RU2107922C1

RU2107922C1 - Dc and ac energy to pulse number converter (options)

Info

Publication number: RU2107922C1
Application number: RU96111032/09A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Павлов; Н.Л. Щедрин; С.А. Зеленеев; Ю.И. Белов; В.Ф. Блохин
Original assignee: Петербургский государственный университет путей сообщения
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: measurement technology; electricity meters. SUBSTANCE: each converter has amplitude-pulse modulator, two pulse-width modulators, n-bit reversing counter, reference-frequency generator, counter, EXCLUSIVE OR gate, inverter, delay element, and two AND gates. First version has, in addition, second EXCLUSIVE OR gate and second version, second amplitude-pulse modulator. EFFECT: improved measurement accuracy. 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к измерительной технике и могут найти применение в счетчиках электрической энергии постоянного и переменного тока, в том числе в счетчиках, обеспечивающих раздельный учет энергии в каждом из двух направлений с помощью одного прибора, например, энергии, потребляемой электрифицированным транспортом в режиме тяги, и энергии, возвращаемой в контактную сеть в режиме рекуперативного торможения. The invention relates to measuring equipment and can be used in meters of electric energy, direct and alternating current, including meters that provide separate metering of energy in each of two directions using a single device, for example, the energy consumed by an electrified vehicle in traction mode, and energy returned to the contact network in the mode of regenerative braking.

Известен преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов [2], содержащий амплитудно-импульсный и широтно-импульсный модуляторы и преобразователь напряжения в частоту, выполненный на основе методов аналогового интегрирования преобразуемых сигналов и импульсов обратной связи. The known energy converter of direct and alternating current into the number of pulses [2], containing amplitude-pulse and pulse-width pulse modulators and a voltage to frequency converter, made on the basis of analogue integration methods of the converted signals and feedback pulses.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранный в качестве прототипа преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов [1] , содержащий амплитудно-импульсный модулятор, вход которого является первым входом устройства, первый широтно-импульсный модулятор, вход которого является вторым входом устройства, второй широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а также n-разрядный реверсивный счетчик, счетный вход которого подключен к генератору опорной частоты, а выход переноса является выходом устройства, амплитудно-импульсный модулятор и реверсивный счетчик имеют управляющие входы, при этом выход первого широтно-импульсного модулятора подключен к управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора, а выход второго широтно-импульсного модулятора подключен к управляющему входу реверсивного счетчика. В этом преобразователе второй широтно-импульсный модулятор, генератор опорной частоты и реверсивный счетчик образуют преобразователь напряжения в частоту, который основан на методах аналогового и цифрового интегрирования. (В [1] допущена неточность, поскольку узел, имеющий счетный вход и вход управления направлением счета и выполняющий функции сложения и вычитания импульсов, назван ключом, а не реверсивным счетчиком). The closest in technical essence to the proposed device is the selected as a prototype Converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses [1], containing an amplitude-pulse modulator, the input of which is the first input of the device, the first pulse-width modulator, the input of which is the second input devices, the second pulse-width modulator, the input of which is connected to the output of the amplitude-pulse modulator, as well as an n-bit reversible counter, the counting input of which connected to the reference frequency generator, and the transfer output is the output of the device, the pulse-amplitude modulator and the reversible counter have control inputs, while the output of the first pulse-width modulator is connected to the control input of the pulse-amplitude modulator, and the output of the second pulse-width modulator is connected to control input of a reversible counter. In this converter, a second pulse-width modulator, a reference frequency generator and a reversible counter form a voltage to frequency converter, which is based on analog and digital integration methods. (In [1], an inaccuracy was made, since a node having a counting input and an input for controlling the direction of counting and performing the function of adding and subtracting pulses is called a key, and not a reversible counter).

Общим недостатком обоих известных устройств является относительно низкая точность, так как использованные методы построения этих устройств не обеспечивают устранения или уменьшения погрешностей, обусловленных смещениями нулей широтно-импульсного модулятора и преобразователя напряжения в частоту первого устройства и смещениями нулей первого и второго широтно-импульсных модуляторов прототипа. A common disadvantage of both known devices is the relatively low accuracy, since the methods used to construct these devices do not eliminate or reduce errors caused by the displacements of the zeros of the pulse-width modulator and the voltage-to-frequency converter of the first device and the displacements of the zeros of the first and second pulse-width modulators of the prototype.

Другим общим недостатком известных устройств является отсутствие возможности раздельного учета энергии в двух направлениях. Причем первое устройство обеспечивает учет энергии только в одном направлении, а прототип - только суммарный учет потребленной и возвращенной в сеть энергии (без разделения по направлениям). Another common disadvantage of the known devices is the lack of the possibility of separate energy metering in two directions. Moreover, the first device provides energy metering in only one direction, and the prototype - only the total metering of energy consumed and returned to the network (without separation in directions).

Кроме того, в обоих устройствах отсутствует возможность цифровой регулировки постоянной преобразования. In addition, in both devices there is no possibility of digital adjustment of constant conversion.

Недостатком прототипа является также самоход, т.е. наличие на выходе устройства импульсов при отсутствии в измеряемой сети потребления или возврата энергии. The disadvantage of the prototype is also self-propelled, i.e. the presence of pulses at the output of the device when there is no consumption or return of energy in the measured network.

В предлагаемом преобразователе энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов предполагается решить задачи устранения самохода, повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет совершенствования его структуры, в том числе использования методов периодического реверсирования (переключения полярностей) преобразуемых сигналов. In the proposed converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses, it is supposed to solve the problem of eliminating self-propelled, increasing accuracy and expanding functionality by improving its structure, including the use of periodic reversal methods (polarization switching) of the converted signals.

