SU1323988A1 - Способ измерени относительной погрешности электросчетчиков и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель - повышение точности измерени  относительной погрешности электросчетчика (Э). Она достигаетс  тем, что в способе ее измерени  в первом такте преобразуют образцовым прибором (ОП) аналоговый эталонный сигнал, затем определ ют количество периодов частотного сигнала ОП, укладываюш.ихс  на отрезке .времени длительности периода частотного эталонного сигнала за вычетом периода сигнала ОП, увеличенного в 10 раз, где а - целое положительное число, выбираемое в зависимости от допустимой погрешности дискретизации , а во втором такте определ ют количество периодов частотного сигнала ОП на отрезке времени, равном разности времени интегрировани  одинаковых квантов электроэнергии ОП и провер емом прибором, и по результатам измерений суд т об относительной погрешности Э. В описании изобретени  дано также устройство дл  измерени  относительной погрешности Э. Изобретение позвол ет повысить точность формировани  действительного значени  кванта электроэнергии и может быть использовано дл  автоматического измерени  относительной погрешности высокочастотных Э. 2 с. п. ф-лы, 1 ил. € 1СЛ со ю со со 00 00

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  автоматического измерени  относительной погрешности высокоточных электросчетчиков (счетчиков электроэнергии и счетчиков количества электричества).

Цель изобретени  - повь шение точности измерени  погрешности электросчетчиков за счет повышени  точности формировани  действительного значени  кванта электроэнергии .

Способ заключаетс  в следующем.

Преобразуют интегрируемую повер емым электросчетчиком величину А в частотный .сигнал, имeюпJ,ий период Тд, и определ ют количество периодов Тд, укладывающихс  на отрезке време)1И, равном разности времени интегрировани  одинаковых по но- минально.му значению квантов электроэнергии образцовым и повер емым приборами. Измерение погрешности б электросчетчиков осуществл ют в два такта с использованием источника аналогового эталонного сигнала и источника частотного эталонного сигнала, причем в первом такте образцовым прибором преобразуют аналоговый эталонный сигнал, определ ют количество периодов Тд, укладывающихс  на отрезке времени, равном разности длительности периода частотного эталонного сигнала и увеличенного в раз периода Тд, по количеству которых суд т об относительной погрешности образцового прибора, и запоминают результат измерени  погрешности образцового прибора. Во втором такте определ ют количество периодов Тд, укладывающихс  на отрезке времени, равном разности времени интегрировани  одинаковых по номинальному значению квантов электроэнергии образцовым и повер емым приборами, совмещают с компенсацией погрешности i5 в соответствии с равенством

{sign 8)§ sign

+ sign

х| -Тл--- + (Sign 5)1бэ1

П I гТэ-( 1 г 10

л т J

Т

принимают полученный результат за относительную погрешность повер емого электросчетчика , где а - целое положительное число , выбираемое в зависимости от допустимой погрешности дискретизации; - фактическое значение периода частотного сигнала повер емого электросчетчика; Тэ -- значение периода частотного эталонного сигнала; (% - погрешность, вносима  источниками эталонных сигналов.

5

5

0

5

5

0

- 1 при A -f-A ,

sign. при х(},

1 при ,

-цела  часть числа у;

-модуль числа z.

На чертеже приведена функциональна  схема устройстЕ а, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из источника 1 ана- .логового эталонного сигнала, коммутатора 2 0 образцового прибора 3, селектора 4 периодов вентил  5, реверсивного счетчика 6, источника 7 частотного эталонного сигнала, блока 8 управлени , включаюп1,его блок 9 тактировани , триггер 10 (триггер тактов), вентиль 11, триггер 12 реверса, блок 13 реверса и конъюнктор 14, причем в состав блока тактировани  входит конъюнктор 15, триггер 16 (триггер пуска), элемент 17 задержки и вентиль 18, а в состав б;1ока 13 реверса входит венти;1Ь 19, счетчик 20 и триггер 21. 0 При этом вход устройства подключен через коммутатор 2, образцовый прибор 3, вентиль 5 к реверсивному счетчику 6, второй вход коммутатора 2 подключен к выходу источника 1 аналогового эталонного сигна,ча а управл ющий вход коммутатора 2 подключен к входам вентил  19, конъюнктора 15, вентил  18 и выходу триггера 10, второй В1)1ход которого подключен к входу вентил  11 и входу конъюнктора 14, вход вентил  11  вл етс  вторым входом устройства, а выход подключен к выходу вентил  18 и к входу селектора 4 периодов, второй вход которого подключен к входу триггера 16, выходу коп ьюнктора 15 и к счетному входу триггера 12 реверса, клемма «Пуск устройства подключена к второму входу трип е- ра 16, входу триггера 10, к входу триггера 12, к входу счетчика 20 и входу триггера 21, выход которого подключен через конъюнктор 14 к управл ющему входу триггера 12 реверса, первый вход конъюпктора 14 подключен к выходу счетчика 6, входу венти- 0 . 1Я 19 и счетному входу счетчика 20, выход триггера 16 через элемент 17 задержки под- ключеп к второму входу конъюнктора 15. выход источника 7 Г1одк. 1ючеп к второму зходу вентил  18, первый выход селектора 4 периодов подключен к второму входу вентил  5, второй выход селектора 4 периодов подключен к управл ющему входу триггера 16 и к второму входу триггера 10, выход счетчика 20 подключен к входу триггера 12. выходы которого соединены с входами счетчика 6, а выход вентил  19 подключен к второму входу триггера 21.

