00
о
:о 1 Изобретение относитс к электроизмерительной технике. Известен способ измерени мощнос основанный на сравнении измер емой мощности с мощностью, пропорциональ ной эталонному напр жению, и измене НИИ величины последнего по результатам сравнени П. Недостатком этого способа вл ет с высока сложность, вызываема необходимостью наличи меры эталонного напр жени с большим количеством дискретных значений. Так, дл достижени точности измерени 0,02%- необходима мера напр жени с 10 значений. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности вл етс способ измерени мощности путем соз дани эталонных компенсирующих напр жени и тока и сравнени их соот ветственно с напр жением и током силовой цепи с последующим изменени . ем эталонных компенсирующих величин по результатам сравнени 2. Недостатком известного способа вл етс сравнительно невысока точ ность измерени , ограниченна точно стью используемых линейных пр моуго но-координатных компенсаторов и практической нереализуемостью дискр ных пр моугольно-координатных компе саторов с требуемым количеством дискретных значений. Цель изобретени - повьш1ение точ ности измерени . Поставленна цель достигаетс те что согласно способу измерени мощности , основанному на создании эталонЛого компенсирующего напр жени и эталонного компенсирующего тока, измер ют разность между током силовой цепи и эталонным компенсирующим током и разность между напр жением ошовой цепи и эталонным компенсирующим напр жением, а мощность Р определ ют по формуле: Р2+ Р,+ Р, где Р, - мощность, создаваема эталонным компенсирующим напр жением и разностью токов; мощность, создаваема эталонным компенсирукидам токо и разностью напр жений; мопдаость, создаваема разностью напр жений и разностью токов; 09 Р - мощность, создаваема эталонными компенсирующими током и напр жением, Повьшение точности измерени мощности достигаетс за счет того, что наибольша составл юща мощности, определ ема по небольшому числу образованных с помощью мер дискретных значений компенсирующих тока и напр жени , имеющих ту же частоту, что и ток нагрузки, находитс с высокой точностью. Остальные составл ющие измер емой мощности имеют на пор док меньше значени , поэтому их погрешность более чем на пор док меньше вли ет на точность измерени . Эти составл ющие могут измер тьс методом пр мого преобразовани , например, стрелочными приборами или статическими преобразовател ми мощности, т.е. использу , например, ваттметры класса 0,2-1,0jкомпенсаторы тока, напр жени класса О,02 можно измер ть мощность с погрешностью пор дка 0,02%. На чертеже представлена схема устройства дл осуществлени предложенного способа. Устройство содержит измерители 13 мощности, компенсатор 4 тока, компенсатор 5 напр жени и вычислительный блок 6, нагрузку 7 силовой цепи и шунт 8. При измерении мощности переменного тока устройство содержит также блок 9 синхронизации. С помощью мер формируют компенсирующие ток и напр жение и фазовый сдвиг между ними, вычисл ют по ним .компенсирующую мощность, образуют разность напр жений на нагрузке и компенсирующих разность токов нагрузки, измер ют первую мощность, котора может быть создана компенсирующим током и разностью напр жений, измер ют вторую мощность, котора может быть создана компенсирующим напр жением и разностью токов, измер ют третью мощность, котора может быть создана разностью напр жений и разностью токов, суммируют первую, вторую и третью измеренные мощности с компенсирующей мощностью. Измер ема мощность может быть представлена через отдельные соста-. вл ющие следующим образом: РК.(1) где Р , Р и Р - перва , втора и треть измер емые мощности; Р - мощность, котора может быть . создана компенсирующим током под действием напр жени , равного компенсирующему напр жению. Пусть напр жение на нагрузке y(t)(tot+4), ток нагрузки I(t) I sinoJt, компенсирующее напр жени U(((t)Unp,Csinut+qi) . компенсирующий ток I)((t)I(sinut+tp2), тогда, например , активные составл ющие мощности могут быть определены следующим образом: p,4 vM- ucMdt, Р2 М(.1(МикН)с, о P j XM-uUlDdt, о UKW-:)., гдeЛU(t)U(t)-U(t); ul(t)l(t)-lk(t); Т - период. Подставл в (10 выражени дл Рд , Е,, , P,;j и PJJ , получим соотношени дл среднего значени активной мощности . т. P jUUV iiUt-4u.3 -Gost, т.е.выражение (I) соответствует точному значению измер емой мощности . Определение Р, осуществл етс в цифровой форме по дискретным значени м компенсирующих тока и напр жени , поэтому точность определени мощности Р зависит практически тол ко от точности задани компенсирующих тока, напр жени и сдвига между ними с помощью мер. Устройство дл осуществлени предложенного способа работает следуницим образом. Ток нагрузки iCt) протекает, чере шунт 8, токовые цепи измерителей 2 и 3 мощности и сопротивление нагруз ки 7. Компенсирующий ток ly-(t), создаваемый компенсатором А тока течет через токовые цепи измерител 1 мощ ности, измерителей 2 и 3 мощности и шунт 8. Токи I(t) и ) направлены вет чно, позтому падение напр жени (t), где RQ- сопротивление шун та 8, вл етс сигналом рассогласовани дл компенсатора 4 тока, а ра 94 ность ul(t) вл етс входным сигналом по токовому входу измерителей 2 и 3 мощности. Блок 9 формирует опорный синхросигнал, так что компенсатор 5 напр жени формирует с определенным фазовым сдвигом компенсирующее напр жение Uv(t) относительно тока I(t), фаза которого вл етс опорной дл компенсатора 5. Выходное напр жение компенсатора 5 непосредственно подаетс на входную цепь напр жени измерител 2 мощности . На входные цепи напр жени измерителей 1 и 3 мощности подаетс разность напр жений U(t)-Uyi;(t) , так как напр жени на нагрузке 7 и на выхода компенсатора 5 действуют в общей цепи последовательно и встречно- один к другому. , Выходные дискретные сигналы с компенсатора 4 о значении тока I(t) и с компенсатора 5 о значе ни х напр жени Uj,(t) и фазового сдвига между током Ij-Ct) и напр жением U(t) поступают на вычислительный блок 6, который производит вычисление мощности -Р, а также суммирование с ней сигналов с выходов измерителей 1-3 мощности, пропорциональных соответственно значени м t 3 Функции блока 6 может выполн ть также оператор. Так как число дискретных значений Uj,.(t) |I(t),cp к (t) может быть пор дка 3 - 5, то конструкци компенсаторов тока 4 и напр жени 5 весьма несложна. Компенсаторы 4 и 5 могут быть выбраны пол рно-координатные, так что, например, в компенсаторе 5 напр жени , где в качестве опорной используетс фаза тока I(t), формируемый фазовый сдвиг cf - ср, вл етс фазовым сдвигом между то , напр жением U(t). g случае сигналы InCt) и ) могут быть не синусоидальными, а могут, например, представл ть собой совокупность импульсов пр моугольной формы. Основным требованием к сигналам I)(t) и ) вл етс близость их скал рного произведени к произведению тока и напр жени нагрузки с учетом соответствующих фазовых сдвигов. Применение известного способа позвол ет , использу соответствующие
5108790 6
измерители мощности сравнительно низ- ностьизмерени в диапазоне звукой точности и точные компенсаторы то- ковыхчастот пор дка 0,02% и ка и напр жени , обеспечить погреш- выше,i