Измерительный преобразователь для ваттметра

Измерительный преобразователь для ваттметра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтсиик

Социалистические

Ресяублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

G 01 К 21/00 (Ьеударетеаеы3 квинтет

СССР ае дмви взевретенвк н етерыти»

Опубликовано 30. 01. 82. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30.01.82 (5З) УДК 621.

° 317. 38 (088. 8 ) Il.Ï. Першенков, Э.К. Шахов, В.М. Шлянди и В.А. Юрманов (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт (7!) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ВАТТМЕТРА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании ваттметров и счетчиков электроэнергии.

Известен преобразователь, осуществляющий перемножение двух напряжений, построенный на основе интегрирующего преобразователя напряжения в интервал времени и генератора опорных треугольных импульсов El).

Его недостатком является то, что наступлению установившегося ражима предшествует переходный процесс, длительность которого зависит от одного из перемножаемых напряжений, а это снижает быстродействие прибора.

Известен также измерительный преобразователь, содержащий два интегратора, четыре ключа, источник опорного напряжения, нуль-орган, блок управления, генератор тактовых импульсов (ГТИ), причем один из входов первого интегратора через ключ соединен с первой входной шиной, второй вход первого интегратора через второй ключ соединен с выходом источника опорных напряжений, управляющие входы первого и второго ключей соединены с первым выходом блока управления, выход первого интегратора подключен через третий ключ к входу нуль-органа, .выход последнего связан с входом блока управления, управляющий вход третьего ключа подключен к выходу

ГТИ, а вход второго интегратора через четвертый ключ соединен с второй входной шиной, управляющий вход четвертого ключа подключен к второму выходу блока управления, выход второго интегратора является выходом преобразователя E 21.

Недостатком данного уст рой ст ва я вляется низкая точность преобразования, обусловленная наличием в функции преобразования постоянной времени второго интегратора, нестабильность которой приводит к значйтельной погрешности преобразования.

3 90192

Щель изобретения - повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь для ваттметра, содержащий два интегратора, операционный усилитель, четыре ключа, источник опорных напряжений, нуль-орган, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу 10 блока управления, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, первый вход первого интегратора через первый ключ соединен с первой входной шиной, второй вход первого интегратора через второй ключ соединен с выходом источника опорных напряжений, управлящие входы первого и второго ключей соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, причем вторая входная шина подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого через третий ключ соединен с третьим входом первого интегратора, выход которого подключен к входу нуль-органа и к неинвертирующему входу операционного усилителя, который через четвертый ключ соеди- Зь нен с выходной шиной, управляющий вход четвертого ключа соединен с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу блока управления.

l(pose того, второй интегратор выполнен на реверсивном счетчике.

На чертеже представлена схема устройства.

Измерительный преобразователь .для ваттметра содержит первый интегратор 1, четыре ключа 2-5, источник 6

45 опорных напряжений, нуль-орган 7, блок 8 управления, генератор 9 тактовых импульсов, операционный усилитель

10, второй интегратор 11.

Измерительный преобразователь для ваттметра работает следующим образом.

В исходном состоянии все ключи разомкнуты, выходное напряжение первого интегратора равно нулю, а напряжение на выходной шине отсутствует. С приходом тактового импульса с ГТИ 9, по команде с блока 8 управления замыкается ключ 4. В результате первый ин9 4 тегратор 1 и операционный усилитель 10 оказываются охваченными отрицательной обратной связью через ключ 4.

Под действием отрицательной обратной связи на выходе первого интегратора 1 практически мгновенно(при достаточно большом коэффициенте усиления операционного усилителя 10) устанавливается напряжение, равное по значению входному напряжению 0 (t), подключенному к инвертирующему входу операционного усилителя 10.

После того, как конденсатор первого интегратора оказывается заряженным до мгновенного значения входного напряжения, по команде с: блока 8 управления открывается ключ 3 и закрывается ключ 4. Происходит линейный разряд первого интегратора 1 опорным напряжением, подаваемым с источника 6 опорных напряжений, до нуля.

Иомент равенства выходного напряжения первого интегратора 1 нулю фиксируется нуль-органом 7, который выдает сигнал на блок 8 управления.

Интервал времени, в течение которого первый интегратор разряжается до нуля, измеряется счетно-импульсным методом путем заполнения второго интегратора 11, выполненного на реверсивном счетчике, импульсами с генератора 9 тактовых импульсов, поступающими на вход сложения по команде с блока 8 управления.

По окончании этого такта в интеграторе ll фиксируется число

И = — СлУО, U1,л. (1)

"о где О ь - мгновенное значение первого входного напряжения, заполненное конденсатором первого интегратора;

U< — напряжение, подаваемое с источника 6 опорных напряжений;

t =RyC - постоянная времени первого интегратора; — частота импульсов, поступающих на вход интегратора 11, После того, как срабатывает нульорган 7, блок 8 управления закрывает ключ 3, открывает ключ 2 и разрешает прохождение счетных импульсов на вход вычитания интегратора 11, причем час29 6 дит постоянная времени интегратора, не обладающая такими качествами.

Таким образом, существенно выше, точность преобразования предлагаемого преобразователя чем у известного.

Формула изобретения

5 9019 тота поступающих на вход вычитания импульсов определяется вражением — ) (2) где n - масштабный коэффициент-, задаваемый блоком 8 управления.

Значение масштабного коэффициента и задается блоком 8 управления в зависимости от диапазона входных напряжений с целью получения необходи- i0 мой чувствительности.

Таким образом, в течение этого такта происходит интегрирование второго входного напряжения U)),(t) до тех пор, пока число (1), записанное в интегра- 13 торе 11 в течение предыдущего такта, не станет равным нулю, о чем интегратор 11 выдает сигнал на блок 8 управления.,Блок 8 управления размыкает ключ 2, запрещает прохождение импуль- р0 сов на вход вычитания интегратора 11 и открывает ключ 5. В результате первый интегратор 1 переходит в режим хранения напряжения, до которого заряжается конденсатор первого ин- zs тегратора в течение последнего такта, это же напряжение оказывается .)одключенным к выходной шине.

При этом выходное напряжение устройства определяется выражением

UgN бызс ° или с учетом (1) и (2) получает

U ). U, Rp

u„x = . (з) о

35 где t =R C — постоянная времени первого интегратора по второму входу;

0 — интегральное значение второго входного напряжения.

Выражение (3) является функцией преобразования преобразователя. Если одно из входных напряжений пропорционально напряжению загрузки, а другое - току нагрузки, то выходное напряжение пропорционально электрической мощности.

В функцию преобразования предлагаемого преобразователя входят вели50 чины, которые могут быть заданы с высокой точностью и стабильностью во времени; в отличие от известного, в функцию преобразования которого вхоИзмерительный преобразователь для ваттметра, содержащий два интегратора, операционный усилитель, четыре ключа, источник опорных.напряжений, нуль-орган, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, первый вход первого интегратора через первый ключ соединен с первой входной шиной, второй вход первого интегратора через второй ключ соединен с выходом источника опорных напряжений, управляющие входы первого и второго ключей соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, вторая входная шина подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого через третий ключ. соединен с третьим входом первого, интегратора, выход которого подключен к входу нуль-оргайа и к неинвертирующему входу операционного усилителя, который через четвертый ключ соединен с выходной шиной, управляющий вход четвертого ключа соединен с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу блока управления °

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй интегратор выполнен на реверсивном счетчике.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 581437, кл. G 01 R 21/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 464841. . О 01 R 21/00, 1975.