Ваттметр переменного тока

Ваттметр переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 23. 0б 8р (21) 2944715/18-21

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)928241 (51)М Кп з

G 01 R 21/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

)$3) УДК б21.317..382.01б.24. (088.8) Опубликовано 1505,82. Бюллетень Мо 18

Дата опубликования описания 15.05.82

В.Л.Соседка„Л.Ф.Коломойцева, Е.Н.Логачев и Г. К. Курлов (72) Авторы изобретения днепропетровский ордена Трудово Красно

Знамени горный институт нм. Артема (71) Заявитель (54) ВАТТМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроиз мерительнсй технике и может быть использовано для построения точных аналоговых и цифровых ваттметров переменного тока.

Известны устройства для измерения мощности, содержащее умножитепи на датчиках Холла, стабилизаторы тока, фаэовращатели, квадраторы, блок памяти, интеграторы, усилители, реле, делители тока и напряжения, выпрямители дифференцирующую цепочку., демодулятор, задающий генератор, блоки управления, ждущий мультивибратор и связи между ними (11 .

Недостатком данного ваттметра является низкая точность.

Известен ваттметр переменного-тока, содержащий датчик тока, датчик напряжения, преобразователь аналогкод, выходы которого подключены к информационным входам преобразователя код-аналог (2j . НедоcIàòком известного ваттметра является низкая точность при несинусоидальных режимах.

Цель изобретения - повышение точнссти при несннусоидальных режимах.

Поставленная цель достигается тем что в устрсйетно, содержащее датчик тока, датчик напряжения, преобразователь аналог-код, выходы которого подключены к информационным входам преобразователя код-аналог, введены анализатор .спектра, задачик весовых коэффициентов, выпрямитель, блок сравнения, масштабный усилитель, сумматор, преобразователь напряжения в частоту импульсов, счетчик, регистра. тор, причем выход датчика тока соединен с первым входом анализатора спектра, выходы которого подключены к входам эадатчика весовых коэффициентов, выход которого соединен с

15 аналоговым входом преобразователя код-аналог, а через масштабный усилитель — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя код-аналог, выход датчика напряжения подключен к второму входу анализатора спектра и через выпрямитель — к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной опорного

25 напряжения, выход блока сравнения подключен к входу преобразователя аналог-код, выход сумматора через последовательно соединенные преобра.зователь напряжения в частоту импуль-, 30 сов и счетчик подключен к регистратору

928241

SinZt Z а; W, (t) «-(1 бО

При этом анализатор спектра содер,жит генератор функций Радемахера, выход которого соединен с входом триггера и с первыми входами блока синхронизации и эадатчика временных интервалов, второй вход которого соединен с шиной пусковых импульсов, а выход подключен к второму входу блока скнхрониэации, третий вход которого сое-, динен с вторым входом анализатора спектра, выходы триггера подключены 0 к первым входам аналсгоных ключей, вторые входы которых соединены с выходами блока синхронизации, выходы аналоговых ключей подключены к входу генератора функций Уолша, выходы !5 которого через группы аналоговых ключей соединены с входами эадатчика весовых коэффициентов, управляющие входы первой группы аналоговых ключей подключены к выходу инвертора, вход которого соединен с первым входом анализатора спектра и с управляющими входами другой группы управляющих ключей.

На чертеже представлена блок-схема ваттметра переменного тока.

Ваттметр переменного тока содержит датчик 1 тока, датчик 2 напряжения, преобразователь 3 аналог-код, преобразователь 4 код-аналог, анализатор 5 спектра, задатчик 6 весовых коэффициентов, выпрямитель 7,- блок 8 сравнения, масштабный усилитель 9, сумматор 10, преобразователь. 11 напряжения в частоту импульсов, счетчик 12, регистратор 13.

Кроме того, анализатор 5 спектра включает в себя генератор 14 функций

Радемахера, триггер 15, блок 16 синхронизации, эадатчик 17 временных интервалов, аналоговые ключи 18 и 19, 40 первая группа 20 аналоговых ключей, вторая группа 21 аналоговых ключей, вторая группа 21 аналоговых ключей, генератор 22 функций Уолша,иннертор 23.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Импульсы частотой f из генератора Функций Радемахера 14 поступают на счетный вход триггера 15, прямой и инверсный выход которого через аналоговые ключи 20 и 21 подает эти импульсы на входы генератора 22 функций Уолша. На выходе генератора

22 функций Уолша генерируется система функций Уолша К, необходимая для апроксимации скнусоидальной функциф единичной амплитуды согл--сно следующему выражению где. а, — коэффициенты ряда Фурьеуолша, определяемые по Формуле

1 t

a; = — T (sin tК (t) dt

65 Причем выход прямого канала триггера

15 формирует sinuт., а инверсного канала - -singt. Сигналы с выхода генератора 22 функций уолша поступают на управляющие нходы групп 20 и 21 аналоговых ключей, выходы которых подключены ко входам задатчика 6 весовых коэффициентов, н качестве которого может- использоваться операцион— ный усилитель на.п входов.