Устранение самохода и погрешности, обусловленной смещением нуля второго широтно-импульсного модулятора (т.е. смещением нуля преобразователя напряжения в частоту), и обеспечение возможности цифровой регулировки постоянной преобразования достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов, содержащий амплитурно-импульсный модулятор, вход которого является первым входом устройства, первый широтно-импульсный модулятор, вход которого является вторым входом устройства, второй широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а также n-разрядный реверсивный счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход переноса является выходом устройства, амплитудно-импульсный модулятор и реверсивный счетчик имеют управляющие входы, введены счетчик, элемент задержки, первый и второй элементы неравнозначности, инвертор и n переключателей, первые входы которых соединены между собой, вторые входы также соединены между собой, а выходы подключены к одноименным информационным входам реверсивного счетчика, при этом выход второго широтно-импульсного модулятора соединен со входом счетчика и с первым входом первого элемента неравнозначности, выход счетчика соединен со вторым входом первого элемента неравнозначности и с первым входом второго элемента неравнозначности, второй вход второго элемента неравнозначности подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора, а его выход - к управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора, выход первого элемента неравнозначности подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, к входу инвертора и к первым входам переключателей, вторые входы которых подключены к выходу инвертора, вход элемента задержки подключен к выходу устройства, а его выход - к входу записи реверсивного счетчика. Elimination of self-propelled devices and errors caused by a zero offset of the second pulse-width modulator (i.e., a zero offset of the voltage-to-frequency converter), and the possibility of digitally adjusting the constant conversion are achieved by the fact that the converter of direct and alternating current energy into the number of pulses contains the amplitude -pulse modulator, the input of which is the first input of the device, the first pulse-width modulator, the input of which is the second input of the device, the second pulse-width An ice modulator, the input of which is connected to the output of the amplitude-pulse modulator, as well as an n-bit reversible counter, the counting input of which is connected to the output of the reference frequency generator, and the transfer output is the output of the device, the amplitude-pulse modulator and the reversible counter have control inputs; counter, delay element, first and second disambiguation elements, inverter and n switches, the first inputs of which are interconnected, the second inputs are also interconnected, and the outputs are connected to the same to the information inputs of the reversible counter, while the output of the second pulse-width modulator is connected to the input of the counter and to the first input of the first disambiguation element, the output of the counter is connected to the second input of the first discontinuity element and to the first input of the second discontinuity element, the second input of the second discontinuity element is connected to the output of the first pulse-width modulator, and its output is to the control input of the amplitude-pulse modulator, the output of the first element of unequality is connected It is connected to the control input of the reversible counter, to the input of the inverter and to the first inputs of the switches, the second inputs of which are connected to the output of the inverter, the input of the delay element is connected to the output of the device, and its output is connected to the recording input of the reverse counter.

Обеспечение раздельного учета энергии по одному направлению (только потребление или только возврат энергии) достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по первому варианту введен элемент И, первый вход которого подключен к выходу устройства, второй вход - к выходу первого элемента неравнозначности, а выход является вторым выходом устройства. The provision of separate energy metering in one direction (only consumption or only energy return) is achieved by the fact that the And element, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the first disambiguation element, and the output is the second output of the device.

Обеспечение раздельного учета энергии по другому направлению (только потребление или только возврат энергии) достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по первому варианту введен второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу устройства, второй вход - к выходу инвертора, а выход является третьим выходом устройства. The provision of separate energy metering in a different direction (only consumption or only energy return) is achieved by the fact that the second element And, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output, is introduced into the energy converter of AC and DC current in the number of pulses inverter, and the output is the third output of the device.

Устранение самохода и погрешности, обусловленной смещениями нулей первого и второго широтно-импульсных модуляторов, и обеспечение возможности цифровой регулировки постоянной преобразования достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по второму варианту, содержащий амплитудно-импульсный модулятор, вход которого является первым входом устройства, первый широтно-импульсный модулятор, второй широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а также n-разрядный реверсивный счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход переноса является выходом устройства, амплитудно-импульсный модулятор и реверсивный счетчик имеют управляющие входы, введены счетчик, элемент задержки, элемент неравнозначности, инвертор, второй амплитудно-импульсный модулятор и n переключателей, первые входы которых соединены между собой, вторые входы также соединены между собой, а выходы подключены к одноименным информационным входам реверсивного счетчика, при этом выход второго широтно-импульсного модулятора со соединен со входом счетчика и с первым входом элемента неравнозначности, вход второго амплитудно-импульсного модулятора является вторым входом устройства, а его выход подключен к входу первого широтно-импульсного модулятора, управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора, выход счетчика соединен со вторым входом элемента неравнозначности и с входом управления второго амплитудно-импульсного модулятора, выход элемента неравнозначности подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, к входу инвертора и к первым входам переключателей, вторые входы которых подключены к выходу инвертора, вход элемента задержки подключен к выходу устройства, а его выход - к входу записи реверсивного счетчика. The elimination of self-propelled devices and errors caused by the displacements of the zeros of the first and second pulse-width modulators, and the possibility of digital adjustment of the constant conversion is achieved by the fact that the energy converter of direct and alternating current into the number of pulses according to the second embodiment contains an amplitude-pulse modulator, the input of which the first input of the device, the first pulse-width modulator, the second pulse-width modulator, the input of which is connected to the output of the pulse-amplitude the modulator, as well as an n-bit reversible counter, the counting input of which is connected to the output of the reference frequency generator, and the transfer output is the output of the device, the pulse-amplitude modulator and the reversible counter have control inputs, a counter, a delay element, an ambiguity element, an inverter, are introduced an amplitude-pulse modulator and n switches, the first inputs of which are interconnected, the second inputs are also interconnected, and the outputs are connected to the same information inputs of the reversible counter wherein the output of the second pulse-width modulator c is connected to the input of the counter and the first input of the unequal element, the input of the second pulse-amplitude modulator is the second input of the device, and its output is connected to the input of the first pulse-width modulator, the control input of the pulse-amplitude modulator connected to the output of the first pulse-width modulator, the output of the counter is connected to the second input of the discontinuity element and to the control input of the second amplitude-pulse modulator, the output of the nonequivalence-coagulant connected to the control input of the down counter, to the input of the inverter and to first inputs of switches, the second inputs of which are connected to the inverter output, the input of delay element connected to the output device, and its output - to the input of recording-down counter.

Обеспечение раздельного учета энергии по одному направлению (только потребление или только возврат энергии) достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по второму варианту введен элемент И, первый вход которого подключен к выходу устройства, второй вход - к выходу элемента неравнозначности, а выход является вторым выходом устройства. The provision of separate energy metering in one direction (only consumption or only energy return) is achieved by the fact that the And element, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the element, is introduced into the energy converter of direct and alternating current in the number of pulses disambiguations, and the output is the second output of the device.

Обеспечение раздельного учета энергии по другому направлению (только потребление или только возврат энергии) достигается тем, что в преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов введен второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу устройства, второй вход - к выходу инвертора, а выход является третьим выходом устройства. The provision of separate energy metering in another direction (only consumption or only energy return) is achieved by the fact that the second element And, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the inverter, is introduced into the energy converter of AC and DC the output is the third output of the device.

На фиг. 1 изображена структурно-функциональная схема предлагаемого преобразователя энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по первому варианту; на фиг. 2 - то же, по второму варианту. In FIG. 1 shows a structural-functional diagram of the proposed Converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses according to the first embodiment; in FIG. 2 - the same, according to the second option.

Преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по первому варианту (фиг. 1) содержит первый широтно-импульсный модулятор 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, второй широтно-импульсный модулятор 3, n-разрядный реверсивный счетчик 4, генератор опорной частоты 5, счетчик 6, элемент задержки (например, пассивная RC-цепь) 7, первый 8 и второй 9 элементы неравнозначности (исключающее ИЛИ), инвертор 10, n переключателей 11.1, 11.2 ... 11.n, элемент И 12, второй элемент И 13, причем вход амплитудно-импульсного модулятора 2 является первым входом устройства, вход первого широтно-импульсного модулятора 1 является вторым входом устройства, выход переноса реверсивного счетчика 4 является выходом устройства, выходы элемента И 12 и второго элемента И 13 являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, выход амплитудно-импульсного модулятора 2 подключен к входу второго широтно-импульсного модулятора 3, выход которого соединен со входом счетчика 6 и с первым входом первого элемента неравнозначности 8, выход счетчика 6 соединен со вторым входом первого элемента неравнозначности 8 и с первым входом второго элемента неравнозначности 9, второй вход которого подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора 1, а выход - к управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора 2, выход устройства соединен с первыми входами элемента И 12 и второго элемента И 13 и с входом элемента задержки 7, выход которого соединен со входом записи реверсивного счетчика 4, выход генератора опорной частоты 5 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 4, выход первого элемента неравнозначности 8 соединен с первыми входами переключателей 11.1, 11.2 ... 11. n, с входом инвертора 10, с управляющим входом реверсивного счетчика 4 и со вторым входом элемента И 12, выход инвертора 10 соединен со вторыми входами переключателей 11.1, 11.2 ... 11, n и со вторым входом второго элемента И 13, выходы переключателей 11.1, 11.2 ... 11. n подключены к одноименным информационным входам реверсивного счетчика 4. The converter of DC and AC energy into the number of pulses according to the first embodiment (Fig. 1) contains a first pulse-width modulator 1, an amplitude-pulse modulator 2, a second pulse-width modulator 3, an n-bit reversible counter 4, a reference frequency generator 5, counter 6, delay element (for example, a passive RC circuit) 7, first 8 and second 9 disambiguation elements (exclusive OR), inverter 10, n switches 11.1, 11.2 ... 11.n, element 12, second element 13 and the input of the pulse-amplitude modulator 2 is the first the input of the device, the input of the first pulse-width modulator 1 is the second input of the device, the transfer output of the reverse counter 4 is the output of the device, the outputs of the element And 12 and the second element And 13 are the second and third outputs of the device, the output of the pulse-amplitude modulator 2 is connected to the input the second pulse-width modulator 3, the output of which is connected to the input of the counter 6 and to the first input of the first element of unequality 8, the output of the counter 6 is connected to the second input of the first element value 8 and with the first input of the second element of disambiguation 9, the second input of which is connected to the output of the first pulse-width modulator 1, and the output to the control input of the pulse-amplitude modulator 2, the output of the device is connected to the first inputs of the element And 12 and the second element And 13 and with the input of the delay element 7, the output of which is connected to the recording input of the reverse counter 4, the output of the reference frequency generator 5 is connected to the counting input of the reverse counter 4, the output of the first disambiguation element 8 is connected to the first inputs switches 11.1, 11.2 ... 11. n, with the input of the inverter 10, with the control input of the reversible counter 4 and with the second input of the element And 12, the output of the inverter 10 is connected to the second inputs of the switches 11.1, 11.2 ... 11, n and the second input of the second element And 13, the outputs of the switches 11.1, 11.2 ... 11. n are connected to the same information inputs of the reverse counter 4.

Преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количестве импульсов по первому варианту (фиг. 1) работает следующим образом. The energy Converter AC and DC in the number of pulses according to the first embodiment (Fig. 1) works as follows.

При нулевом (единичном) сигнале на входе счетчика 6 первый 8 и второй 9 элементы неравнозначности являются повторителями (инверторами) выходных сигналов второго 3 и первого 1 широтно-импульсных модуляторов. With a zero (single) signal at the input of the counter 6, the first 8 and second 9 elements of ambiguity are repeaters (inverters) of the output signals of the second 3 and first 1 pulse-width modulators.

Предположим, что на входе счетчика 6 имеется нулевой сигнал, а первый 8 и второй 9 элементы неравнозначности являются повторителями своих входных сигналов. Suppose that there is a zero signal at the input of counter 6, and the first 8 and second 9 elements of discontinuity are repeaters of their input signals.

Первый широтно-импульсный модулятор 1 преобразует сигнал на втором входе устройства в относительную разность длительностей временных интервалов θ_y:

где
e_y - смещение нуля, приведенное к его входу;
K₁ - постоянный коэффициент;
T₁ - длительность импульса;
T₂ - длительность паузы.The first pulse-width modulator 1 converts the signal at the second input of the device into a relative difference in the lengths of time intervals θ _y :

Where
e _y is the zero offset reduced to its input;
K ₁ is a constant coefficient;
T ₁ - pulse duration;
T ₂ - the duration of the pause.

Амплитуда сигнала Z на выходе амплитудно-импульсного модулятора 2 пропорциональна амплитуде сигнала X на первом входе устройства, причем в течение импульса T₁ их полярности одинаковы, а в течение паузы T₂ выходной сигнал Z имеет полярность, противоположную полярности сигнала X. (По существу амплитудно-импульсный модулятор 2 является переключателем полярности или, другими словами, реверсивным переключателем.)
Для сети постоянного тока среднее значение выходного сигнала Z за период преобразования T=T₁+T₂ пропорционально мощности:

Для сети переменного тока, если период преобразования T много меньше периода сети T₂, то среднее значение выходного сигнала Z за период T пропорционально мгновенной мощности, а за период сети T_c - активной мощности.The amplitude of the signal Z at the output of the amplitude-pulse modulator 2 is proportional to the amplitude of the signal X at the first input of the device, and during the pulse T ₁ their polarity is the same, and during the pause T _{2 the} output signal Z has the polarity opposite to the polarity of the signal X. (Essentially amplitude pulse modulator 2 is a polarity switch or, in other words, a reversing switch.)
For a direct current network, the average value of the output signal Z during the conversion period T = T ₁ + T _{2 is} proportional to the power:

For an alternating current network, if the conversion period T is much less than the period of the network T ₂ , then the average value of the output signal Z for the period T is proportional to the instantaneous power, and for the period of the network T _c - the active power.

Интеграл по времени сигнала Z на выходе амплитудно-импульсного модулятора 2 пропорционален энергии (активной энергии для сети переменного тока). The time integral of the signal Z at the output of the pulse-amplitude modulator 2 is proportional to energy (active energy for an alternating current network).

