SU1257541A1 - Преобразователь активной мощности в цифровой код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  построени  преобразователей активной мощности переменного тока в цифровой код. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напр жени  в частоту следовани  импульсов, нуль-орган 4, формирователь 5 импульсов стабильной длительности , инвертор 6, элементы И 7 и 8, регистратор 15 результата, реверсивный счетчик 18 и элемент 21 задержки, дополнительно введены элементы И 9 и 10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13 и 14, счетчик 16, преобразователь код-частота 17, реверсивный счетчик 19 и элемент задержки 20. Устройство обеспечивает на пор док повышение точности преобразовани . 2 ил. о. ел с: cpue.t

Description

«

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  построени  преобразователей активной мощности переменного тока в цифровой код.

Цель изобретени  - повьпиение точности .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразовател  активной мощности в цифровой код на фиг. 2 - временна  диаграмма,по сн юща  его работу.

Преобразователь активной мощности в цифровой код содержит входной блок 1, преобразователи первый 2 и второй 3 напр жени  в частоту следовани  импульсов 5 нуль-орган 4, формирователь 5 имл-ульсов ст абильнай длительности, инвертор 6, элементы И с первого по четвертый 7-10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13 и 14, регистратор 15 результата, счетчик 16, преобразователь код-частота 17, реверсивные счетчики 18 и 19, и элементы второй 20, первый 21 задержки.

Входы входного блока 1 подключены к входным шинам, первый выход - к входу преобразовател  2 напр жени  в частоту и входу нуль-органа 4, а второй выход - к входу преобразовател  3 напр жени  в частоту. Выход преобразовател  2 напр жени  в частоту соединен с входом формировател  5 импульсов стабильной длительности , выход которого подключен к входу установки первого триггера 13, первому входу элемента И 7 и через инвертор 6 - к входу установки второго триггера 14 и первому, входу эле мента И 8. Выход нуль-органа 4 соединен с входом записи регистратора 15 результата и через элемент 21 задержки - с установочными входами реверсивных счетчиков 18 и 19. Выход преобразовател  3 напр жени  в-частоту подключен к входам установки в нуль триггеров 13 и 14 и через элемент 20 задерлски - к вторым входам элементов И 7 и 8. Вьпсоды триггеров 13 и 14 соединены соответствен но с первыми входами элементов И 9 и 10, вторые входы которых подключены к выходу преобразовател  код-частота 17, а выходы - соответственно к входам сложени  и вычитани  второго счетчика 19. Выход триггера 13 соединен С установочньгм входом счетчика 16, вход которого подключен к

57541 2

выходу элемента И 7 и первому входу элемента ИЛИ 11, а разр дные выходы- к входам управлени  преобразовател  код-частота 17. Выходы сложени  и

5 вь читани  реверсивного счетчика 19 подключены соответственно к вторым входам элементов ИЛИ 11 .и 12, а разр дные вьтходы - к входам второй группы входов, регистратора 15 результа

to та, входы первой группы входов которого соединены с разр дными выходами реверсивного счетчика 18. Первый вход элемента ИЛИ 12 подключен к выходу элемента И 8, а выходы элементов

tS ИЛИ 11 и 12 соединены соответственно с входами сложени  и вычитани  реверсивного счетчика i8.

Устройстве работает следующим образом.

20 Входные ток i(t) и напр жение u(t) преобразуютс  входньп блоком 1 в нормированные напр жени , а затем преобразовател ми 3 и 2 напр жени  в частоту (ПМЧ) J3 частоты следовани  импуль сов соответственно:

f;(t) f; S;.i(tb Kj) fi,(t) f,+ S,.u(t),

где Sy, f

uo

o io крутизна .и

частота следо вани  импульсов на выхо- 30 де при нулевом, входном сигнале дл  гфеобразователей 2 и 3 соответственно

К j - коэффициент пропорциональности .

С по влением импульсов па его , гжоде формирователь 5 формирует импульсы стабильной длительности Т,,, в течение которых реверсивньп счетчик 18 в режиме сложени  подсчитывает импульсы .с выхода преобразовател  3. Р Б промежутках же между Т,;- импульсы с выхода преобразовател  3 поступают на вход вычитани  реверсивного счетчика 18. При этом в последнем за период Т( сигнала u(t) при условии, ...J что u(t) и i(t) периодические переменные сигналы. Т 1/2fд,, и S; df; (t)/di(t)/1. , накапливаетс  число импульсов ) , определ емое без учета погрешности от дискретнос- Q ти счета из вьфажени 

Т, N«.«(t) |-ji(t).u(t)dc, (2)

fi

В течение каждого ихлульса Т, 55 стабильной длительности (фиг.2а) в счетчике 16, устанавливаемом предварительно 3 конце отрезка времени с, в О,производитс  подсчет числа задержанных импульсов частотой следовани  fj (t) с выхода преобразовател  3 напр жени  в частоту

N;{t) T.f;(t). (3) Выходной код счетчика 16  вл етс  управл ющим дл  преобразовател  код- частота 17, на выходе которого формируетс  частотно-импульсна  последовательность со средней частотой следовани  при управл ющем коде Nj(t)

, 2Mfi(t), (4) где М - коэффициент пропорциональности (м -||- -).

