RU2075755C1 - Electronic active energy meter - Google Patents

Electronic active energy meter Download PDF

Info

Publication number
RU2075755C1
RU2075755C1 RU93030300A RU93030300A RU2075755C1 RU 2075755 C1 RU2075755 C1 RU 2075755C1 RU 93030300 A RU93030300 A RU 93030300A RU 93030300 A RU93030300 A RU 93030300A RU 2075755 C1 RU2075755 C1 RU 2075755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
converter
output
input
frequency
Prior art date
Application number
RU93030300A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030300A (en
Inventor
Альберт Давыдович Герлейн
Original Assignee
Альберт Давыдович Герлейн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Альберт Давыдович Герлейн filed Critical Альберт Давыдович Герлейн
Priority to RU93030300A priority Critical patent/RU2075755C1/en
Publication of RU93030300A publication Critical patent/RU93030300A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2075755C1 publication Critical patent/RU2075755C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: electrical measurement technology; measurement of ac active energy consumption. SUBSTANCE: meter has two integrating voltage-to-frequency converters, a standard frequency generator, an equivalence unit, and a reversible counter. Feedback pulse width in the first converter is determined by the generator period and in the second converter by the period of first converter output pulses. First and second converter inputs are connected to the outputs of a voltage transducer and a current transducer, respectively. Integrating circuit in each of the converters has a voltage difference-to-current converter and an integrating capacitor connected to its output. Transistor gates controlled by comparators maintain constant sign of voltage at first and second converter outputs. Comparator outputs are also connected to inputs of the equivalence unit. Output of the unit is connected to the up-down input of the counter. Highest order digit output of the counter serves a frequency output of the meter. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам измерения расхода активной электрической энергии переменного тока промышленной частоты. The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for measuring the consumption of active electric energy of alternating current of industrial frequency.

Известны измерители активной энергии и активной мощности [1, 2] содержащие преобразователи напряжения в частоту, реверсивные счетчики, делители частоты, входные измерительные преобразователи напряжения и тока. Known meters of active energy and active power [1, 2] containing voltage to frequency converters, reversible counters, frequency dividers, input measuring voltage and current converters.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь активной энергии в цифровой код [2] содержащий входной блок, два преобразователя напряжения в частоту, реверсивный счетчик, двоичный умножитель. Closest to the proposed is a converter of active energy into a digital code [2] containing an input unit, two voltage to frequency converters, a reversible counter, a binary multiplier.

Недостатком указанного устройства является его сложность, кроме того, к его недостаткам следует отнести также низкую точность и отсутствие частотного выхода, который предпочтителен для измерительных устройств телемеханизированных информационно-вычислительных систем. Сложность обусловлена введением двоичного умножителя, содержащего два счетчика, два регистра, делитель частоты, элементы задержек, управляемый делитель частоты, генератор опорной частоты, импульсно-потенциальные вентили. The disadvantage of this device is its complexity, in addition, its disadvantages include the low accuracy and lack of frequency output, which is preferred for measuring devices of telemechanized information and computing systems. The difficulty is due to the introduction of a binary multiplier containing two counters, two registers, a frequency divider, delay elements, a controlled frequency divider, a reference frequency generator, and pulse-potential valves.

Перечисленные элементы снижают также точность, так как обуславливают ряд временных задержек и соответствующие погрешности измерения, возрастающие с ростом уровней и числа гармоник в кривых тока и напряжения сети. The listed elements also reduce accuracy, since they cause a number of time delays and corresponding measurement errors, which increase with increasing levels and the number of harmonics in the current and voltage curves of the network.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его точности и обеспечение частотного выхода. Упрощение достигается устранением отдельного множительного блока. Функция умножения реализуется взаимодействием первого и второго преобразователя напряжения в частоту без введения дополнительных, усложняющих устройство, элементов. The aim of the invention is to simplify the device, increasing its accuracy and providing a frequency output. Simplification is achieved by eliminating a separate multiplier block. The multiplication function is implemented by the interaction of the first and second voltage to frequency converters without introducing additional elements complicating the device.

Первым существенным признаком является формирование импульсов отрицательной обратной связи во втором следящем преобразователе напряжения в частоту с помощью первого преобразователя напряжения в частоту таким образом, что длительности указанных импульсов равны периоду выходных импульсов первого преобразователя. The first essential feature is the formation of negative feedback pulses in the second servo voltage to frequency converter using the first voltage to frequency converter in such a way that the durations of these pulses are equal to the period of the output pulses of the first converter.

