Цифровой ваттметр
Иллюстрации
Реферат
00 5I5997
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 23.04.70 (21) 1429806/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.05.76. Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 30.07.76 (51) М. Кл.-" С OIR 21/06
Тосударственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 621.317.784 (088.8) ло делам изобретений.и открытий (72) Авторы изобретения
М. Я. Минц, В. H. Чинков, В. В. Смеляков, В. П. Гапченко, М. В. Папаика и Е. Л. Рябченко (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТР
2-„
03t и
Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники, в частности к устройствам для измерения мощности.
Известны цифровые ваттметры, содержащие блок управления, преобразователи напряжения во временной интервал и тока в частоту импульсов, подключенные к ключу, а также интегрирующие счетчики, Известные цифровые ваттметры, основанные на обработке информации о мгновенных значениях мощности в и точках периода, пригодны для измерения активной мощности. В современных же энергосистемах актуально измерение реактивной мощности, знание которой позволяет автоматизировать контроль полной мощности и Cos гр.
Кроме того, такие ваттметры имеют слабую помехозащищенность.
Цель изобретения — одновременное измерение активной и реактивной мощности и повышение помехозащищенности.
Это достигается тем, что предлагаемый ваттметр снабжен задатчиком функций
sin 2mt; и cos 2а4 и множительным устройством, при этом входы множительного устройства подключены к выходам ключа и задатчика функций sin 2Ы; и cos mt;, а выход — к входам интегрирующих счетчиков.
На чертеже показана развернутая функциональная схема цифрового ваттметра.
Ваттметр содержит блок 1 управления, преобразователь 2 тока в частоту, преобразователь 3 напряжения во временной интервал, ключ 4, множительное устройство 5, формирователь 6 кода ортогональных функций з1п 2G)t и cos 2cot реверсивнь|е счетчики 7 и 8 с триггерами реверса 9 и 10 соответственно.
Блок управления служит для установки схемы прибора в исходное состояние, задания момента начала измерения, задания точек из2;. мерения i (i = 1, 2 — 3,..., n) мгновени ной мощности. В состав блока управления входят кнопка 11 «Сброс» и кнопка 12 «Пуск», 15 триггер 13, вентиль 14, нуль-орган 15, задатчик 16 моментов измерения мгновенных зна2п чений мощности в точках периода т, элеи мент задержки 17.
Блок управления по входу подключен к зажимам исследуемой цепи, а по выходу (его выходом является выход задатчика 16) — к импульсному входу преобразователя 3 напряжения во временной интервал (для запуска преобразователя) и к формирователю 6 кода ортогональных функций sin 2 ;t и cos 2et в и точках периода, соответствующих
515997
20
N, = PP(t,).
3
Преобразователь 3 напряжения во временной интервал служит для преобразования напряжения U(t) во временной интервал Т; в точках периода и с координатами
2 а — i, т. е, 7, = К,(Ut<)
fl где К вЂ” крутизна характеристики выход— вход преобразователя 3. На время Т; открывается ключ 4. С преобразователя 2 ток — частота на вход ключа 4 поступает частота, пропорциональная мгновенному значению тока f(t;) =K i(t,), где % — крутизна характеристики выход — вход.
За время открытого состояния ключа 4 на его выход проходит количество импульсов, равное ж, = т,Щ =- К,К,и(д дД == К,К,U„, sin t 1„, з1п (
Множительное устройство 5 предназначено для мгновенных значений мощности P(t;) в
2г. точках измерения t на ортогональные и функции двойного угла з1п 2о4 и cos 2Ы; в этих же точках.
Множительное устройство состоит из вычитающего счетчика 18 и двух групп вентилей
19 и 20, причем потенциальные входы вентилей подключены к выходам логических устройств 21 и 22 формирователя б кодов ортогональных функций, а импульсные входы поразрядно к выходам триггеров счетчика 18.
Выходы множительного устройства 5 соединены с входами интегрирующих счетчиков 7, 8.
Формирователь б служит для задания кодов ортогональных значений функций sin 2u>t и cos 2
20 соответственно.