Второй широтно-импульсный модулятор 3 также преобразует входной сигнал Z в относительную разность длительностей временных интервалов θ_z, имеет период преобразования много больший периода преобразования первого широтно-импульсного модулятора 1 и является интегрирующим преобразователем, поэтому сигнал Z за период преобразования первого широтно-импульсного модулятора 1 можно считать постоянным (он фильтруется интегратором второго широтно-импульсного модулятора 3) и пропорциональным измеряемой мощности.The second pulse-width modulator 3 also converts the input signal Z into a relative difference in the lengths of the time intervals θ _z , has a conversion period much longer than the conversion period of the first pulse-width modulator 1, and is an integrating converter, therefore, the signal Z during the conversion period of the first pulse-width modulator 1 can be considered constant (it is filtered by the integrator of the second pulse-width modulator 3) and proportional to the measured power.

Работа второго широтно-импульсного модулятора 3 с учетом (2) описывается уравнением

где
K₂ - постоянный коэффициент;
e_Z - смещение нуля, приведенное к его входу;
T_и - длительность импульса;
T_п - длительность паузы.The work of the second pulse-width modulator 3 taking into account (2) is described by the equation

Where
K ₂ is a constant coefficient;
e _Z is the zero offset reduced to its input;
T _and - pulse duration;
T _p - the duration of the pause.

В дальнейшем условимся, что импульсы T_и имеют положительную, а паузу Т_п -отрицательную полярности.In the future, we agree that the pulses T _and have a positive, and the pause T _p, negative polarity.

Сигнал θ_z подается на управляющий вход реверсивного счетчика 4, а не его счетный вход подаются импульсы опорной частоты f_o с выхода генератора опорной части 5. В течение положительных импульсов Т_и производится сложение, а в течение отрицательных пауз Т_п- вычитание этих импульсов, при этом частота импульсов на выходе устройства (на выходе переноса реверсивного счетчика 4) составляет:

где
C - емкость раверсивного счетчика 4,
а количество импульсов за время измерения пропорционально энергии.The signal θ _z is fed to the control input of the reversible counter 4, and not its counter input pulses of the reference frequency f _o are supplied from the output of the generator of the supporting part 5. During positive pulses T _, addition is made, and during negative pauses T _p , these pulses are subtracted, the pulse frequency at the output of the device (at the transfer output of the reverse counter 4) is:

Where
C is the capacity of the reversible counter 4,
and the number of pulses during the measurement is proportional to the energy.

Если емкость счетчика C не зависит от направления счета, то частота f на выходе устройства инварианта направлению потока энергии как для постоянного, так и для переменного тока. If the capacity of the counter C does not depend on the direction of counting, then the frequency f at the output of the invariant device is in the direction of energy flow for both direct and alternating current.

Предположим, что при потреблении энергии положительные импульсы Т_и длиннее отрицательных пауз Т_п, а при возврате энергии - отрицательные паузы Т_п длиннее положительных импульсов Т_и.Assume that the positive pulses T energy consumption _and longer pauses negative T _n, and for energy return - negative T _n pause longer positive pulse _and T.

Тогда сигнал на выходе устройства будет формироваться при потреблении энергии только в течение положительных импульсов Т_и, а при возврате - только в течение отрицательных пауз Т_п.Then the signal at the output of the device will be formed when energy is consumed only during positive pulses T _and , and when returned, only during negative pauses T _p .

Причем при потреблении энергии импульсы с выхода устройства будут поступать на второй выход устройства, так как в моменты их поступления на первый вход элемента И 12 на его втором входе имеются положительные Т_и, а при возврате энергии импульсы с выхода устройства будут поступать на третий выход устройства, так как в моменты их поступления на первый вход второго элемента И 13 на его втором входе имеется положительный сигнал - инверсия отрицательной паузы на выходе инвертора 10.Moreover, when energy is consumed, pulses from the output of the device will go to the second output of the device, since at the moment of their arrival at the first input of element And 12 there are positive T _and its second input, and when energy is returned, pulses from the output of the device will go to the third output of the device since at the moments of their arrival at the first input of the second element And 13 at its second input there is a positive signal - inversion of the negative pause at the output of the inverter 10.

Таким образом, второй выход устройства обеспечивает учет энергии только в одном направлении (например, только потребляемой энергии), третий выход - только в другом направлении (например, только энергии, возвращаемой в сеть), а выход устройства - учет энергии в любом направлении, в том числе суммы потребленной и возвращенной энергии. Thus, the second output of the device provides energy accounting in only one direction (for example, only energy consumed), the third output only in the other direction (for example, only energy returned to the network), and the output of the device provides energy accounting in any direction, in including the amount of energy consumed and returned.

Эта особенность выхода устройства может быть использована, например, в бытовых счетчиках энергии для исключения субъективного фактора. При неправильном включении счетчика его показания все равно будут возрастать, а точность измерения энергии не изменится. This feature of the device output can be used, for example, in household energy meters to eliminate the subjective factor. If the meter is turned on incorrectly, its readings will still increase, and the accuracy of energy measurement will not change.

Задержанный элементом задержки 7 сигнал с выхода устройства поступает на вход записи реверсивного счетчика 4 и по его информационным входам происходит запись информации с переключателей 11.1, 11.2 ... 11. n. The signal delayed by the delay element 7 from the output of the device goes to the recording input of the reversible counter 4 and information is recorded from its switches 11.1, 11.2 ... 11. n.

При потреблении энергии запись происходит во время положительных импульсов Т_и в прямом коде: по информационным входам, подключенным к выходу первого элемента неравнозначности 8, записываются "единицы", а по информационным входам, подключенным к выходу инвертора 10, - "нули".When energy is consumed, recording occurs during positive pulses T _and in the direct code: “information” is recorded on the information inputs connected to the output of the first disambiguity element 8, and “zeros” on the information inputs connected to the output of the inverter 10.

При возврате энергии запись происходит во время отрицательных пауз Т_п в инверсном коде: по информационным входам, подключенным к выходу первого элемента неравнозначности 8, записываются "нули", а по информационным входам, подключенным к выходу инвертора 10, - "единицы".When energy is returned, recording occurs during negative pauses T _p in the inverse code: “zeros” are recorded on the information inputs connected to the output of the first disambiguation element 8, and “units” are written on the information inputs connected to the output of the inverter 10.

Это обеспечивает возможность устанавливать емкость С реверсивного счетчика 4 и постоянную преобразования всего устройства одновременно для обоих направлений потоков энергии. This makes it possible to set the capacitance C of the reverse counter 4 and the constant conversion of the entire device simultaneously for both directions of energy flows.