Коэффициент передачи по каждому каналу этого усилителя определяется значением коэффициента ряда ФурьеУолша а, а число каналов и требуемой точностью апроксимации, т.е. количеством функций Уолша. На неупранляющие входы первой группы 20 аналоговых ключей поступает сигнал с выхода датчика 1 тока, а на неуправляющие входы аналоговых ключей 21 поступает сигнал с выхода датчика 1 тока через инвертор 23. Такое соединение группы аналоговых ключей 20 и

21, задатчика 6 весовых коэффициентов, датчика 1 тока и инвертора 23 позволяет операцию умножения заменить операцией сложения i (t) sinu3ti (t) X. а Wi(t)

L=1

Для того, чтобы это выражение определяло активную мощность, необходимо осуществить синхронизацию синтезируемой синусоиды с сетью. Для этих целей служит блок 16, на выход которого подаются высокочастотные колебания с выхода генератора 14 функций Раде(Махера и входное напряжение U, мощность которого необходимо измерить.

В блоке 16 определяется знаковая функция сигнала U(signU) и вырабатываются короткие импульсы при переходе напряжения U через нуль (осуществляется дифференцирование

sign U). В том же блоке вырабатывается последовательность импульсов при переходе через нуль знаковой функции с ныхода генератора 14 функций Радемахера (sign f). По сигналу "Пуск" подается разрешающий импульс н блок 16 синхронизации от задатчика 17 временных интервалов.

В момент появления короткого импульса от функции U определяется знак

sign U и после появления первого импульса от sign f определяется знак функции sign f. При одинаковых знаках sign U u sign f блок 16 включает прямой канал (ключ 18 закрывается), при разных знаках блок 16 включает инверсный канал (ключ 19 закрывается). Таким образом осуществляется синхронизация синтезируемой синусоиды с сетью. После осуществления синхронизации блок 16 отключается. Он может включиться через некоторое время, определяемое задатчиком

17 временных интервалов, н качестве

928241

Формула изобретения

1. Ваттметр переменного тока, содержащий датчик тока, датчик напряжения, преобразователь аналог-код, выходы которого подключены к информационным входам преобразователя код-аналог, отличающийся тем,что, с целью повышения точности при несинусоидальных режимах, в не50 которого может быть использован счетчик, так как генератор функции Радемахера 14 имеет высокую стабильность. Тогда при заполнении кольцевого счетчика, на его выходе появляется импульс, который подается в блок 16 синхронизации, по команде которого происходит синхронизация синтезируемой синусоиды с сетью.

Таким образом на выходе задачика 6 весовых коэффициентов появляется 10 сигнал, равный произведению текущего значения тока на напряжение единичной амплитуды. Если бы напряжение было бы стабильным, то этот сигнал необходимо было бы подать на масштабный уси- 15 литель 9 с требуемям коэффициентом усиления. В действительности коэффициент усиления масштабного усилителя 9 выбран такой величины, чтобы его произведение на единичную амп- 7() литуду дало, например, минимально допустимое значение напряжения в сети

Ур, Значение этого напряжения вводится в блок 8 сравнения, на второй вход которого подается через выпрямитель 725 текущее значение напряжения U. Ha выходе блока 8 появляется аналоговый сигнал, равный U — Uq=aU, который пре- образователем 3 аналог-код преобразуется в код. Этот код подается на преобразователь 4 код-аналог и на выходе его появляется сигнал, пропорциональный i(t)dU(t) . Сигналы с .выходов преобразователя 4 и усилителя 9 подаются на сумматор 10, выходной сигнал которого пропорционален активной мощности, преобразуется в .частоту импульсов преобразователем

11 напряжение-частота, а затем подается на счетчик 12, выход которо° го соединен с регистратором 13 ° 4()

В предложенном устройстве за счет введения анализатора спектра, задатчика весовых коэффициентов, выпрямителя, блока сравнения, масштабного усилителя, сумматора повышает- 45 ся точность измерения мощности при н еси ну со и дал ьных режимах . го введены анализатор спектра, задатчик весовых коэффициентов, выпрямитель, блок сравнения, масштабный усилитель, сумматор, преобразователь напряжения в частоту импульсов, счетчик, регистратор, причем выход датчика тока соединен с первым входом анализатора спектра, выходы которого подключены к входам задатчика весовых коэффициентов, выход которого соединен с аналоговым входом преобразователя код-аналог, а через мааатабный усилитель — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя код-аналог, выход датчика напряжения подключен к второму входу анализатора спектра и через выпрямитель — к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной опорного напряжения, выход блока сравнения подключен к входу преобразователя аналогкод, выход сумматора через последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту импульсов и счетчик подключен к регистратору.

2. устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что анализатор спектра содержит генератор функций Радемахера, выход которого соединен с входом триггера и с первыми входами блока синхронизации и задатчика временных интервалов, второй вход которого соединен с шиной пусковых импульсов, а выход подключен к.второму входу блока синхронизации, третий вход которого соединен .с вторым входом анализатора спектра, выхо. ды триггера подключены к первым входам аналоговых ключей, вторые входы которых соединены с выходами блока синхронизации, выходы аналоговых ключей подключены к входу генератора функций Уолша, выходы которого через группы аналоговых ключей соединены с входами задатчика весовых коэффициентов, управляющие входы первой )группы аналоговых ключей подключены к выходу инвертора, вход ко- торого соединен с первым входом анализатора спектра и с управляющими входами другой группы аналоговых ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 351170, кл. G Ol R 21/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 375779, кл. G 01 R 21/06, 18.01.72.

928241

Составитель Т.Краснова

Редактор Н.Воловик Техред A. Лч Корректор И.швыдкая

Заказ 3229/56 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4