SU1522116A1 - Instrument transducer of power - Google Patents

Instrument transducer of power Download PDF

Info

Publication number
SU1522116A1
SU1522116A1 SU884373020A SU4373020A SU1522116A1 SU 1522116 A1 SU1522116 A1 SU 1522116A1 SU 884373020 A SU884373020 A SU 884373020A SU 4373020 A SU4373020 A SU 4373020A SU 1522116 A1 SU1522116 A1 SU 1522116A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage
amplifier
adder
Prior art date
Application number
SU884373020A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Борисович Лейтман
Полина Александровна Дыскина
Ирина Михайловна Ефименко
Роман Иосифович Агрест
Анатолий Израильевич Дибер
Константин Михайлович Попелев
Николай Петрович Тверитин
Original Assignee
Смоленский филиал Московского энергетического института
Витебское Производственное Объединение "Электроизмеритель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смоленский филиал Московского энергетического института, Витебское Производственное Объединение "Электроизмеритель" filed Critical Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority to SU884373020A priority Critical patent/SU1522116A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1522116A1 publication Critical patent/SU1522116A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  мощности посто нного и пульсирующего токов, а также активной мощности однофазного переменного тока. Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей - достигаетс  путем получени  выходного сигнала, пропорционального мощности посто нного и пульсирующего токов при любых комбинаци х пол рностей входных сигналов, а также мощности однофазного переменного тока. Преобразователь содержит измерительный шунт 1, резистивный делитель 2, модул торы 3 и 4, генератор 5 коммутирующего напр жени , усилители 6 и 7 переменного тока, разделительные конденсаторы 8 и 9, инвертирующий повторитель 10 переменного напр жени , амплитудные модул торы 11 и 15, сумматоры 12 и 16, выходной фильтрующий усилитель 13 посто нного тока, источник 14 эталонных разнопол рных напр жений, интегратор 17 посто нного тока, компаратор 18 и одновибратор 19. Импульсы одновибратора можно не стабилизировать по длительности, что существенно упрощает преобразователь. 4 з.р. -лы, 2 ил.The invention relates to information-measuring technology and can be used to measure the power of direct and pulsating currents, as well as the active power of single-phase alternating current. The purpose of the invention — improving accuracy and expanding functionality — is achieved by obtaining an output signal proportional to the power of the DC and pulsating currents in any combination of the polarities of the input signals, as well as the power of a single-phase AC. The converter contains measuring shunt 1, resistive divider 2, modulators 3 and 4, generator 5 of switching voltage, amplifiers 6 and 7 of alternating current, separation capacitors 8 and 9, inverting repeater 10 of alternating voltage, amplitude modulators 11 and 15, adders 12 and 16, the DC output filter amplifier 13, the source 14 of reference voltage, the integrator 17, the comparator 18 and the one-shot 19. The one-shot pulses can not be stabilized in duration, which greatly simplifies transformer. 4 sr. -l, 2 il.

Description

вдin

3131

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  мощности посто нного и пульсирующего тока, а также активной мощности однофазного переменного тока,The invention relates to an information-measuring technique and can be used to measure the power of a constant and pulsating current, as well as the active power of a single-phase alternating current,

Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет получени  выход- ного сигнала, пропорционального мощности посто нного и пульсирующего тока при любых комбинаци х пол рностей входных сигналов, а также мощности однофазного переменного тока. The purpose of the invention is to improve the accuracy and enhancement of the functionality by obtaining an output signal proportional to the power of the direct and pulsating current with any combination of polarities of the input signals, as well as the power of the single-phase alternating current.

На фиг.1 приведе«а функциональна  схема измерительного преобразовател  мощностиJ на фиг.2 - временные диаграммы .In Fig. 1, "a functional diagram of the power transducer J in Fig. 2 is shown in time diagrams.