Основным источником погрешности следящего преобразователя напряжения в частоту на определенном усилителе (ОУ) является дрейф нуля ОУ, который в режиме интегрирования, примерно, в 10 раз больше, чем в пропорциональном (масштабном) режиме. Построение с помощью ОУ преобразователя разности напряжений в ток и подключение к его выходу интегрирующего конденсатора позволяет обеспечить для ОУ режим, близкий к пропорциональному, т.е. значительно снизить дрейф нуля ОУ. Кроме того интегрирующий конденсатор при этом подключается одним выводом к общей точке схемы, что уменьшает влияние различных помех. The main source of error of the tracking voltage-to-frequency converter on a specific amplifier (op-amp) is the zero-drift of the op-amp, which in the integration mode is approximately 10 times greater than in the proportional (scale) mode. The construction of a voltage-to-current difference converter using an op-amp and connecting an integrating capacitor to its output makes it possible to provide an op-amp mode close to proportional, i.e. significantly reduce the zero drift of the opamp. In addition, the integrating capacitor is connected with a single output to a common point in the circuit, which reduces the effect of various noise.

Таким образом, вторым существенным признаком устройства является применение в каждом преобразователе напряжения в частоту преобразователя разности напряжений в ток. Thus, the second essential feature of the device is the use of a voltage difference to current converter in each voltage to frequency converter.

Третьим существенным признаком является применение для получения на входах преобразователей напряжения в частоту знакопостоянных напряжений ключевых схем на интегральных микросхемах и управление этими ключевыми схемами при помощи компараторов. Это позволяет обеспечить минимальное значение погрешности выпрямления и, кроме того, упростить логику управления реверсивным счетчиком, который работает в режиме суммирования при равенстве знаков напряжения и тока контролируемой сети и в режиме вычитания при разных знаках напряжения и тока. The third essential feature is the use of key circuits on integrated circuits at the inputs of voltage converters to the frequency of alternating voltages and control of these key circuits using comparators. This allows you to ensure the minimum value of the rectification error and, in addition, simplify the control logic of the reversible counter, which operates in the summation mode when the signs of voltage and current of the controlled network are equal and in the subtraction mode for different signs of voltage and current.

На фиг. 1 приведена схема электронного счетчика активной энергии, на фиг. 2 и фиг. 3 приведены диаграммы напряжений. In FIG. 1 is a diagram of an electronic active energy meter; FIG. 2 and FIG. 3 shows voltage diagrams.

Счетчик активной энергии состоит из двух преобразователей напряжения в частоту 1 (ПНЧ1) и 2 (ПНЧ2), элемента равнозначности 3 (ЭР3), реверсивного счетчика-делителя частоты 4 (РС), электромеханического счетчика 5 (ЭМС), измерительного преобразователя напряжения 6 (ИПН), измерительного преобразователя тока 7 (ИПТ), источника опорного напряжения 12 (ИОН) и генератора опорной частоты 13 (ГОЧ). The active energy meter consists of two voltage converters in frequency 1 (VLF1) and 2 (VLF2), an equivalence element 3 (ER3), a reversible counter-frequency divider 4 (PC), an electromechanical counter 5 (EMC), a voltage measuring transducer 6 (IPN ), a measuring current transducer 7 (IPT), a reference voltage source 12 (ION), and a reference frequency generator 13 (GOCH).

Каждый из двух преобразователей напряжения в частоту (ПНЧ1 и ПНЧ2) содержит транзисторные ключевые схемы 15 (КЛ1), 16 (КЛ2), 17 (КЛ3), 18 (КЛ4), компаратор знака 9 (КО1) для ПНЧ1 и 10 (КО2) для ПНЧ2, компаратор цикла 11 (КО3), преобразователь разности напряжений и ток 25 (ПНТ), интегрирующий конденсатор 24 (С1) и триггер 14 (Т1 для ПНЧ1 и Т2 для ПНЧ2). Each of the two voltage-to-frequency converters (VLF1 and VLF2) contains transistor key circuits 15 (KL1), 16 (KL2), 17 (KL3), 18 (KL4), a sign comparator 9 (KO1) for VLF1 and 10 (KO2) for LF2, comparator of cycle 11 (KO3), voltage difference converter and current 25 (PNT), integrating capacitor 24 (C1) and trigger 14 (T1 for LF1 and T2 for LF2).