Устройство работает следуюп1им образом.

Передним фронтом имг.у;1ьса (команды) «Пуск осуществл етс  сброс всех триггеров и счетчиков в исходное состо ние ( 5 сброса реверсивного счетчика 6 не показана) а собствепно пуск осуществл етс  задним фронтом этого импульса. При обнуленном счетчике 6 па цифровом индикаторе состо НИИ счетчика 6 (и.п. шкато } не показан) будс высвечиват1 с  «- ()0,000%. Знак «- (минус) показывает, что, если триггер 12 реверса находитс  в состо нии «О, счетчик 6 триггером 12 реверса установлен в режим вычитани .

Задним фронтом имнульса «Пуск триггеры 10 и 16 неревод тс  в состо ние «1. В результате этого с триггера 16 на элемент 17 задержки (врем  задержки выбираетс  несколько больше времени срабатывани  коммутатора 2) подаетс  сигнал «1, а триггером 10 подаетс  сигнал «1 на вход конъюнктора 15, открываетс  вентиль 18 (при открытом состо нии вентил  18 вентиль I 1 закрыт), а коммутатор 2 переводитс  в состо ние «1, при котором вход образцового прибора 3 соединен с выходом источника 1 аналогового эталонного сигнала.

При подключенном источнике 1 аналогового эталонного сигнала с выхода образцового прибора 3 поступает частотный сигнал с периодом Т (до срабатывани  селектора 4 периодов сигнал Т/, через вентиль 5 не проходит), а с выхода второго источника 7 частотного эталонного сигнала, выполненного , напри.мер, в виде тер.мостатиро- ванного кварцевого генератора, через вентиль 18 на вход селектора 4 периодов поступают сигналы Тэ . Однако селектор 4 периодов не реагирует на сигналы Tj до прихода на его вход импульса с выхода элемента 1 7 задержки.

Сравните.пьно коротким сигналом «О, поступающим с выхода элемента 17 задержки , через конъюпктор 15 триггер 16 переводитс  в состо ние «О (триггер 16 таким образом подготавливаетс  дл  повторной подачи сигнала «1 на вход элемента 17 задержки, после окончани  первого такта), триггер 12 реверса переводитс  по счетному входу в состо ние «1, а счетчик 6 - в режим сложени , и селектор 4 периодов подготавливаетс  дл  выделени  одного или нескольких периодов частотного сигнала (далее будем считать, что селектор 4 выдел ет один период).

Командой на селектирование  вл етс  передний фронт селектируемого периода, следующего непосредственно за выходны.м импульсом элемента 17 задержки. В первом такте таким периодом  вл етс  период Тз эталонного частотного сигнала, а во втором такте - период Тф частогного сигнала повер емого электросчетчика. Период селектором 4 периода выдел етс  в виде сигнала «1, открывающего вентиль 5, а счетчиком 6 начинают су.ммироватьс  сигналы ТА . Рассмотрим случай, при котором бо и б положительны . При положительном значении погрен1ности бо образцового прибора 3 период Т, частотного сигнала образцового прибора 3 .меныпе того значени , при котором , поэтому в нулевом состо нии реверсивный счетчик 6 (при нулевом состо 0

НИИ этого счетчика на индикаторе высвечиваетс  значение «-|-00,000%) окажетс  до .момента окончани  периода Tj . В мо.мент перехода в нулевое состо ние счетчика 6 с выхода нуль-индикатора (не показан) 5 счетчика 6 на вход вентил  19 и на вход счетчика 20, вход щих в состав блока 13 реверса, а также на вход конъюнктора 14 поступает сравнительно короткий импульс в виде сигнала «О.