Преобразователь содержит измери- тельный шунт 1, резистивный делитель 2, первый и второй модул торы 3 и 4, генератор 5 коммутирующего напр жени , первый и второй усилители 6 и 7 переменного тока, первый и второй разделительный-конденсаторы 8 и-9, инвертирующий повторитель 10 переменного напр жени , первьй амплитудный модул тор 11, первьй сумматор 12, выходной фильтрующий усилитель 13 по- сто нного тока, источник 14 эталонных разнопол рных посто нных напр жений , второй амплитудный модул тор 15, второй сумматор 16, интегратор 17 посто нного тока, компаратор 18 и однов ибратор 19, причем выходы измерительного шунта 1 и резистивного делител  2 соединены со входами модул торов 3 и 4 соответственно, к выходам которых соответственно подключены входы усилптелей 6 и 7 переменного тока, управл юшр1е входы модул торов 3 и 4 соединены с выходами генератора 5 коммутирующего напр жени , выход усилител  6 переменного тока че- рез разделительный конденсатор 8 подключен .к входу инвертирующего повторител  10 переменного напр жени , выход которого соединен с сигнальным входом амплитудного модул тора 11, выход амплитудного модул тора 11 и вход инвертирующего повторител  10 переменного напр жени  соединены со входами первого резистивного сумматора 12, выход которого соединен со входом фильтрующего усилител  13 посто нного тока, выход ус1шител  7 переменного тока через разделительный конденсатор 9 соединен с первым вхоThe converter contains measuring shunt 1, resistive divider 2, first and second modulators 3 and 4, switching voltage generator 5, first and second amplifiers 6 and 7 of alternating current, first and second isolating capacitors 8 and-9, inverting repeater 10 alternating voltages, first amplitude modulator 11, first adder 12, output filtering amplifier 13 for direct current, source 14 of standard alternating direct voltage, second amplitude modulator 15, second adder 16, integrator 17 for direct current comp The arator 18 and the single inverter 19, the outputs of measuring shunt 1 and resistive divider 2 are connected to the inputs of modulators 3 and 4, respectively, to the outputs of which, respectively, inputs of amplifiers 6 and 7 of AC are connected, controlling the inputs of modulators 3 and 4 are connected to outputs switching voltage generator 5, an output of an AC amplifier 6 through a coupling capacitor 8 is connected to the input of an inverting alternator 10 of an alternating voltage, the output of which is connected to the signal input of an amplitude modulator 11, the output of the amplitude modulator 11 and the input of the inverting alternator 10 alternating voltage are connected to the inputs of the first resistive adder 12, the output of which is connected to the input of the DC filter amplifier 13, the output of the alternating current amplifier 7 is connected to the first input

д 5d 5

0 5 Q Q 0 5 Q Q

00

164дом резистивного сумматора 16, второй вход резистивного сумматора 16 соединен с первым выходом источника 14 эталонных разнопол рных посто в - ных напр жений, а третий - с выходом амплитудного модул тора 15, сигналь- ньй вход которого подключен ко второму выходу источника 14 эталонных разнопол рньк напр жений, к выходу сумматора 16 подключен вход интегратора 17 посто нного тока, к выходу которого подключен вход компаратора 18, выход которого -соединен со входом одновибратора 19, выход которого соединен с управл ющими входами амплитудных модул торов 11 и 15. Каждый из модул торов содержит четыре управл емых ключа 20-23 (24-27) соединенных в мостовую схему.A 164 house of resistive adder 16, a second input of a resistive adder 16 is connected to the first output of the source 14 reference alternating constant voltages, and the third to the output of the amplitude modulator 15, the signal input of which is connected to the second output of the source 14 reference differently polarized voltage, the output of the adder 16 is connected to the input of the integrator 17 of the direct current, the output of which is connected to the input of the comparator 18, the output of which is connected to the input of the one-oscillator 19, the output of which is connected to the control inputs of the amplitude mode tori 11 and 15. Each of the modulators comprises four key actuated 20-23 (24-27) connected in a bridge circuit.

Генератор коммутирующего напр жени  содержит триггер 28 Шмидта и счетный триггер 29.The commutation voltage generator contains Schmidt trigger 28 and counting trigger 29.