Преобразователь разности напряжений в ток 25 (ПНТ) содержит операционный усилитель 8 (ОУ1 для ПНЧ1) и пять резисторов: 19(R1), 20 (R2), 21 (R3), 22 (R4), 23 (R5). The converter of the voltage difference to current 25 (PNT) contains an operational amplifier 8 (OS1 for VLF1) and five resistors: 19 (R1), 20 (R2), 21 (R3), 22 (R4), 23 (R5).

Противофазные выходы измерительного преобразователя напряжения присоединены к первому и второму входам первого преобразователя напряжения в частоту, выход которого подключен к тактовому входу второго преобразователя напряжения в частоту, два других входа которого подключены к противофазным выходам измерительного преобразователя тока; выход второго преобразователя напряжения в частоту присоединен к счетному входу реверсивного счетчика, вход направления счета которого присоединен к выходу элемента равнозначности; вывод старшего разряда реверсивного счетчика служит частотным выходом электронного счетчика. The out-of-phase outputs of the voltage measuring transducer are connected to the first and second inputs of the first voltage-to-frequency converter, the output of which is connected to the clock input of the second voltage-to-frequency converter, the other two inputs of which are connected to the out-of-phase outputs of the current measuring transducer; the output of the second voltage to frequency converter is connected to the counting input of the reversible counter, the input of the counting direction of which is connected to the output of the equivalence element; the high-order output of the reversible counter serves as the frequency output of the electronic counter.

Первый вход преобразователя разности напряжений в ток присоединен через первый и второй ключи соответственно к первому и второму входам преобразователя напряжения в частоту, второй вход преобразователя разности напряжений в ток соединен через третий ключ с первым выходом источника опорного напряжения, а через четвертый ключ с общей точкой; первый вход компаратора знака соединен со вторым входом преобразователя напряжения в частоту, второй с общей точкой, к выходу компаратора знака подключены управляющие входы первого и второго ключей; интегрирующий конденсатор подключен между первым выходом преобразователя разности напряжений в ток и общей точкой; второй выход преобразователя разности напряжений в ток подключен к неинвертирующему входу компаратора цикла, инверсный вход которого подключен ко второму выходу источника опорного напряжения, а выход компаратора цикла присоединен к информационному входу триггера; тактовый вход триггера первого преобразователя напряжения в частоту подключен к выходу генератора опорной частоты, а тактовый вход триггера второго преобразователя напряжения в частоту образует тактовый вход этого преобразователя и подключен к выходу первого преобразователя напряжения в частоту; к выходу триггера подключены управляющие входы третьего и четвертого ключей; два входа элемента равнозначности подключены к выходам компараторов знака соответственно первого и второго преобразователей напряжения в частоту. The first input of the voltage-to-voltage difference converter is connected through the first and second keys to the first and second inputs of the voltage-to-frequency converter, the second input of the voltage-to-voltage difference converter is connected through the third key to the first output of the voltage reference source, and through the fourth key to a common point; the first input of the sign comparator is connected to the second input of the voltage to frequency converter, the second with a common point, the control inputs of the first and second keys are connected to the output of the sign comparator; an integrating capacitor is connected between the first output of the voltage difference to current converter and a common point; the second output of the voltage difference to current converter is connected to a non-inverting input of the cycle comparator, the inverse input of which is connected to the second output of the reference voltage source, and the output of the cycle comparator is connected to the information input of the trigger; the clock input of the trigger of the first voltage to frequency converter is connected to the output of the reference frequency generator, and the clock input of the trigger of the second voltage to frequency converter forms the clock input of this converter and is connected to the output of the first voltage to frequency converter; control inputs of the third and fourth keys are connected to the trigger output; two inputs of the equivalence element are connected to the outputs of the sign comparators of the first and second voltage to frequency converters, respectively.