0Импульс с выхода нуль-индикатора счетчика 6 (будем называть этот импульс сигналом обнулени ) не проходит на входы триггера 12 реверса, поэтому реверс счетчика 6 сигналом обнулени  не осуществл етс . Через счетчик 20 сигнал обнулени  не проходит

5 вследствие того, что счетчик имеет коэффициент пересчета, равный трем, и, следовательно , только каждый третий сигнал обнулени  может перебросить триггер 12 реверса и осуществить реверс счетчика 6, а через конъюнктор 14 сигнал обнулени  не проходит в виду того, что в первом такте с выхода триггера 10 тактов на вход конъюнктора 14 поступает сигнал «О. В первом такте первого варианта работы импульсом обнулени  перебрасываетс  триггер 21, с выхода кото5 рого на вход конъюнктора 14 поступает сигнал «О. Этим сигналом осупд.ествл етс  запрещение реверса в начале второго такта, а на работу предлагаемого устройства в первом такте переброс триггера 21 вли ни  не оказывает.

0После поступлени  на счетчик 6 в первом

такте 10 периодов Т счетчик 6 продолжает работать в режиме сложени  в течение времени , равного разности (Т,), т. е. в течение разности периода эталонного частотного сигнала и увеличенного в 10 раз

5 периода Т. За врем  Т,-10 Т на вход счетчика 6 поступает бо периодов Т/ (в данном примере бо равно восьми), а по окончании периода Тэ счетчик 6 будет находитьс  в состо нии « + 00,00%.

По окончании периода Тз селектором 4 периодов закрываетс  вентиль 5 и прекращаетс  поступление сигналов Тд на вход счетчика 6, селектор 4 периодов возвращаетс  в исходное состо ние и выходным сравнительно коротким сигнало.м «О селектора 4

5 периодов перебрасываютс  триггеры 10 16. При этом сигналом «О триггера 10 предотвращаетс  прохождение во втором такте через конъюнктор 15 выходного импульса элемента 17 задержки. Кро.ме того, триггером 10 измен етс  состо ние коммутатора 2,

0 в результате чего к входу образцового прибора вместо эталонного сигнала подключаетс  сигнал А, закрываетс  вентиль 18 и открываетс  вентиль 11, через который на вход селектора 4 периода начинает поступать частотный сигнал с периодом Т,р. Пере5 брос триггера 16 вызывает подачу сигна, 1а «1 на вход элемента 17, выходным сигналом которого триггер 12 реверса переводитс 

0

li cocTOHin .e «0, a счотч к 6 -- - в режим вичитапи . К|Х)мс тою, :п,1Х();1иым сигна. юм элемента 17 селектор 4 периодов гюдготав- , 1иваетс  л.ч  выделени  периода .

Выделенным се.лектор()м 4 периодом Тф откры1 аетс  вентиль 5, а каждым сигналом Т/) , поетуиающим через вентн,1ь 5 на вход ()еверсивного счетчика 6, содержимое этого счетчика у 1еньи1аетс  на единицу. После поетунлеии  во втором такте на вход счетчика 6 восьми сигналов Тд с выхода нуль- индикатора счетчика 6 снова поступает сиг- на.ч обнулени , однако этот ситал и во втором такте ни через счетчик 20, ни через кон ыонктор 14 не нроходит на вход триггера 12 реверса, поэтому счетчик 6 до окончани  периода Тр продолхчает работать в режиме В1 1читани , По окончании нериода Тф с выхода селектора 4 снова поетунает сигнал «О,однако этот сигнал не вызывает никаких изменений в предлагаемом устройстве, Гю- этому закапчиваетс  и второй такт, и процесс измерени  погрешности б, знак и величина которой высвечиваютс  на световом индикаторе .

При втором варианте (когда погрешность 6г, ноложительпа, а погрешность 6 отрицательна ) первый такт работы происходит аналогично первому такту первого варианта. Во втором же такте нуль-индикатор счетчика 6 срабатывает дважды, причем после второго (второго во втором такте и третьего в течение двух тактов) сигнала обнулени  выходн1з1м сигналом «О счетчика 20 триггер 12 перебрасываетс  в состо ние «1. а счетчик 6 переводитс  из режима вычитани  в режим сложени . При этом на индикаторе высвечиваетс  погрешность со знаком минус. Запрещение реверса в начале второго такта осуществл етс  так же, как и при нервом варианте работы.

При третьем варианте, когда бо отрицательна , а 6 положительна, не по вл етс  ни сигналов обнулени , ни сигналов запрещени  реверса, а триггер 12 реверса управл етс  только импульсом, поступающим с выхода элемента 17.

В четвертом варианте работы, когда и fin и 6 отрицательны, сигнал обнулени  возникает лишь однажды в конце второго такта. Этим еигналом через конъюнктор 14 осуществл етс  реверс счетчика 6, поскольку в нервом такте четвертого варианта не нере- брасываетс  триггер 21, и на вход кон ьюнк- тора 14 этим триггером не подаетс  сигнал «О, запрещающий реверс.

Таким образом, при всех возможных комбинаци х знаков погрешносгей fi и fi(i осун1ествл етс  автоматическое измерение и комненеапи  ногрешности б образн.ово1 о нрибора, что позвол ет с более высокой точностью формировать образцовый квант чкжтроэнергии без повышени  точности преобразовани  в частотный сигнал интег0

0

5

0

5

0

5

0

5

рируемой повер емым электросчетчиком величины А.