Компаратор и одновибратор содержат триггер 30, RS-цепочку (31 и 32), и управл емый ключ 33.The comparator and the one-shot comprise a trigger 30, an RS chain (31 and 32), and a control key 33.

Преобразователь мощности работает следующим образом.The power converter operates as follows.

- Ток нагрузки I, протека  через измерительный шунт 1, создает на его сопротивлении R падение напр жени - The load current I, flowing through the measuring shunt 1, creates a voltage drop across its resistance R

Uu, i ш (1)Uu, i sh (1)

Напр жение Бщ подаетс  на вход пер- вого модул тора 3 посто нного напр жени  в переменное, работой которого управл ет генератор 5 коммутирующего напр жени . Выходное переменное напр жение модул тора 3 имеет в случае, когда входной ток I  вл етс  посто нным, пр моугольную форму с равными.полупериодами и амплитудой, равной иц, т.е.The voltage BSC is supplied to the input of the first constant voltage modulator 3 to the alternating voltage, the operation of which is controlled by the generator 5 of the switching voltage. The output AC voltage of the modulator 3, when the input current I is constant, has a rectangular shape with equal half-periods and an amplitude equal to iz, i.e.

UMI ± U t i RW. (2)UMI ± U t i RW. (2)

причем знак плюс или минус зависит от полупериода коммутирующего напр жени . Напр жение И усиливаетс  первым усилителем 6 переменного напр жени . Переменна  составл юща  Us, выходного напр жени  U через разделительный конденсатор 8, не пропускающий посто нную составл юшую напр жени  и, поступает на вход инвертирующего повторител  10 переменного напр жени , имеющего коэффициент усилени  - 1. Выкодное переменное напр жение U повторител  10 равноmoreover, the plus or minus sign depends on the half-period of the switching voltage. The voltage And is amplified by the first variable voltage amplifier 6. The variable component Us, the output voltage U, through the coupling capacitor 8, which does not let the constant voltage go, and is fed to the input of the inverting repeater 10 of the alternating voltage, having the gain factor - 1. The output alternating voltage U and the repeater 10

и.and.

-U, +K,U, К,, Ri,i, (3)-U, + K, U, K ,, Ri, i, (3)

где К - коэффициент усилени  усилител  6 переменного напр жени  .where K is the gain of the variable voltage amplifier 6.

Входное напр жение U создает на выходе резистивного делител  2, состо щего из резисторов 34 (R,),35(R напр жение Uj, определ емое выражением The input voltage U creates at the output of a resistive divider 2, consisting of resistors 34 (R,), 35 (R, the voltage Uj defined by the expression

Uj и R,/(R,,+Il) KjU, (4)Uj and R, / (R ,, + Il) KjU, (4)

где К 2 Ri/(Ri+R2) - коэффициентwhere K 2 Ri / (Ri + R2) - coefficient

передачи делител  2.transmission divider 2.

Напр жение Uj модулируетс  вторымThe voltage Uj is modulated second

модул тором 4, выходное напр жениеmodulator 4, output voltage

которого равно which is equal to

±из tKjU(5) ± tKjU (5)

Модул тор 4 управл етс  генератором коммутирующего напр жени . Если йход ное напр жение U  вл етс  посто нным , т.е. не содержит высших гармоник , напр жение UMU как и U , при таком же условии, име&т пр моугольную форму с равными полупериодами. Это напр жение усиливаетс  вторым усилителем 7 переменного тока, вькод ное напр жение U,- которого содержит посто нную и переменную и,„составл ющие . Последн  , повтор юща  по форме напрдасение Uj,, пропускаетс  разделительным конденсатором 9 на .первый-ВХОД резистивного сумматора 16. Дп  этой составл ющей имеемThe modulator 4 is controlled by a switching voltage generator. If the input voltage U is constant, i.e. does not contain higher harmonics, the voltage UMU as U, under the same condition, has & t rectangular shape with equal half periods. This voltage is amplified by a second AC amplifier 7, the decoded voltage U, of which contains a constant and a variable and “components”. The last, repeating shape of Uj ,, is passed by the coupling capacitor 9 to the first-INPUT of the resistive adder 16. Dn of this component we have