Реверсивные счетчики 7 и 8 осуществляют операции суммирования величин Р(4)сов 2ut; и P(t;)sin 2я4 соответственно с учетом знака произведения. Режимы работы счетчика задаются триггерами реверса 9 и 10.
Принцип действия схемы прибора заключается в следующем.
В исходном состоянии схемы, задаваемом кнопкой 11 «Сброс», счетчики 7, 8, 18 находятся в нулевом положении, вентиль 14 закрыт потенциалом триггера 15. Триггеры реверса 9 и 10 установлены в положение, соответствующие работе счетчика 7 на вычитание, а счетчика 8 — на суммирование. В счетчике
23 записывается единица и в логических устройствах 21 и 22 формируются коды, соответствующие значениям ортогональных функций двойного угла в первой точке измерения
2-,. аЮ
При нажатии кнопки 12 «Пуск» срабатывает триггер 13, открывая вентиль 14. Первый же импульс с выхода нуль-органа 15 поступа. ет на задатчик 1б моментов измерения
2-. а и
Задатчик 16 формирует импульсы в момен2г. ты t с, которые поступают на запуск п преобразователя 3, через элемент задержки
17 на вход счетчика 23. На время Т; открывается ключ 4, и ими .льсы, пропорциональные
P(t„) с выхода ключа 4 подаются на счетчик 18.
Так, после поступления первого импульса
2-„ запуска в точке а, на вход множительи ного устройства проходит следующее число импульсов.
На выходах множительного устройства 5 число импульсов составляет
КР Я cos а, и КР(Я sin а, В промежутке между моментами измерения (и, но через время задержки, большее максимально возможно; о времени преобразования T;mm,,- с выхода элемента задержки 17 в счетчик 23 поступает следующий импульс, и в логических устройствах 21 и 23 формируется код следующего значения ортогональных функций cos а2 и sin а2. Затем на вход счетчика 18 подается число импульсов У = КР(12), а число импульсов на выходах множительного устройства 5 составляет КР (t2) cos а и
КР(4) sin си. Импульсы с выходов множительного устройства 5 поступают на входы интегрирующих счетчиков 7 и 8.
В дальнейшем работа схемы повторяется для различных значений ортогональных функций. Причем, поскольку ортогональные функции изменяются с двойной частотой, то за период исследуемого сигнала коды ортогональных функций в каждой точке необходимо задавать дважды с периодом, равным половине периода исследуемого сигнала.
При работе интегрирующих счетчиков может возникнуть случай, когда число импульсов, поступающее на вычитание, окажется больше, чем количество импульсов, пришедшее на суммирование, и измеряемое значение мощности записывается в счетчике в дополнительном коде. Чтобы исключить это, выходные импульсы, возникающие при,переполнении счетчика (в режиме вычитания), переключают соответствующий счетчик в режим суммирования. Иногда необходимо знать характер нагрузки. Для получения информации об этом может быть использовано положение триггера реверса 10 счетчика 8 реактивной мощности.
525997
Форму л а изооретепия
Цифровой ваттметр, содержащий блок управления, преобразователи напряжения во г,ременной интервал и тока в частоту импульсов, подкл!оченные к кл!Очу, à также интегрирующие счетчики, о т л и ч а ю щ и е с я тем. что, с цс !ью одновременного измерения акСоставитель М. Папаика
Редактор T. Рыоалова
Текред Е. Попуруьин и уоррен-,ор М. Лейзера!:-ия
За;;;1 1588 6 Изд,. Л 1407 Тираж 1029 Подпис.!ое
Ц11И1!ПИ Государстве*.,ного комитета Созета Министров СССР но !елаз! t бретеннй и открытии
113035, Моск а, Ж-35, Ра»инская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2!! !
1
1 ! тнвнОГ! и реа!.тпвной 3!OIlj!100 1!I н повышения
l .Од!екоза1цищснности, Он снаожен задатчикод! р нкцнн s!11 2озгч и сов 2«1/; и множительным устройством, при этом в.;о Ibl множительного устройства подключены к выкодам клноча н задат:нка функций в!и 2о1(; и со. 2со1;, а вы од — — к в од", ннтегриру!о!цн.; счетчиков.