(Действительно, если, например, реверсивный счетчик 4 имеет 4 двойных разряда и на переключателях 11.1. ... 11.4 набрано двоичное число 1011, то в прямом направлении счета в реверсивный счетчик 4 запишется число 1011 и его емкость С составит 5 импульсов; в обратном направлении счета в него запишется число 0100 и его емкость также составит 5 импульсов.)
Предположим, что на выходе счетчика 6 имеется единичный сигнал, в первый 8 и второй 9 элементы неравнозначности являются инверторами своих входных сигналов.(Indeed, if, for example, the reversible counter 4 has 4 double digits and the binary number 1011 is dialed on switches 11.1. ... 11.4, then in the forward direction of the count, the number 1011 is written to the reversible counter 4 and its capacity C will be 5 pulses; in the opposite in the direction of the count, the number 0100 will be written into it and its capacity will also be 5 pulses.)
Suppose that there is a single signal at the output of counter 6, in the first 8 and second 9 the elements of discontinuity are inverters of their input signals.

Тогда на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 2 поступают импульсы с выхода первого широтно-импульсного модулятора 1 после их инвертирования вторым элементом неравнозначности 9, что эквивалентно изменению знака сигнала Z на выходе второго широтно-импульсного модулятора 3:
Z = -θ_уX = -K₁X(Y+e_y). (5)
при этом сигнал θ_z на выходе второго широтно-импульсного модулятора 3 принимает вид:

Сигналы

инвертируются первым элементом неравнозначности 8, что эквивалентно изменению знака его выходного сигнала

Таким образом, с помощью первого 8 и второго 9 элементов неравнозначности сигнал (Y+9_y) реверсируется дважды (т.е. остается без изменения), а сигнал e_Z - только один раз.Then, the control input of the amplitude-pulse modulator 2 receives pulses from the output of the first pulse-width modulator 1 after they are inverted by the second element of unequality 9, which is equivalent to a change in the sign of the signal Z at the output of the second pulse-width modulator 3:
Z = -θ _for X = -K ₁ X (Y + e _y ). (5)
the signal θ _z at the output of the second pulse-width modulator 3 takes the form:

Signals

are inverted by the first element of unequality 8, which is equivalent to a change in the sign of its output signal

Thus, using the first 8 and second 9 elements of discontinuity, the signal (Y + 9 _y ) is reversed twice (i.e., remains unchanged), and the signal e _Z - only once.

Пусть счетчик 6 содержит m двоичных разрядов. Тогда сигнал на его выходе будет изменяться каждые 2^(m-1) периодов Т второго широтно-импульсного модулятора 3, и легко показать, что в среднем значении выходных сигналов первого элемента неравнозначности 8 за 2^m периодов Т не содержится сигнала e_Z.Let counter 6 contain m binary digits. Then the signal at its output will change every 2 ^(m-1) periods T of the second pulse-width modulator 3, and it is easy to show that the signal e _{Z is} not contained in the average value of the output signals of the first element of ambiguity 8 for 2 ^m periods T.

Так, при m = 1 выходной сигнал счетчика 6 изменяется в каждом периоде Т = Т_и+Т_п =

, при этом сигнал на выходе первого элемента неравнозначности 8 поочередно принимает вид (3) и (7), а его среднее значение

за два периода Т на содержит сигнала e_Z:

Средняя выходная частота f за два периода Т описывается выражением:

.So, with m = 1, the output signal of the counter 6 changes in each period T = T _and + T _p =

, while the signal at the output of the first element of the ambiguity 8 alternately takes the form (3) and (7), and its average value

for two periods T on contains the signal e _Z :

The average output frequency f for two periods T is described by the expression:

.

Из (3), (4) и (7) следует, что при отсутствии периодического реверсирования сигналов второго широтно-импульсного модулятора 3 смешение нуля e_Z на его входе приводит к самоходу, т.е. к появлению сигналов на выходе устройства и на втором или третьем выходе устройства в зависимости от знака e_Z при отсутствии в измеряемой сети потребления или возврата энергии.It follows from (3), (4) and (7) that, in the absence of periodic reversal of the signals of the second pulse-width modulator 3, the mixing of zero e _Z at its input leads to self-propelling, i.e. to the appearance of signals at the output of the device and at the second or third output of the device, depending on the sign of e _Z when there is no consumption or return of energy in the measured network.

В предлагаемом устройстве устранены самоходы и погрешность, обусловленная смещением нуля e_Z второго широтно-импульсного модулятора 3, при измерении энергии как постоянного, так и переменного тока.The proposed device eliminated self-propelled devices and the error due to a zero offset e _{Z of the} second pulse-width modulator 3, when measuring the energy of both direct and alternating current.

При измерении энергии постоянного тока относительная погрешность β (для счетчиков энергии нормируется не приведенная, а относительная погрешность), обусловленная смещением нуля e_Y первого широтно-импульсного модулятора, составляет:

.When measuring DC energy, the relative error β (for the energy meters is normalized not given, but the relative error), due to a zero offset e _{Y of the} first pulse-width modulator, is:

.

Однако при измерении энергии переменного тока за время, кратное целому числу периодов сети, интеграл от произведения e_y на сигнал X равен нулю, поэтому счетчик энергии переменного тока на основе описанного устройства не имеет погрешностей, обусловленных смещениями нулей как первого 1, так и второго 3 широтно-импульсных модуляторов.However, when measuring AC energy over a multiple of an integer number of network periods, the integral of the product e _y by the signal X is zero, therefore, the AC energy meter based on the described device does not have errors due to the displacements of zeros of both the first 1 and second 3 pulse width modulators.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь обеспечивает большую точность измерения энергии постоянного и переменного тока и обладает расширенными функциональными возможностями. Thus, in comparison with the prototype of the proposed Converter provides greater accuracy in measuring the energy of direct and alternating current and has advanced functionality.

Преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по второму варианту (фиг. 2) содержит первый широтно-импульсный модулятор 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, второй широтно-импульсный модулятор 3, n-разрядный реверсивный счетчик 4, генератор опорной частоты 5, счетчик 6, элемент задержки (например, пассивная RC-цепь) 7, элемент неравнозначности (исключающее ИЛИ) 8, инвертор 10, n переключателей 11.1, 11.2...11.n, элемент И 12, второй элемент И 13, второй амплитудно-импульсный модулятор 14, причем выход амплитудно-импульсного модулятора 2 является первым входом устройства, вход второго амплитудно-импульсного модулятора 14 является вторым входом устройства, выход переноса реверсивного счетчика 4 является выходом устройства, выходы элемента И 12 и второго элемента И 13 являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, выход амплитудно-импульсного модулятора 2 подключен к входу второго широтно-импульсного модулятора 3, выход которого соединен со входом счетчика 6 и с первым входом элемента неравнозначности 8, выход счетчика 6 соединен со вторым входом элемента неравнозначности 8 и с управляющим входом второго амплитудно-импульсного модулятора 14, выход первого широтно-импульсного модулятора 1 подключен к управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора 2, а его вход - к выходу второго амплитудно-импульсного модулятора 14, выход устройства соединен с первыми входами элемента И 12 и второго элемента И 13 и со входом элемента задержки 7, выход которого соединен со входом записи реверсивного счетчика 4, выход генератора опорной частоты 5 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 4, выход элемента неравнозначности 8 соединен с первыми входами переключателей 11.1, 11.2...11.n, с входом инвертора 10, с управляющим входом реверсивного счетчика 4 и со вторым входом элемента И 12, выход инвертора 10 соединен со вторыми входами переключателей 11.1, 11.2...11. n и со вторым входом второго элемента И 13, выходы переключателей 11.1, 11.2...11.n подключены к одноименным информационным входам реверсивного счетчика 4. The energy converter of direct and alternating current into the number of pulses according to the second embodiment (Fig. 2) comprises a first pulse-width modulator 1, an amplitude-pulse modulator 2, a second pulse-width modulator 3, an n-bit reversible counter 4, a reference frequency generator 5, counter 6, delay element (for example, passive RC circuit) 7, disambiguation element (exclusive OR) 8, inverter 10, n switches 11.1, 11.2 ... 11.n, element 12, second element 13, second amplitude pulse modulator 14, and the output of the amplitude-pulse mode Ulator 2 is the first input of the device, the input of the second amplitude-pulse modulator 14 is the second input of the device, the transfer output of the reverse counter 4 is the output of the device, the outputs of the element And 12 and the second element And 13 are respectively the second and third outputs of the device, the output of the pulse-amplitude modulator 2 is connected to the input of the second pulse-width modulator 3, the output of which is connected to the input of the counter 6 and to the first input of the disambiguation element 8, the output of the counter 6 is connected to the second input of the element the ambiguity 8 and with the control input of the second pulse-amplitude modulator 14, the output of the first pulse-width modulator 1 is connected to the control input of the pulse-amplitude modulator 2, and its input is to the output of the second pulse-amplitude modulator 14, the output of the device is connected to the first inputs element And 12 and the second element And 13 and with the input of the delay element 7, the output of which is connected to the recording input of the reversing counter 4, the output of the reference frequency generator 5 is connected to the counting input of the reversing counter 4, the output is The ambiguity element 8 is connected to the first inputs of the switches 11.1, 11.2 ... 11.n, with the input of the inverter 10, with the control input of the reverse counter 4 and with the second input of the element And 12, the output of the inverter 10 is connected to the second inputs of the switches 11.1, 11.2 .. .eleven. n and with the second input of the second element And 13, the outputs of the switches 11.1, 11.2 ... 11.n are connected to the same information inputs of the reverse counter 4.

Преобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов по второму варианту (фиг. 2) работает следующим образом. The Converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses in the second embodiment (Fig. 2) works as follows.

При нулевом (единичном) сигнале на выходе счетчика 6 элемент неравнозначности 8 и второй амплитудно-импульсный модулятор 14 является повторителями (инверторами) своих входных сигналов. With a zero (single) signal at the output of the counter 6, the element of discontinuity 8 and the second amplitude-pulse modulator 14 are repeaters (inverters) of their input signals.

Предположим, что на выходе счетчика 6 имеется нулевой сигнал, а элемент неравнозначности 8 и второй амплитудно-импульсный модулятор 14 являются повторителями своих входных сигналов. Suppose that there is a zero signal at the output of counter 6, and the discontinuity element 8 and the second amplitude-pulse modulator 14 are repeaters of their input signals.

Первый широтно-импульсный модулятор 1 преобразует сигнал на втором входе устройства в относительную разность длительностей временных интервалов θ_y: :

,
где
e_y - смещение нуля, приведенное к его входу;
K₁ - постоянный коэффициент;
T₁ - длительность импульса;
T₂ - длительность паузы.The first pulse-width modulator 1 converts the signal at the second input of the device into a relative difference in the lengths of time intervals θ _y :

,
Where
e _y is the zero offset reduced to its input;
K ₁ is a constant coefficient;
T ₁ - pulse duration;
T ₂ - the duration of the pause.

Амплитуда сигнала Z на выходе амплитудно-импульсного модулятора 2 пропорциональна амплитуде сигнала X на первом входе устройства, причем в течение импульса T₁ их полярности одинаковы, а в течение паузы T₂ выходной сигнал Z имеет полярность, противоположную полярности сигнала X. )По существу амплитудно-импульсный модулятор 2 является переключателем полярности или, другими словами, реверсивным переключателем).The amplitude of the signal Z at the output of the pulse-amplitude modulator 2 is proportional to the amplitude of the signal X at the first input of the device, and during the pulse T ₁ their polarity is the same, and during the pause T _{2 the} output signal Z has the polarity opposite to the polarity of the signal X.) pulse modulator 2 is a polarity switch or, in other words, a reversing switch).

Для сети постоянного тока среднее значение выходного сигнала Z за период преобразования T = T₁ + T₂ пропорционально мощности:

.For a DC network, the average value of the output signal Z during the conversion period T = T ₁ + T _{2 is} proportional to the power:

.

Для сети переменного тока, если период преобразования T много меньше периода сети T_c, то среднее значение выходного сигнала Z за период T пропорционально мгновенной мощности, а за период сети T_c - активной мощности.For an alternating current network, if the conversion period T is much less than the period of the network T _c , then the average value of the output signal Z for the period T is proportional to the instantaneous power, and for the period of the network T _c - the active power.

Второй широтно-импульсный модулятор 3 также преобразует входной сигнал Z в относительную разность длительностей временных интервалов

, имеет период преобразования, много больший периода преобразования первого широтно-импульсного модулятора 1 и является интегрирующим преобразователем, поэтому сигнал Z за период преобразования первого широтно-импульсного модулятор 1 можно считать постоянным (он фильтруется интегратором второго широтно-импульсного модулятора 3) и пропорциональным измеряемой мощности.The second pulse-width modulator 3 also converts the input signal Z into a relative difference in the lengths of time intervals

has a conversion period much longer than the conversion period of the first pulse-width modulator 1 and is an integrating converter, therefore, the signal Z during the conversion period of the first pulse-width modulator 1 can be considered constant (it is filtered by the integrator of the second pulse-width modulator 3) and proportional to the measured power .