В преобразователе разности напряжений в ток первый резистор подключен между первым входом преобразователя разности напряжения в ток и инверсным входом операционного усилителя, второй резистор подключен между инверсным входом операционного усилителя и его выходом, образующим второй выход преобразователя разности напряжений в ток, третий резистор подключен между вторым входом преобразователя разности напряжений в ток и неинверсным входом операционного усилителя, четвертый резистор подключен между первым и вторым выходами преобразователя разности напряжений в ток, а пятый резистор подключен между первым выходом преобразователя разности напряжений в ток и инверсным входом операционного усилителя. In the voltage-to-voltage difference converter, the first resistor is connected between the first input of the voltage-to-current difference converter and the inverse input of the operational amplifier, the second resistor is connected between the inverse input of the operational amplifier and its output, which forms the second output of the voltage-to-voltage converter, and the third resistor is connected between the second input the voltage difference to current converter and the non-inverse input of the operational amplifier, the fourth resistor is connected between the first and second outputs STUDIO voltage difference into a current, and a fifth resistor connected between the first output of the voltage difference to a current converter and the inverted input of the operational amplifier.

Выход счетчика 4 (РС) соединен со входом электромеханического счетчика 5 (ЭМС). The output of the counter 4 (PC) is connected to the input of the electromechanical counter 5 (EMC).

Счетчик энергии работает следующим образом. Преобразователь 1 (ПНЧ1) преобразует текущее значение модуля напряжения контролируемой сети u1 в частоту f1. Модуль напряжения u1 с отрицательным знаком формируется при помощи ключей 15 и 16, управляемых компаратором 9 (КО1). На фиг. 2 изображены кривые напряжения u, тока i и мгновенной мощности p контролируемой сети и модулей с отрицательным знаком выходных напряжений измерительного преобразователя напряжения u1 и измерительного преобразователя тока u2. Операционный усилитель 8 (ОУ1) работает по схеме преобразователя разности входных напряжений (Uо1 u1) в ток [3] Напряжение на конденсаторе 24 (С1) формируется как интеграл от тока по времени. Такое построение интегратора позволяет снизить дрейф нуля операционного усилителя по сравнению со схемой подключения конденсатора между выходом операционного усилителя и его инвертирующим входом. Резисторы схемы фиг. 1 должны удовлетворять условию
R1(R4 + R5) (R2)(R3). (1)
В этом случае ток iC заряда или разряда конденсатора 24 (С1) определяется выражением

Figure 00000002

Кривые изменений напряжений на конденсаторе 24 (uC) и на выходе усилителя 8 (Uoy) приведены на фиг. 3. Когда напряжение на выходе усилителя 8 (ОУ1) uoy Достигает значения Uo2 срабатывает компаратор цикла 11 (КО3) и триггер 14 (Т1), который заставляет замкнуться ключ 17 (КЛ3). Ключ 18 (КЛ4) при этом размыкается. Начинается перезаряд конденсатора 24. От точки 1 до точки 2 (фиг. 3) идет процесс перезаряда при подключенном опорном напряжении Uo1, а от точки 2 до точки 3 при отключенном напряжении Uo1. Для срабатывания триггера 14 (для формирования на его выходе логической единицы) требуется, чтобы логическая единица поступила на его D-вход от компаратора цикла 11 и чтобы поступил импульс uти от генератора 13 на тактовый С-вход триггера 14. В связи с этим триггер 14 после достижения напряжением uoy значения Uo2 может сработать с задержкой во времени в пределах от нуля до τ0 мкс, где - τ0 длительность периода генератора опорной частоты 13. Это сопровождается изменениями уровней напряжения на конденсаторе 24 в момент срабатывания триггера 14 (фиг. 3, точки 1 и 3). При этом возникает мгновенная погрешность преобразования, не сопровождающаяся однако накоплением погрешности, так как схема обеспечивает интегральный баланс энергии заряда и разряда конденсатора. Уравнение баланса на основе (2) можно записать в таком виде:
K1(Uo1-u1o= K1•u1(T1o), (3)
где Т1 период переключения триггера 14. Из (3) следует выражение для мгновенного значения частоты преобразователя 1 (ПНЧ1):
Figure 00000003

Методическая погрешность, обусловленная вышеуказанными задержками в срабатывании триггера 14, представляет собой погрешность дискретизации. Ее значение будет пренебрежимо мало, если при номинальном уровне сигнала на входе (u1) частота f1 будет удовлетворять условиям:
Figure 00000004

