующее значение является наиболее широко применяемой интегральной характеристикой периодических напряжений и используется прежде всего при энергетической оценке электрических цепей и процессов.

Известен аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения, содержащий операционный усилитель с емкостной обратной связью, вход которого через первый сумматор на резисторах подключен к выходу источника одного преобразуемого напряжения и выходу источника напряжения смещения, а выход соединен со входом порогового элемента, второй сумматор на резисторах, один вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, переключатель, источник второго преобразуемого напряжения, преобразователь

«частота †к».

Недостатком известного устройства является то, что это устройство обладает сложной структурой, и повышение точности затрудняется нестабильностью функции преобразования преобразователя, Для упрощения устройства и повышения точности, в предлагаемый преобразователь введены триггер, нуль-орган и функциональный генератор напряжения гиперболической

5 формы, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, другой вход которого подключен к общей клемме переключателя, а выход соединен с одним входом триггера, другой вход последнего подключен к выходу по10 рогового элемента и входу преобразователя

«частота — код», выход триггера соединен с входом функционального генератора напряжения гиперболической формы, входом операционного усилителя и первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом второго сумматора на резисторах, второй вход которого подключен к выходу источника второго преобразуемого напряжения.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого преобразователя.

На чертеже обозначено: 1 — операционный усилитель с емкостной обратной связью (интегратор), 2 — пороговый элемент, 3 — триггер, 4 — нуль-орган, 5 — функциональный генератор напряжения гиперболической формы, 6 — источник напряжения смещения, 7 — преобразователь «частота — код», 8, 9— сумматоры на резисторах, 10 — переключа499662

U, (t) = U, + U,, (t), ) () g Ui () ос toe

У Р) 2

Кг

К

Ui () тель. Узлы 1 — 5 образуют преобразователь

«напряжение — частота» с импульсной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

На вход интегратора 1 и на один из входов нуль-органа 4 подается однополярное напв.яжение (рассматривается случай нахождения переключателя 10 в положении а): где U< — постоянное напряжение от источника напряжения 6, U,,(t) — мгновенное значение измеряемого напряжения.

Частота выходных импульсов преобразователя «напряжение — частота» определяется выражением: где К вЂ” постоянный коэффициент;

U«, 4, — амплитуда и длительность импульсов обратной связи.

В момент срабатывания порогового элемента 2, что соответствует достижению выходным напряжением интегратора 1 напряжения

U><, триггер 3 переключается в такое состояние, при котором на второй вход интегратора подается напряжение U„ обратной связи и запускается функциональный генератор 5 напряжения гиперболической формы. При этом сигнал обратной связи вызывает уменьшение напряжения на выходе интегратора со скоростью, пропорциональной разности U< (t) — Uoc.

Выходное напряжение функционального генератора гиперболической формы изменяется по закону где К9 — коэффициент напряжения гиперболической формы.

Продолжительность нахождения триггера в новом состоянии, т. е. длительность импульса обратной связи 4„определяется интервалом времени между моментами запуска функционального генератора 5 и срабатывания нульоргана 4

Выходной сигнал нуль-органа 4 переключает триггер 3 в исходное состояние, и процесс периодически повторяется.

З0

Частота повторения импульсов на входе преобразователя «частота — код» 7

f(t) =К(и,-+и,, д) причем

К!

Кг Uoc

Следовательно, в преобразователе «частота— код» при измерительном интервале, равном периоду измеряемого напряжения, получаемый код будет пропорционален квадрату действующего значения.

Преобразователь можно использовать и в режиме измерения мощности. Для этого переключатель 10 устанавливается в положение б, соответствующее поступлению на вход интегратора 1 сигнала U,(t) =- U, + U,,(t), пропорционального падению напряжения на нагрузке, а на вход нуль-органа 4 — напряжения U,(t) = — U, + U,.„(t), пропорционального току через нагрузку. Вэтом случае код,,получаемый в преобразователе «частота †к», будет пропорционален активной мощности.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения, содержащий операционный усилитель с емкостной обратной связью, вход которого через первый сумматор на резисторах подключен к выходу источника одного преобразуемого напряжения и выходу источника напряжения смещения, а выход соединен со входом порогового элемента, второй сумматор на резисторах, один вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, переключатель, источник второго преобразуемого напряжения, преобразователь «частота— код», отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности, в него введены триггер, нуль-орган и функциональный генератор напряжения гиперболической формы, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, другой вход которого подключен к общей клемме переключателя, а выход соединен с одним входом триггера, другой вход последнего подключен к выходу порогового элемента и входу преобразователя «частота †к», выход триггера соединен со входом функционального генератора напряжения гиперболической формы, входом операционного усилителя и первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом второго сумматора на резисторах, второй вход которого подключен к выходу источника второго преобразуемого напряжения.

499662

Составитель А. Кузнецов

Техред Е. Подурушина Корректор О. Тюрина

Редактор И. Шубина

Заказ 1504/2 Изд. № 1168 Тира>к 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2