Работа второго широтно-импульсного модулятора 3 с учетом (12) описывается уравнением:

,
где
K₂ - постоянный коэффициент;
e_Z - смещение нуля, приведение к его входу;
T_и - длительность импульса;
T_п - длительность паузы.The work of the second pulse-width modulator 3 taking into account (12) is described by the equation:

,
Where
K ₂ is a constant coefficient;
e _Z - zero offset, reduction to its input;
T _and - pulse duration;
T _p - the duration of the pause.

В дальнейшем условимся, что импульсы T_и имеют положительную, а паузы T_п - отрицательную полярности.In the future, we agree that the pulses T _and have a positive, and the pauses T _p - negative polarity.

Сигнал θ_z подается на управляющий вход реверсивного счетчика 4, а на его счетный вход подаются импульсы опорной частоты f₀ с выхода генератора опорной частоты 5. В течение положительных импульсов T_и производится сложение, а в течение отрицательных пауз T_п - вычитание этих импульсов, при этом частота импульсов на выходе устройства (на выходе переноса реверсивного счетчика 4) составляет

где
C - емкость реверсивного счетчика 4,
а количество импульсов за время измерения пропорционально энергии.The signal θ _z is supplied to the control input of the reversible counter 4, and the reference frequency pulses f ₀ from the output of the reference frequency generator 5 are fed to its counting input. During positive pulses T _, addition is made, and during negative pauses T _p , these pulses are subtracted, wherein the pulse frequency at the output of the device (at the transfer output of the reverse counter 4) is

Where
C is the capacity of the reverse counter 4,
and the number of pulses during the measurement is proportional to the energy.

Если емкость счетчика C не зависит от направления счета, то частота f на выходе устройства инвариантна направлению потока энергии как для постоянного, так и для переменного тока. If the capacity of the counter C does not depend on the direction of counting, then the frequency f at the output of the device is invariant to the direction of the energy flow for both direct and alternating current.

Предположим, что при потреблении энергии положительные импульсы T_и длиннее отрицательных пауз T_п, а при возврате энергии - отрицательные паузы T_п длиннее положительных импульсов T_и. Тогда сигнал на выходе устройства будет формироваться при потреблении энергии только в течение положительных импульсов T_и, а при возврате - только в течение отрицательных пауз T_п.Assume that the energy consumption of T positive pulses _and longer pauses negative T _n, and for energy return - negative T _n pause longer positive pulse _and T. Then the signal at the output of the device will be formed when energy is consumed only during positive pulses T _and , and when returned, only during negative pauses T _p .

Причем при потреблении энергии импульсы с выхода устройства будут поступать на второй выход устройства, так как в моменты их поступления на первый вход элемента И 12 на его втором входе имеются положительные T_и, а при возврате энергии импульсы с выхода устройства будут поступать на третий вход устройства, так как в моменты их поступления на первый вход второго элемента И 13 на его втором входе имеется положительный сигнал - инверсия отрицательной паузы на выходе инвертора 10.Moreover, when energy is consumed, pulses from the output of the device will go to the second output of the device, since at the moment of their arrival at the first input of element And 12 there are positive T _and its second input, and when energy is returned, pulses from the output of the device will go to the third input of the device since at the moments of their arrival at the first input of the second element And 13 at its second input there is a positive signal - inversion of the negative pause at the output of the inverter 10.

Таким образом, второй вход устройства обеспечивает учет энергии только в одном направлении (например, только потребляемой энергии), третий выход - только в другом направлении (например, только энергии, возвращенной в сеть), а выход устройства - учет энергии в любом направлении, в том числе суммы потребленной и возвращенной энергии. Thus, the second input of the device provides energy accounting in only one direction (for example, only consumed energy), the third output only in the other direction (for example, only energy returned to the network), and the output of the device records energy in any direction, in including the amount of energy consumed and returned.

Заданный элементом задержки 7 сигнал с выхода устройства поступает на вход записи реверсивного счетчика 4 и по его информационным входам происходит запись информации с переключателей 11.1, 11.2...11.n. The signal set by the delay element 7 from the output of the device goes to the recording input of the reversible counter 4 and information is recorded from its switches 11.1, 11.2 ... 11.n via its information inputs.

При потреблении энергии запись происходит во время положительных импульсов T_и в прямом коде: по информационным входам, подключенным к выходу элемента неравнозначности 8, записываются "единицы", а по информационным входам, подключенным к выходу инвертора 10 - "нули".When energy is consumed, recording occurs during positive pulses T _and in the direct code: “information” is recorded on the information inputs connected to the output of the discontinuity element 8, and “zeros” on the information inputs connected to the output of the inverter 10.

При возврате энергии запись происходит во время отрицательных пауз T_п в инверсном коде: по информационным входам, подключенным к выходу элемента неравномерности 8, записываются "нули", а по информационным входам, подключенным к выходу инвертора 10 - "единицы".When energy is returned, recording occurs during negative pauses T _p in the inverse code: “zeros” are recorded at the information inputs connected to the output of the element of unevenness 8, and “units” are recorded at the information inputs connected to the output of the inverter 10.

Это обеспечивает возможность устанавливать емкость C реверсивного счетчика 4 и постоянную преобразования всего устройства одновременно для обоих направлений потока энергии. This makes it possible to set the capacitance C of the reverse counter 4 and the constant conversion of the entire device simultaneously for both directions of energy flow.

(Действительно, если, например, реверсивный счетчик 4 имеет 4 двоичных разряда и на переключателях 11.1...11.4 набрано двоичное число 1011, то в прямом направлении счета в реверсивный счетчик 4 запишется число 1011 и его емкость C составит 5 импульсов; в обратном направлении счета в него запишется число 0100 и его емкость также составит 5 импульсов.)
Предположим, что на выходе счетчика 6 имеется единичный сигнал, а элемент неравнозначности 8 и второй амплитудно-импульсный модулятор 9 являются инверторами своих входных сигналов. (Второй амплитудно-импульсный модулятор 9 также является переключателем полярности или, другими словами, реверсивным переключателем).(Indeed, if, for example, the reverse counter 4 has 4 binary digits and the binary number 1011 is dialed on switches 11.1 ... 11.4, then in the forward direction of the count, the number 1011 is written to the reverse counter 4 and its capacity C will be 5 pulses; in the opposite direction counting, the number 0100 will be written into it and its capacity will also be 5 pulses.)
Suppose that there is a single signal at the output of counter 6, and the discontinuity element 8 and the second amplitude-pulse modulator 9 are inverters of their input signals. (The second pulse-amplitude modulator 9 is also a polarity switch or, in other words, a reversing switch).