где f1 частота контролируемой сети,
fо частота генератора опорной частоты 13.The energy meter works as follows. Converter 1 (VLF1) converts the current value of the voltage module of the controlled network u 1 to the frequency f 1 . The voltage module u 1 with a negative sign is formed using the keys 15 and 16, controlled by the comparator 9 (KO1). In FIG. 2 shows the voltage curves u, current i and instantaneous power p of the monitored network and modules with a negative sign of the output voltages of the voltage transducer u 1 and the current transducer u 2 . Operational amplifier 8 (OU1) operates according to the scheme of the converter of the input voltage difference (U о1 u 1 ) to current [3] The voltage across the capacitor 24 (C1) is formed as an integral of the current over time. This construction of the integrator allows to reduce the zero drift of the operational amplifier in comparison with the connection circuit of the capacitor between the output of the operational amplifier and its inverting input. The resistors of the circuit of FIG. 1 must satisfy the condition
R1 (R4 + R5) (R2) (R3). (one)
In this case, the current i C of the charge or discharge of the capacitor 24 (C1) is determined by the expression
Figure 00000002

The voltage variation curves at the capacitor 24 (u C ) and at the output of the amplifier 8 (U oy ) are shown in FIG. 3. When the voltage at the output of amplifier 8 (ОУ1) u oy Reaches the value U o2, the comparator of cycle 11 (KO3) and trigger 14 (T1) are activated, which makes key 17 (KL3) close. Key 18 (KL4) thus opens. The recharging of the capacitor 24 begins. From point 1 to point 2 (Fig. 3), the process of recharging occurs when the reference voltage U o1 is connected, and from point 2 to point 3 when the voltage U o1 is off . To trigger 14 (for generating at its output a logic one) requires that a logical unit received at its D-input of comparator 11 and to a cycle pulse u ti entered from the generator 13 to the clock C input of trigger 14. In this regard, the trigger 14, after the voltage u oy reaches the value of U o2, it can operate with a time delay ranging from zero to τ 0 μs, where - τ 0 is the duration of the reference frequency generator 13. This is accompanied by changes in the voltage levels on the capacitor 24 at the moment of trigger 14 activation (Fig. . 3 then ki 1 and 3). In this case, an instantaneous conversion error occurs, which is not accompanied, however, by the accumulation of error, since the circuit provides an integrated balance of the charge energy and the discharge of the capacitor. The balance equation based on (2) can be written in the following form:
K 1 (U o1 -u 1 ) τ o = K 1 • u 1 (T 1o ), (3)
where T 1 trigger switching period 14. From (3) follows the expression for the instantaneous value of the frequency of the Converter 1 (VLF1):
Figure 00000003

The methodological error due to the above delays in the operation of the trigger 14, is a sampling error. Its value will be negligible if, at the nominal signal level at the input (u 1 ), the frequency f 1 will satisfy the conditions:
Figure 00000004

where f 1 the frequency of the controlled network,
f about the frequency of the reference frequency generator 13.

Триггер 14 срабатывает по переднему фронту импульсов uти, что обеспечивает время подключения Uo1 ко входу ОУ1, равным периоду τo тактовых импульсов независимо от уровня напряжения u1. Выходная частота f1 преобразователя 1 (ПНЧ1) (фиг. 1, фиг. 3, напряжение uТ1) служит тактовой частотой для преобразователя 2 (ПНЧ2), измерительные входы которого подключены к выходам измерительного преобразователя тока 7 (ИПТ). Для преобразователя 2 справедливо соотношение, аналогичное (3):
K2(Uo1 u2)T1 K2•u2(T2 - T1). (6)
где T1, T2 длительности периодов следования импульсов соответственно на выходе ПНЧ1 и на выходе ПНЧ2. Частота на выходе ПНЧ2:

