SU1437792A1 - Устройство дл измерени мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в ваттметрах переменного тока дл  измерени  актив15ой,реактивной и полной мощности в цеп х синусоидального тока. Цель изобретени  - повьшение точности, уменьшение времени измерени  и расширение частотного диапазона в области низких частот - достигаетс  введением выпр мител  4, преобразовател  5 напр жение - частота, анализатора 3 знака, реверсивного счетчика 7, преобразовател  8 период- код и делител  9 кодов. Работа устройства основана на преобразовании произведени  мгновенных значений входных сигналов тока и напр жени  в частоту импульсов преобразователем 5напр жение-частота, которые поступают на вход реверсивного счетчика 7 через ключ 6. Врем  открыти  ключа 6зависит от вида измер емой мощности (активной, реактивной или полной) и управл етс  формирователем 2 временных интервалов. В зависимости от знака сигнала на выходе множительного блока 1 анализатор 3 знака управл ет направлением счета реверсивного счетчика 7. 1 ил. S (Л

Description

м ш.

4

и Ь

Т

г

4

00

ч

Р ю

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании ваттметров переменного тока дл  измерени  активной , реактивной и полной мощности в цеп х синусоидального тока.

Цель изобретени  повышение точности , уменьшение времени измерени  и расширение частотного диапазона в область низких частот

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Устройство содержит множительный блок 1J формирователь 2 временных интервалов, анализатор 3 знака, выпр митель 4, преобразователь 5 напр жение - частота, ключ 6, реверсивный счетчик 7,-преобразователь 8 период- код и делитель 9 кодов,

Входы множительного блока 1  вл ютс  входами устройства, к которым подключены два входа формировател  2 временных интервалов. Выход множительного блока 1 соединен с точкой, объедин ющей входы анализатора 3 знака и вьтр мител  4, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь 5 напр жение - частота, ключ 6 и реверсивный счетчик 7. Второй управл ющий вход ключа 6 соединен с выходом формировател  2 временных интервалов, а входы управлени  (или реверса) реверсивного счетчика 7 подключены к двум  выходам анализатора 3 знака. Второй и третий выходы формировател  2 временных интервалов подключены к двум входам преобразовател  8 период - код, разр дные выходы которого соединены с одной группой разр дных входов делител  9 кодов, подключенного другой группой разр дных входов к разр дным выходам реверсивного счетчика 7.

Устройство работает следующим образом .

На выходе множительного блока 1 образуетс  напр жение, пропорциональное произведению мгновенных значений напр жени  u(t) и тока i(t) исследуе мой цепи. Если входные напр жени  и ток определ ютс  соотношени ми

u(t) U sinut;,

i(t) I sinCut +4 ),

то напр жение на выходе блока 1 равно

Up(t) K,u(t)i(t)

K,UI cost -f- cos(2(u)t -If ),

(1)

где и, Т - действующее значение напр жени  и тока (f фазовый сдвиг; К, - коэффициент передачи множительного блока 1. Те же входные сигналы u(t) и i(t) подаютс  на формирователь 2 временных интервалов ,которьш задает определенные временные интервалы,управл ющие ключом 6. Напр жение Up(t) поступает на анализатор 3 знака, который определ ет знак зтого напр жени , в зависимости от этого формируетс  сигнал, управл ющий режимом работы реверсивного счетчика 7. Кроме того, напр жение Up(t) подаетс  на выпр митель 4, а с него - на преобразователь 5 напр жение - частота, в котором напр жение преобразуетс  в пропорциональную частоту следовагш  импульсов

30

35

40

45

50

55

где К

f(t)I KjK, К. U

,(t)| ,

2

коэффициенты передачи соответственно выпр мител  4 и преобразовател  5 напр жение - частота .

Выпр митель необходим дл  того, чтобы можно было использовать более простой однопол рный преобразователь 5 напр жение - частота.