Так как (t) А, то всегда можно так подобрать f, чтобы . В нХчале очередного интервала Т, триггер 13 устанавливаетс  в 1 (фиг, 2в), разреша  прохождение импульсов с выхода преобразовател  17 на вход сложени  реверсивного счетчика 19 до по влени  ближайшего им- пульйа на выходе преобразовател  3 (фиг. 26), сбрасывающего триггер 13 в О. По окончании Т. устанавливаетс  в 1 триггер 14 (фиг. 2г), разреша  прохождение импульсов с выхода преобразовател  17 на вход вычитани  реверсивного счетчика 19 до по влени  ближайшего импульса на выходе преобразовател  3, сбрасывающего триггер 14 в О.

За очередной временной интервал (TC 2) суммарное показание счетчиков 18 и 19 при коэффициенте пересчета последнего М увеличитс  на число NV (Тсг-,н)-f;(t)M + + Т-С.) tf;(t)-2M Т,,. f;(t)x X М + (С, -tj)-f| (t) M, (5) причем первое слагаемое преобразованного выражени  определ ет результат счета дл  Т, а второе слагаемое - корректирующие поправки дл  второй и первой составл ющих погрешностей соответственно предшествующей текущему TjjT и последующей на ним пауз

ri/fu(t) - Тс,.

По окончании периода исследуемых сигналов Т импульсом с выхода нуль- органа содержимое реверсивных счетчиков 18 и 19 переноситс  в регистратор 15, а счетчики 18 и 19 через врем , определ емое элементом 21 задержки , сбрасываютс .

Относительна  погрешность от дискретности счета дл  одного Т не пре- вьш)ает

2575414

Si,., (6) а среднеквадратическое значение суммарной относительной погрешности от дискретности составит

T,{4(tl

i: tioJ(M-l; IJl

T,fu(

(7)

Предлагаемьй преобразователь активной мощности в цифровой код выгодно отличаетс  от прототипа, так как имеет более высокую точность преобразовани .

Действительно, отношение погрешностей от дискретности дл  предлагаемого преобразовател  и прототипа составл ет:

8. /S

t

t/M,.

При добавлении к показанию, мощности одного дес тичного разр да М 10, получим

8,/Вд, 0,1,

Т.е-, точность преобразовани  увеличиваетс  на пор док.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь активной мощности

   в цифровой код, содержащий входной блок, первый и второй преобразователи напр жени  в частоту, нуль-орган, формирователь импульсов стабильной длительности, инвертор, первый и второй элементы И, первый реверсинный счетчик, регистратор результата и первый элемент задержки, причем входы входного блока  вл кзтс  входами преобразовател  активной мощности,

   первый выход подключен к входу первого преобразовател  напр жени  в частоту и входу нуль-органа, а второй выход - к входу второго преобразовател  напр жени  в частоту, выход первого преобразовател  напр жени  в частоту соединен с входом формировател  импульсов стабильной длительности , выход которого подключен к первому входу первого элемента Н и

   через инвертор - к первому входу

   второго элемента И, выход нуль-органа соединен с входом записи рег ист- ратора результата и чсфез первый

   элемент задержки с установочным входом первого реверсивного, счетчика разр дные выходы которого подключены к входам первой группы входо регистратора результата, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены счет- .чик, преобразователь код-частота, второй реверсивный счетчик, первый и второй триггеры, третий и четвер- тьй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и второй элемент задержки, причем выход второго преобразовател  напр жени  в частоту подключен к входам сброса триггеров и через второй элемент задержки, - к вторым входам первого и второго  лементов И, входы установки первого и второго триггеров соединены соответственно с выходом формировател  ,сов стабильной длительности и выходом инвертора , а пр мые выходы - с первыми 1зходами соответственно третьего и /четвертого элементов И, вторые входы

   2575А16

   которых подключены к выходу преобразовател  код-частота, а выходы - соответственно к входам сложени  и вычитани  второго реверсивного счетчика , инверсньй выход первого триггера подключен к установочному входу счетчика , вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, а разр дные

   JO вьрходы - с входами управлени  преобразовател  код-частота, выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с. вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом втоJ5 рого элемента ИЛИ, разр дные выходы - с входами второй входов регистра результата, а установочньй вход - с вь ходом первого элемента задержки, второй вход второго элемен20 та ИЛИ подключен к выходу второго элемента И, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами сложени  и вычитани  первого реверсивного счетчика.

   5

   .IOLJL.

   Гг

   ЛfL rd-Jl--JL Jl-. ,

   -. t

   J. L

   т

   J. L

   fCfrf

   л

   Редактор М.Петрова

   Заказ 4912/42 Тираж 728Подписное

   ВНИИИИ Государственного когдатета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предприетие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   Составитель С.Кабиков

   Техред Л.Олейник Корректор М.Самборска