Figure 00000005

Таким образом при постоянстве значений Uo1 и τo частота пропорциональна произведению значений u1 и u2, т.е. модулю мгновенной мощности. Импульсы uT2 (фиг. 1) направляются на счетный вход реверсивного счетчика 4 (РС). Работа счетчика на суммирование или вычитание происходит в соответствии со знаком мгновенной мощности Р (фиг. 2) и определяется логическим значением сигнала У на выходе направления счета счетчика 4. В определении знака мгновенной мощности участвуют компараторы знака 9 (ЕО1) и 10 (КО2) и элемент равнозначности 3 (ЭР3). Если знаки тока i и напряжения u совпадают, то совпадают логические уровни "X1" и "X2". При этом "Y" соответствует логической единице (фиг. 2), а счетчик работает на суммирование. В противном случае счетчик работает на вычитание. Счетчик 4 выполняет также функцию делителя частоты. Если выходное напряжение снимается с выхода старшего разряда двоичного счетчика с разрядностью n, то коэффициент деления Кд определяется выражением
Кд 2n. (8)
При номинальных уровнях тока и напряжения контролируемой сети и cosΦ = 1 возникает максимум мгновенной частоты (f2max)max, которому соответствует максимум средней частоты (f2cp)max. Если принять fo 500 кГц, (f1max)max 50 кГц, (f2max)max 5 кГц, то, поскольку,
P = 0,5UmImcosΦ-0,5UmImcos(2ωCt-Φ), (9) получим (f2cp)max 2,5 кГц. При разрядности счетчика n 12 получим Kд 212 4096 и (fвых)max (f2cp)max/Kд 0,61 Гц. Такое значение частоты приемлемо и с точки зрения точной оценки расхода энергии за получасовой максимум энергосистемы, и с точки зрения достаточной емкости счетчика 5 (ЭМС). Потеря одного импульса за получасовой максимум энергосистемы обусловит погрешность учета расхода энергии
δ = 100/0,61•1800 = 0,91% .
Электромеханический счетчик с семью десятичными разрядами при прохождении максимальной мощности заполнится за
Tсч 107/3600•0,61 4554 часа.The trigger 14 is triggered on the leading edge of the pulses u ty , which provides a connection time U o1 to the input OS1, equal to the period τ o clock pulses regardless of the voltage level u 1 . The output frequency f 1 of the Converter 1 (VLF1) (Fig. 1, Fig. 3, voltage u T1 ) serves as the clock frequency for the Converter 2 (VLF2), the measuring inputs of which are connected to the outputs of the measuring current transducer 7 (IPT). For transducer 2, a relation similar to (3) is true:
K2 (U o1 u 2 ) T 1 K2 • u 2 (T 2 - T 1 ). (6)
where T 1 , T 2 are the durations of the pulse repetition periods, respectively, at the output of the LF1 and at the output of the LF2. Frequency at the output of the IF2:
Figure 00000005

Thus, with the constancy of the values of U o1 and τ o, the frequency is proportional to the product of the values of u 1 and u 2 , i.e. instant power module. The pulses u T2 (Fig. 1) are sent to the counting input of the reverse counter 4 (PC). The operation of the counter for summation or subtraction occurs in accordance with the sign of the instantaneous power P (Fig. 2) and is determined by the logical value of the signal Y at the output of the counting direction of the counter 4. The sign comparators 9 (ЕО1) and 10 (КО2) and element of equivalence 3 (ER3). If the signs of the current i and voltage u coincide, then the logical levels "X1" and "X2" coincide. In this case, "Y" corresponds to a logical unit (Fig. 2), and the counter works on summation. Otherwise, the counter works for subtraction. Counter 4 also performs the function of a frequency divider. If the output voltage is removed from the output of the highest bit of the binary counter with a capacity of n, then the division coefficient K d is determined by the expression
K d 2 n . (eight)
At rated current and voltage levels of the controlled network and cosΦ = 1, a maximum of the instantaneous frequency (f 2max ) max occurs , which corresponds to a maximum of the average frequency (f 2cp ) max . If we take f o 500 kHz, (f 1max ) max 50 kHz, (f 2max ) max 5 kHz, then, since
P = 0.5U m I m cosΦ-0.5U m I m cos (2ω C t-Φ), (9) we obtain (f 2cp ) max 2.5 kHz. When the bit length of the counter n 12 we get K d 2 12 4096 and (f o ) max (f 2cp ) max / K d 0.61 Hz. Such a frequency value is acceptable both from the point of view of accurate estimation of energy consumption for a half-hour maximum of the power system, and from the point of view of sufficient counter capacity 5 (EMC). The loss of one pulse per half-hour maximum of the power system will cause an error in accounting for energy consumption
δ = 100 / 0.61 • 1800 = 0.91%.
An electromechanical meter with seven decimal places when passing maximum power will be filled in
T MF 10 7/3600 • 0,61 4554 hours.

