SU1275308A1 - Преобразователь активной мощности в цифровой код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее входной преобразователь 2 напр жени , источник 3 опорного напр жени , перемножитель 11, интегратор 15, генератор 16 импульсов, сравнивающий блок 17, цифровой делительный блок 18, введены аналоговые коммутаторы 4 и 5, компараторы 6 и 7, формирователи 8 и 9 модул , блок 10 управлени , логический элемент 12 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управл емый инвертор 13, логический элемент ИЛИ 14. Независимо от знака произведени  входных сигналов перемножитель работает в одном квадранте (Л в течение обоих тактов интегрировани , вследствие чего сокращаетс  нелинейность и соответственно повышаетс  точность. 1 ил. to ел со о 00

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности. Цель изобретени  - повышение точности измерени . На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразовател . Преобразователь активной мощности в цифровой код содержит входной преобразователь 1 тока, входной преобразователь 2 напр жени , источник 3 опорного напр жени , первый 4 и второй 5 аналоговые коммутаторы, первый 6 и второй 7 компараторы, первый 8 и второй 9 формирователи модул , блок 10 управлени , перемножитель 11, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, управл емый инвертор 13, логический элемент ИЛИ 14, интегратор 15, генератор 16 импульсов, сравнивающий блок 17 и цифровой делительный блок 18. Выход входного преобразовател  1 тока соединен с первым входом первого аналогового коммутатора 4 и с вхо дом первого компаратора 6, выход пре образовател  2 напр жени  соединен с первым входом второго аналогового коммутатора 5 и с входом второго компаратора 7, выход источника 3 опорного напр жени  соединен с вторым входом первого аналогового коммутатора 4 и с вторым входом второго аналогового коммутатора 5, третий вход первого аналогового коммутатора 4 и третий вход второго аналогового коммутатора 5 соединены с общей шиной , выход первого аналогового коммутатора 4 соединен с входом первого формировател  В модул , выход которо го соединен с первым входом перемножител  11, выход второго аналогового коммутатора 3 соединен с входом второго формировател  9 модул , выход которого соединен с вторым входом перемножител  11, выход которого соединен с входом управл емого инверто ра 13, выход которого соединен с вхо дом интегратора 15, выход которого соединен с первым входом сравнивающе го блока 17, второй вход которого со единен с общей шиной, а выход соединен с вторым входом блока 10 управле ни , первый вход которого соединен с выходом первого компаратора бис первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 12, второйвход кото рого соединен с выходом второго компаратора 7, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого инвертора 13, выход генератора 16 соединен с входом цифрового делительного блока 18, первый выход блока 10 управлени  соединен с первым управл ющим входом первого коммутатора 4, с первым управл ющим входом второго коммутатора 5 и с первым управл ющим входом цифрового делительного блока 18, второй выход блока 10 управлени  соединен с вторым управл ющим входом первого коммутатора 4, с вторым управл юпщм входом второго коммутатора 5, с вторым входом логического элемента ИЛИ 14 и с вторым управл кщим входом цифрового делительного блока 18, третий выход блока 10 управлени  соединен с третьим управл ющим входом первого коммутатора 4, с третьим управл ющим входом второго коммутатора 5 и с входом сброса интегратора 15, причем выходы цифрового делительного блока  вл ютс  выходами цифрового измерител  мощности. Г Преобразователь работает следующим образом. Входные преобразователи тока 1 и , напр жени  2 преобразуют ток i(t) и напр жение u(t) в пропорциональные им сигналы i(t); u(t). где К,- - коэффициент преобразовани  тока; К - коэффициент преобразовани  напр жени . Компараторы 6 и 7 переключаютс  в противоположное состо ние соответственно в моменты перехода сигналов X. (t) и Xy(t) через нуль, причем положительному сигналу на входе компаратора соответствует уровень логической единицы на его выходе. В первом такте в момент запуска блок 10 управлени  вырабатывает на первом выходе импульс длительностью Т, где Т - период колебаний входного сигнала, посредством которого открываютс  соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов. На вход первого формировател  8 модул  поступает напр жение x-(t), на вход второго формировател  модул  (t). а цифровой ген тупает напр жение делительный блок 1В начинает отсчет и шульсов генератора 16 импульсов. Выходные напр жени  формирователей 8 и 9 модул  равны соответственно /x(t)| и x,(t)/. Выходное напр жение перемножител  1i равно K.x.(t)| /x(t)| , (3) где К, - коэффициент передачи перемножител . Компараторы 6 и 7 определ ют знаки напр жений Ху(t) и Xy(t). В случае совпадени  знаков логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .12 через логический элемент ИЛИ 14 переключает управл емый инвертор 13 в режим повторител , в случае несовпадени  знаков - в режим инвертора. Таким образом , происходит восстановление знака произведени  сигналов x.(t) и на выходе управл емого инвертора Входное напр жение интегратора 15 равно K.x,(t).x, Выходное напр жение интегратора 15 в конце первого такта интегрировани  равно --i ---i--- - fu(t).i(t)dt, t J о где К, - коэффициент передачи интегратора; - посто нна  времени интегрир вани . За врем  первого такта интегрировани  на вход цифрового делительного блока 18 поступит число импульсов N равное

Т

N

тТ

где Тд - период импульсов.