Повышение точности изобретени  обусловлено более высокой точностью форми- роварж  образцового кванта электроэнергии достигнутой без повы1)ени  точности формировани  квантов (меньн1их в 10 раз), из которых складываетс  образцовый квант.

Claims (2)

1.Способ измерени  относительной ю- грешности электросчетчиков, зак;1ючаюнхий- с  в том, что значение энергии, интегрируемой повер емым электросчетчиком, преобразуют образцовы.м прибором в частотпый сигнал и определ ют количество периодов этого частотного сигнала, укладывающихс  иа отрезке времени, равном разности времени интегрировани  одинаковых по номинальному значению квантов электроэнергии образцовым и новер емым нрибора.ми, отличающийс  тем, что, с целью повьпиепи  точности измерени  относительной ногреш- ности, в нервом такте измерени  образцовым прибором феобразуют аналоговый эталон- нь1Й сигнал, определ ют количество периодов частотного сигнала образцового нрибора укладывающихс  на отрезке времени, равном разности длительностей периода частотного эталонног о сигнала и увеличенного в 10 раз (где а --- целое по. южите.льное число, выбираемое в зависимости от допустимой погреп ноети дискретизации) периода сигнала образцового прибора, а во втором такте определ ют количество периодов частотного сигнала образцового нрибора, укла- дываюихихс  на отрезке времени, равном разности времени интегрировани  одинаковых квантов электроэнерг ии образцовым и повер емым приборами, а по этому количеству суд т о погрешности образцово|-о прибора и по результатам измерений с учетом погрешности образцового нрибора суд т об относительной ногрсн1ности повер емого электроечетчика.

2.Устройство дл  измерени  от11оситель- ной погрешности электросчетчиков, содержащее образцовый прибор, выход которого через вептнль соединен со счетным входом реверсивного счетчика, первый управл ющий вход которого соединен с первым выходом блока унравлепи , второй выход которого подсоединен к второму унравл ющему входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом блока управлени , второй вход которого подсоединен к шине подачи команд1 1 «Пуск, третий вход б.чока управлени  соединен с 1пиной частотного сигнала повер емого электросчетчика, третий вы.ход блока управлепи  соединен с входом селектора периодов частотного CHrna. ia, первый выход которого подсоединен к второму входу вентил , второй выход се- /leKTOpa периодов соединен с четвертым входом олока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  относительной погрешности, в предлагаемое устройство дополнительно введены источник аналогового эталонного сигнала, коммутатор и источник частотного эталонного сиг- нала, выход которого соединен с п тым входом блока управлени , четвертый выход которого соединен с первым входом коммутатора , второй вход коммутатора соединен с входной шиной устройства, третий вход коммутатора подсоединен к выходу источника аналогового эталонного сигнала, а выход коммутатора соединен с входом образцового прибора, при этом блок управлени  содержит блок тактировани , конъюнктор, триггер , вентиль, триггер реверса и блок реверса, первый вход которого соединен с первым входом блока управлени  и с первым входом конъюнктора, выход которого подсоединен к первому входу запуска триггера реверса блока управлени , второй вход конъюнктора соединен с первым выходом блока реверса, третий вход конъюнктора подключен к входу вентил  блока управлени  и к выходу триггера блока управлени , второй выход которого подключен к входу вентил  блока тактировани , четвертому выходу блока управ- лени , входу конъюнктора блока тактировани , входу вентил  блока реверса, к выходу счетчика блока реверса и к входу триггера реверса, четвертый вход блока управлени  подключен к входу триггера блока тактировани  и входу триггера блока управлени , второй вход которого подключен к второму входу блока управлени  и к входу триггера блока реверса, второй вход которого подключен к выходу вентил  блока реверса, второй вход которого подключен к счетному входу счетчика блока реверса, и первому входу блока реверса, выход вентил  блока управлени  подключен к третьему выходу блока управлени  и к выходу вентил  блока тактировани , второй выход счетчика блока реверса подключен к третьему входу триггера реверса блока управлени , выходы которого  вл ютс  первым и вторым выходами блока управлени , счетный вход триггера реверса подключен к второму входу селектора периодов, к выходу конъюнктора блока тактировани , выход которого через элемент задержки подключен к входу конъюнктора блока тактировани , второй вход блока управлени  подключен к входу триггера блока тактировани , третий вход блока управлени  - к входу вентил  блока управлени , а выход триггера блока реверса  вл етс  первым выходом блока реверса, а вход вентил  блока тактировани   вл етс  п тым входом блока управлени .

-LJ-Jg

ВНИИПИЗаказ 2962/50Тираж 730Подписное

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгоро.1. . i. П)оектпа . 4