Импульсы частотой f(t)| поступают на сигнальный вход ключа 6, который открьтаетс  формз-фователем 2 временных интерналов на определенное врем  в течение периода входных сигналов в зависимости от измер емой величины: активной, реактивной или полной мощности . В результате через ключ 6 на вход реверсивного счетчика 7 поступает определенное количест во импульсов . Знак функтгии Up(t) при интегрировании частоты реверсивным счетчиком 7 учитываетс  згаданием его режима работы: суммирование, если Up(t) О, или вычитание при Up(t): 0. Дл  задани  режима работы реверсивного счетчика 7 служит анализатор 3 знака , который в зависимости от пол рности напр жени  Up(t) формирует на выходах управл ющие сигналы, задаю- Fpie соответствующие режимы работы реверсивного счетчика 7.

1437792

При измерении активной мощности ключ 6 открываетс  на временной интервал от tq,, до Т/8 или на фазовый интервал от tf/2 до . В этом случае показани  реверсивного счетчика 7 будут

т/8

Np j f(t)dt .

г ,, j up(t)d(cot)

4(z

Подставл   вьфажение (1),

Np K,K,,

1 f

) ifll

cos(2Mt -tf )d(ut) - |bb TUlcosq

K4

TP,

где P Ulcosq - измер ема  активн

мощность цепи.

В реткиме измерени  реактивной мощности ключ 6 открьшаетс  на временной интервал от О до tq,; или н фазовый интервал от О до if/2 и в реверсивном счет шке 7 записьшаетс  количество и{ пульсов

tifji

NQ . Jf(t)dt

О

К, KjKjUI- j cos(2ut - о

-q)d(Mt) .U I sintf

К|К;К}

TQ,

где 0 U I-sinif - измер ема  реактивна  мощность цепи, В режиме измерени  полной мощности

К.ЛЮЧ 6 открываетс  на временной инtip т Л- - -

N

га j f(t)dt

.J

К, cos(2(0t -

2 u-Cf )d(cot) „

15

 

где S UI - полна  мощность цепи.

Полученные коды Np, NQ, N подаютс  с реверсивного счетчика 7 на делитель 9 кодов. На другой его вход 20 с преобразовател  8 период - код поступает код периода входных сигналов N , где К - коэффициент передачи преобразовател  8 период- код,

На выходе делител  9 кодов (с коэффициентом передачи К) получаем соответственно коды:

30

NP .liKiKjKf р 21ГК

КР,

где К . 27К

35

d - к 3 5 N

Ni

KQ,

и

В предлагаемом устройстве повыша- 40 етс  точность измерени , поскольку исключены такие узлы, как фильтр высоких частот и преобразователь среднего значени , уменьшаетс  врем  измерени , составл ющее в каждом 45 режиме один-два периода входных сигналов , что особенно заметно на низких и инфранизких частотах. Кроме того, в предлагаемом устройстве практически нет никаких ограничений 50 дл  расширени  частотного диапазона в сторону низких и инфранизких частот . Наоборот, чем ниже частота, тем благопри тнее режим работы прибора.

тервал от t,

f(2

, ti Т, до (- +- или на

и фазовый интервал от (f/2 до ( +

iT

-д). Показани  реверсивного счетчика 7

55

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  мощности , содержащее множительный блок и формирователь временных интервалов.

   каждые из двух входов которых попар- но объединены между собой и подключены к двум входным шинам, а также ключ, своим управл ющим входом соединенный с первым выходом формировател  временнь1Х интервалов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, з еньшени  времени измерени  и расширени  частотного диапазона, в него введены последовательно соединенные выпр митель и преобразователь напр жение - частота , преобразователь период - код, реверсивный счетчик, анализатор знака и делитель кодов, причем вхо

   ды выпр мител  и анализатора знака объединены мелщу собой и подключены к выходу множительного блока, выход преобразовател  напр жение-частота соединен через ключ с входом реверсивного счетчика, входы реверса которого подключены к двум выходам анализатора знака, а разр дные выходы - к первым разр дным входам делител  кодов, вторые разр дные входы которого соединены с разр дными выходами преобразовател  период - код, подключенного двум  входами к второму и третьему выходам формировател  временных интервалов.