и 4 К 3 и + К 4К 3 и, (6)and 4 K 3 and + K 4K 3 and, (6)

где К- - коэффициент усилени  усилител  7. Напр жение и создает благодар  тому, что точка а интегратора. 17 посто нного тока потенциально заземлена , в резисторе 36 (Rj) рез.истив- ного сумматора 16 переменньй ток 3, равныйwhere K- is the gain of the amplifier 7. The voltage is created because the integrator point a is. 17 DC is potentially grounded, in the resistor 36 (Rj) of the resistor adder 16 alternating current 3, equal to

i 3 3 ±К i К 3 и/Кз (7)i 3 3 ± К i К 3 and / Кз (7)

Через резистор 37 (R4) сумматора 16 протекает посто нный ток 1, создаваемый выходным напр жением U д, источника 14 эталонных разнопол рных посто нньк напр жений. Пусть напр жение Ujini отрицательное. Ток 14 равенThrough the resistor 37 (R4) of the adder 16, a constant current 1 flows from the output voltage U d to the source 14 reference alternating constant voltages. Let the voltage Ujini be negative. Current 14 equals

Uoni /R« constUoni / R "const

(8)(eight)

Резистор 37 выбираетс  таким образом , что ток IA превьппает Ij приResistor 37 is chosen such that the current IA exceeds Ij at

всех возможных значени х входного напр жени  U.all possible values of the input voltage U.

Через третий резистор 38 (R) сумматора 16 ток не протекает, если амплитудный модул тор 15 подключает этот резистор к общей точке схемц. Этот такт работы устройства назовем первым.Through the third resistor 38 (R) of the adder 16, no current flows if the amplitude modulator 15 connects this resistor to a common point of the circuit. This tact of the device will be called first.

Во втором такте амплитудный модул тор 15 подключает резистор 38 к положительному посто нному напр жению вырабатываемому источником 14 эталонных разнопол рных прс- то нных напр жений. Через резистор 38 лри этом протекает ток 1., равныйIn the second cycle, the amplitude modulator 15 connects the resistor 38 to a positive DC voltage generated by the source 14 reference voltage polarized voltages. A current of 1 flows through the resistor.

If СПIf SP

/R/ R

constconst

(9)(9)

Резистор 38 выбираетс  таким образом, что ток if превышает сумму токов 1д и Т. при всех возможньк значени х напр жени  и,т.е.The resistor 38 is selected in such a way that the current if exceeds the sum of the currents 1d and T. for all possible values of the voltage, i.

llj I I i (10)llj I I i (10)

Результирующий выходной ток сумматора 1б  вл етс  входным током „ интегратора 17 посто нного тока. Во врем  первого такта напр жение Un на выходе интегратора 17, нараста , измен етс  по законуThe resulting output current of the adder 1b is the input current of the integrator 17 of the direct current. During the first clock cycle, the voltage Un at the output of the integrator 17, the voltage, varies according to the law

ii

Uv.t) U,c - sUv.t) U, c - s

i, dti, dt

U, U,

ИО J . и  Uo j. and

+ 1 (1з-и,) dt , (11)+ 1 (1h-and,) dt, (11)

00

где и,д - напр жение на выходе интегратора 17 при t 0. Приращение напр жени  U, за врем  t t,, равное длительности первого такта, равноwhere and, d is the voltage at the output of the integrator 17 at t 0. The increment of the voltage U, during the time t t, equal to the duration of the first cycle, is equal to

1one

4 и4 and

и 1and 1

5five

00

5five

U/t)-U«, J.(ij+I,)dt (12)U / t) -U ", J. (ij + I,) dt (12)

о . . about . .