Согласно ГОСТ 6570 75 счетный механизм счетчика не должен переполняться быстрее, чем за 1500 часов. Если число разрядов ЭМС недостаточно, то нужно увеличить общий коэффициент деления Kд и сделать раздельные выходы от счетчика-делителя на электронную систему учета и на ЭМС.According to GOST 6570 75, the counter's counter mechanism should not be overflowed faster than in 1500 hours. If the number of EMC discharges is insufficient, then it is necessary to increase the overall division coefficient K d and make separate outputs from the counter-divider to the electronic accounting system and to the EMC.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1397846, кл. G 01 R 21/00, 1988, БИ N 19.
Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR N 1397846, cl. G 01 R 21/00, 1988, BI N 19.

2. Авторское свидетельство СССР N 1411678, кл. G 01 R 21/00, 1988, БИ N 27. 2. USSR author's certificate N 1411678, cl. G 01 R 21/00, 1988, BI N 27.

3. Гутиков В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л. Энергоатомиздат, 1988, -304 с. 3. Gutikov V.S. Integrated electronics in measuring devices. - L. Energoatomizdat, 1988, -304 p.

Claims (1)

Электронный счетчик активной энергии, содержащий измерительные преобразователи напряжения и тока, два преобразователя напряжения в частоту, генератор опорной частоты и счетчик импульсов, отличающийся тем, что в него введен элемент равнозначности, причем противофазные выходы измерительного преобразователя напряжения присоединены к первому и второму входам первого преобразователя напряжения в частоту, выход которого подключен к тактовому входу второго преобразователя напряжения в частоту, два других входа которого подключены к противофазным выходам измерительного преобразователя тока, выход второго преобразователя напряжения в частоту присоединен к счетному входу реверсивного счетчика, вход направления счета которого присоединен к выходу элемента равнозначности, вывод старшего разряда реверсивного счетчика служит частотным выходом электронного счетчика, каждый преобразователь напряжения в частоту содержит четыре ключа, компаратор знака и компаратор цикла, преобразователь разности напряжений в ток, интегрирующий конденсатор и триггер, причем первый вход преобразователя разности напряжений в ток присоединен через первый и второй ключи соответственно к первому и второму входам преобразователя напряжения в частоту, второй вход преобразователя разности напряжений в ток соединен через третий ключ с первым выходом источника опорного напряжения, а через четвертый ключ с общей точкой, первый вход компаратора знака соединен с вторым входом преобразователя напряжения в частоту, второй с общей точкой, к выходу компаратора знака подключены управляющие входы первого и второго ключей, интегрирующий конденсатор подключен между первым выходом преобразователя разности напряжений в ток и общей точкой, второй выход преобразователя разности напряжений в ток подключен к неинвертирующему входу компаратора цикла, инверсный вход которого подключен к второму выходу источника опорного напряжения, а выход компаратора цикла присоединен к информационному входу триггера, тактовый вход триггера первого преобразователя напряжения в частоту подключен к выходу генератора опорной частоты, а тактовый вход триггера второго преобразователя напряжения в частоту образует тактовый вход этого преобразователя и подключен к выходу первого преобразователя напряжения в частоту, к выходу триггера подключены управляющие входы третьего и четвертого ключей, два входа элемента равнозначности подключены к выходам компаратора знака соответственно первого и второго преобразователей напряжения в частоту, каждый преобразователь разности напряжений в ток содержит операционный усилитель и пять резисторов, причем первый резистор подключен между первым входом преобразователя разности напряжения в ток и инверсным входом операционного усилителя, второй резистор подключен между инверсным входом операционного усилителя и его выходом, образующим второй выход преобразователя разности напряжений в ток, третий резистор подключен между вторым входом преобразователя разности напряжений в ток и неинверсным входом операционного усилителя, четвертый резистор подключен между первым и вторым выходами преобразователя разности напряжений в ток, а пятый резистор подключен между первым выходом преобразователя разности напряжений в ток и неинверсным входом операционного усилителя. An electronic active energy meter comprising voltage and current transducers, two voltage-to-frequency converters, a reference frequency generator and a pulse counter, characterized in that an equivalence element is introduced into it, the antiphase outputs of the voltage measuring transducer being connected to the first and second inputs of the first voltage converter to a frequency whose output is connected to the clock input of the second voltage to frequency converter, the other two inputs of which are connected to to the phase outputs of the measuring current transducer, the output of the second voltage to frequency converter is connected to the counting input of the reversible counter, the input of the counting direction of which is connected to the output of the equivalence element, the high-order output of the reversing counter serves as the frequency output of the electronic counter, each voltage to frequency converter contains four keys, a comparator sign and a comparator of the cycle, a voltage difference to current converter integrating a capacitor and a trigger, the first input being the voltage difference generator into the current is connected through the first and second switches respectively to the first and second inputs of the voltage to frequency converter, the second input of the voltage difference to current converter is connected through the third switch to the first output of the voltage reference source, and through the fourth switch to a common point, the first input the sign comparator is connected to the second input of the voltage to frequency converter, the second with a common point, the control inputs of the first and second keys are connected to the output of the sign comparator, integrating the capacitor is connected between the first output of the voltage-to-voltage difference converter and the common point, the second output of the voltage-to-voltage converter is connected to the non-inverting input of the cycle comparator, the inverse of which is connected to the second output of the reference voltage source, and the output of the cycle comparator is connected to the information input of the trigger the trigger input of the first voltage converter to the frequency is connected to the output of the reference frequency generator, and the clock input of the trigger of the second voltage converter It forms the clock input of this converter to the frequency and is connected to the output of the first voltage to frequency converter, the control inputs of the third and fourth keys are connected to the trigger output, the two inputs of the equivalence element are connected to the outputs of the sign comparator of the first and second voltage to frequency converters, respectively, each difference converter voltage in current contains an operational amplifier and five resistors, and the first resistor is connected between the first input of the voltage difference Converter I into the current and the inverse input of the operational amplifier, the second resistor is connected between the inverse input of the operational amplifier and its output, forming the second output of the voltage difference to current converter, the third resistor is connected between the second input of the voltage difference to current converter and the non-inverse input of the operational amplifier, the fourth resistor is connected between the first and second outputs of the voltage difference to current converter, and the fifth resistor is connected between the first output of the voltage to voltage difference converter and non-inverse input of an operational amplifier.
RU93030300A 1993-06-01 1993-06-01 Electronic active energy meter RU2075755C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030300A RU2075755C1 (en) 1993-06-01 1993-06-01 Electronic active energy meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030300A RU2075755C1 (en) 1993-06-01 1993-06-01 Electronic active energy meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93030300A RU93030300A (en) 1995-11-10
RU2075755C1 true RU2075755C1 (en) 1997-03-20