Тогда на вход первого широтно-импульсного модулятора 1 подается сигнал Y, а сигнал Z на входе второго широтно-импульсного модулятора 3 имеет вид:
Z = K₁(-Y + e_y)X = -K₁X(Y - e_y). (15)
При этом сигнал θ_z на выходе второго широтно-импульсного модулятора 3 описывается уравнением:

Сигналы

инвертируются элементом неравнозначности 8, что эквивалентно изменению знака его выходного сигнала

Таким образом, с помощью элемента неравнозначности 8 и второго амплитудно-импульсного модулятора 9 сигнал Y реверсируется дважды (т.е. остается без изменения), а сигналы e_y и e_z - только один раз.Then, the signal Y is supplied to the input of the first pulse-width modulator 1, and the signal Z at the input of the second pulse-width modulator 3 has the form:
Z = K ₁ (-Y + e _y ) X = -K ₁ X (Y - e _y ). (15)
The signal θ _z at the output of the second pulse-width modulator 3 is described by the equation:

Signals

are inverted by the disambiguation element 8, which is equivalent to a change in the sign of its output signal

Thus, using the discontinuity element 8 and the second amplitude-pulse modulator 9, the signal Y is reversed twice (i.e., remains unchanged), and the signals e _y and e _z only once.

Пусть счетчик 6 содержит m двоичных разрядов. Тогда сигнал на его выходе будет изменяться каждые 2^(m-1) периодов T второго широтно-импульсного модулятора 3, и легко показать, что в среднем значении выходных сигналов элемента неравномерности 8 за 2^m периодов T не содержится сигналов e_y и e_z.Let counter 6 contain m binary digits. Then the signal at its output will change every 2 ^(m-1) periods T of the second pulse-width modulator 3, and it is easy to show that the average value of the output signals of the element of unevenness 8 for 2 ^m periods T does not contain signals e _y and e _z .

Так, при m = 1 выходной сигнал счетчика 6 изменяется в каждом периоде T = T_и + T_п =

, при этом сигнал на выходе элемента неравнозначности 8 поочередно принимает вид (13) и (17), а его среднее значение

за два периода T не содержит сигналов e_y и e_z:

Средняя выходная частота f за два периода T описывается выражением

Из (13), (14) и (17) следует, что при отсутствии периодического реверсирования сигналов второго широтно-импульсного модулятора 3 смещение нуля e_z на его выходе приводит к самоходу, т.е. к появлению сигналов на выходе устройства и на втором или третьем выходе устройства в зависимости от знака e_z при отсутствии в измеряемой сети потребления или возврата энергии.So, for m = 1, the output signal of counter 6 changes in each period T = T _and + T _p =

, while the signal at the output of the discontinuity element 8 takes on the form (13) and (17), and its average value

for two periods T does not contain signals e _y and e _z :

The average output frequency f over two periods T is described by the expression

From (13), (14) and (17) it follows that in the absence of periodic reversal of the signals of the second pulse-width modulator 3, a zero offset e _z at its output leads to self-propelling, i.e. to the appearance of signals at the output of the device and at the second or third output of the device, depending on the sign of e _z in the absence of consumption or return of energy in the measured network.

В передающем устройстве устранены самоход и погрешность, обусловленная смещениями нулей e_y первого 1 и e_z второго 3 широтно-импульсных модуляторов, при измерении энергии как переменного, так и постоянного тока.The self-propelled device and the error caused by the displacements of the zeros e _{y of the} first 1 and e _{z of the} second 3 pulse-width modulators, when measuring the energy of both alternating and direct current, are eliminated in the transmitting device.

Это создает предпосылки для проверки преобразователя энергии переменного тока на постоянном токе. This creates the prerequisites for testing an AC / DC power converter.

Claims

1. The Converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses containing an amplitude-pulse modulator, the input of which is the first input of the device, the first pulse-width modulator, the input of which is the second input of the device, the second pulse-width modulator, the input of which is connected to the output amplitude -pulse modulator, as well as an n-bit reversible counter, the counting input of which is connected to the output of the reference frequency generator, and the transfer output is the output of the device, amplitude-pulse The modulator and the reversible counter have control inputs, characterized in that a counter, a delay element, first and second disambiguation elements, an inverter and n switches are inserted into it, the first inputs of which are interconnected, the second inputs are also interconnected, and the outputs are connected to information inputs of the reverse counter with the same name, while the output of the second pulse-width modulator is connected to the input of the counter and to the first input of the first element of unevenness, the output of the counter is connected to the second input of the nth element of ambiguity and with the first input of the second element of ambiguity, the second input of the second element of ambiguity is connected to the output of the first pulse-width modulator, and its output is connected to the control input of the amplitude-pulse modulator, the output of the first element of ambiguity is connected to the control input of the reversible counter, to the input inverter and to the first inputs of the switches, the second inputs of which are connected to the inverter output, the input of the delay element is connected to the output of the device, and its output to the recording input eversivnogo counter.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the element And is inserted into it, the first input of which is connected to the output of the device, the second input is to the output of the first element of disambiguation, and the output is the second output of the device.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the second element AND is introduced into it, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the inverter, and the output is the third output of the device.

4. The Converter of energy of direct and alternating current into the number of pulses, containing an amplitude-pulse modulator, the input of which is the first input of the device, the first pulse-width modulator, the second pulse-width modulator, the input of which is connected to the output of the pulse-amplitude modulator, as well as n -digit reversible counter, the counting input of which is connected to the output of the reference frequency generator, and the transfer output is the output of the device, the pulse-amplitude modulator and the reversible counter have a control inputs, characterized in that a counter, a delay element, an ambiguity element, an inverter, a second amplitude-pulse modulator and n switches are inserted into it, the first inputs of which are interconnected, the second inputs are also interconnected, and the outputs are connected to the same information inputs a reverse counter, while the output of the second pulse-width modulator is connected to the input of the counter and to the first input of the unequal element, the input of the second amplitude-pulse modulator is the second input of the device state, and its output is connected to the input of the first pulse-width modulator, the control input of the pulse-width modulator is connected to the output of the first pulse-width modulator, the output of the counter is connected to the second input of the discontinuity element and to the control input of the second amplitude-pulse modulator, the output of the discontinuity element connected to the control input of the reversible counter, to the input of the inverter and to the first inputs of the switches, the second inputs of which are connected to the output of the inverter, the input of the delay element is connected It is used to output the device, and its output to the input of the reverse counter record.

5. The Converter according to claim 4, characterized in that the element And is inserted into it, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the disambiguation element, and the output is the second output of the device.

6. The Converter according to claim 4, characterized in that the second element AND is introduced into it, the first input of which is connected to the output of the device, the second input to the output of the inverter, and the output is the third output of the device.