После окончани  первого такта интегрировани  блок 10 управлени  вырабатывает на втором выходе импульс, посредством которого открываютс  соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов, на входы первого 8 и второго 9 формирователей модул  поступает напр жение U источника 3 опорного напр жени , управл емый инвертор 13 переключаетс  в режим инвертора через логический элемент ИЛИ 14, а цифровой делительный блок 18 начинает отсчет импульсов 1275308 вт лей ное но рав жае вых i x,(t) 13. тел ни 

и  вл етс  результатом измерени , блок 10 управлени  вырабатьшает на третьем выходе импульс, посредством которого открываютс  соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов , входы формирователей 8 и 9 модул  подключаютс  к общей шине, а интегратор 15 переключаетс  в режим сброса. Преобразователь готов к новому циклу измерени , который начнетс  в следующий момент перехода сигнала x.(t) через нуль.

Claims (1)

1. Из принципа работы .предлагаемого устройства видно, что независимо от знака произведени  входных сигналов перемножитепь работает в одном квадератора 16 импульсов в течение рого такта интегрировани . Выходные напр жени  формировате8 и 9 модул  равны |Uj,| , а выходнапр жение перемножител  11 рави . К„-и, (7) П2 п о Входное напр жение интегратора 15 но г U.-K,-UI. (8) Второй такт интегрировани  продолтс  до момента сравнени  с нулем одного напр жени  интегратора 15 т fu(t) X K-ix, j3 i K ( t)dt c- fu dt - 0. I. Jo Из уравнени  (9) следует, что длиьность второго такта интегрироваit равна В течение второго такта интегрировани  на вход цифрового делительного блока I8 поступит число импульсов N равное Следовательно, искомое значение мощности равно Р --«-- --Ь. (12) По окончании второго такта интегрировани  цифровой делительный блок 18 вычисл ет отношение , которое ранте в течение обоих тактов интегрировани , вследствие чего на точности устройства оказьгоаетс  лишь нелинейность, про вл юща с  только в данном квадранте, котора  значи- тельно меньше нелинейности, про вл  щейс  при работе перемножител  во всех четьфех квадрантах. Кроме того, из выражени  (12) ви но, что коэффициент передачи перемножител  не входит в фyнkцию передачи устройства, следовательно, его погрешность не вли ет на точность предлагаемого преобразовател . Формула изобретени Преобразователь активной мощност в цифровой код, содержаш 1й входные преобразователи тока и напр жени , входь которых соединены с соответст вук цими входными шинами, перемножитель , интегратор, соединенный выходом с входом сравнивающего блока, источник опорного напр жени , генератор импульсов, цифровой делительный блок, выход которого  вл етс  выходом преобразовател , о т л и чаю .щийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности преобразовани , в него введены первый и второй коммутаторы , первый и второй форми,рова тели модул , первый и второй компараторы , блок управлени , элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, втрав л емый инвертор, причем выходы вход ныхпреобразователей тока и напр 086 жени  подключены к первым входам первого и второго коммутаторов соответственно и к входам первого и второго компараторов, источник опорного напр жени  соединен с вторыми входами коммутаторов, третьи входы которых заземлены, управл ющие входы коммутаторов соединены с соответствующими выходами блока управлени , выходы коммутаторов через соответствующие формирователи модул  соединены с входами перемножител , выхоД которого через управл емый инвертор соединен с входом интегратора, третий выход блока управлени  соед1й€ен с вторым входом интегратора, второй выход блока управлени  соединен с первыми входами элемента ИЛИ и цифрового делительного блока, вторые входы котоpbtx соединены соответственно с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и перBbw выходом блока управлени , генератор импульсон соединен с третьим входом цифрового делительного блока, выходы которого  вл ютс  выходами преобразовател , выход первого компаратора соединен с первыми входами блока управлени  и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго компаратора соединен с вторым входой элемента ИСКЛЮЧАКЙЦЕЕ ИЛИ, выход элемента ИЛИ . соединен с управл ющим входом управл емого инвертора, второй вход сравнивающего блока заземлен, а выход соединен с вторым входом блока управлени .