Family

ID=20142909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93030300A RU2075755C1 (en) 1993-06-01 1993-06-01 Electronic active energy meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2075755C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1397846, кл. G 01 R 21/00, 1988. Авторское свидетельство СССР N 1411678, кл. G 01 R 21/00, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4250449A (en) Digital electric energy measuring circuit
US3818340A (en) Electronic watt-hour meter with digital output representing time-integrated input
RU2075755C1 (en) Electronic active energy meter
JPS5920860A (en) Digital output type integration circuit
SU974287A1 (en) Digital integrating voltmeter
RU2111498C1 (en) Electric energy meter
SU1177793A1 (en) Digital meter of time intervals
SU960843A1 (en) Entropy determination device
SU468590A1 (en) Beam position transformer
RU2101746C1 (en) Device for measuring ratio of two time intervals
RU2032884C1 (en) Integrating meter of ratio of two time intervals
SU1465777A1 (en) Ampere-hour meter
SU1368832A1 (en) Digital fluxmeter
RU2053516C1 (en) Kilowatt-hour meter
RU2018172C1 (en) Device for measuring ratio of two time intervals
SU761961A1 (en) Digital milliteslameter
SU849096A1 (en) Phase-meter
RU2145717C1 (en) On-line total load power controller for group of users
SU805199A1 (en) Vlf digital phase-frequency meter
SU1137409A1 (en) Digital resistance meter
SU764120A1 (en) Integrating vontage-to-code converter
RU2037830C1 (en) Frequency-output active power counter
SU1425458A1 (en) Digital scales
SU1764060A1 (en) Device for electric signals value comparative analyzing
SU1092460A1 (en) Device for comparing amplitudes of harmonic oscillations having equal frequency