при t t, напр жение Uy достигает уровн  срабатывани  компаратора 18. По вл ющийс  при этом на его выходе импульс запускает одновибратор 19. Выходное напр жение одновибратора управл ет работой амплитудного модул тора 15, который с этого момента подключает резистор 38 к напр жению . Поскольку выполн етс  неравенство (10), результирукндий выходной ток 1„ сумматора 16,  вл ющийс  входным током интегратора 17, измен ет свое направление, в результате чего выходное напр жение и„ интегратора 17 на,чинает уменьшатьс . Длительностьat t t, the voltage Uy reaches the operation level of the comparator 18. A pulse appearing at its output triggers the one-oscillator 19. The output voltage of the one-oscillator controls the operation of the amplitude modulator 15, which from this moment connects the resistor 38 to the voltage. Since inequality (10) is satisfied, the resultant output current 1 "of the adder 16, which is the input current of the integrator 17, changes its direction, as a result of which the output voltage and the" integrator 17 on, begins to decrease. Duration

импульса, вырабатываемого одновибрат ром 19, определ етс  его параметрами и равна .t,. Изменение напр жени  на выходе интегратора ли „ за врем  t определ етс  по аналогии с (11) и (12) выражениемthe pulse produced by the one-shot rum 19 is determined by its parameters and is equal to .t ,. The change in voltage at the output of the integrator, whether ' over time t, is determined by analogy with (11) and (12) by

4U4U

И2AND 2

ipcuncjeiincpl,ipcuncjeiincpl,

ЯI

il(. л ft   il (. ft

- ijj) dt- ijj) dt

(13)(13)

По окончании импульса одновибра- тора 19 амплитуднь1й модул тор 15 переключаетс  в исходное положение, входной ток интегратора 1„ принимает первоначальное значение 1„ 13 4 и напр жение на выхода интегратора 17 снова начинает нарастать в соответствии с выражением (11). В даль- нейшем процессы в схеме повтор ютс , причем период Т работы схемы равенAt the end of the pulse of the one-oscillator 19, the amplitude modulator 15 switches to the initial position, the input current of the integrator 1 takes the initial value 1 13 13 4 and the voltage at the output of the integrator 17 begins to increase again in accordance with expression (11). In the future, the processes in the scheme are repeated, and the period T of the operation of the scheme is equal

Т t, + t«T t, + t "

(14)(14)

Приращение напр жени  U , во врем  первого такта 4и 1 равно уменьшению dUni во врем  второго. Приравнива  (12) и (13), учитыва , чтоThe increment of the voltage U, during the first cycle 4 and 1 is equal to the decrease in dUni during the second. Equating (12) and (13), taking into account that

Г 14 dt , I 15 dt 15 t, G 14 dt, I 15 dt 15 t,

бс . 1bs one

И реша  относительно частоты f -, получаемAnd deciding on the frequency f -, we get

f 1 It + i-з.ср Т 1 tf 1 It + i-c.sr T 1 t

(13)(13)

3535

где 1зср -j -3 - среднее запе0 ,where 1sr -j -3 is the average value of 0,

риод т работы схемы значение токаijПодставл   в (15) значени  ,1,, ig из (7) - (9) находимThe period of operation of the circuit is the value of the current ijSubstituted in (15) values, 1 ,, ig from (7) - (9) we find

f Uon-iRs + К Кз Rg у Uoni 4 н UoniRg -иf Uon-iRs + К Кз Rg in Uoni 4 and UoniRg -and

fo ± f fo ± f

(16).(sixteen).

IVIV

где - J и dt среднее за периодwhere - J and dt average for the period

Т работы преобразовател  входного напр жени  U , Uoni R5T work input voltage converter U, Uoni R5

° U,,,RvtH ° U ,,, RvtH

Ucp.Ucp.

посто нна  составл юща  частоты fconstant frequency component f

f KiKsRs „ f. т;и-T- Ucpf KiKsRs „f. t; and-t-ucp

Upf, к j t,Upf, to j t,

переменна  сост авл юща  variable is variable

г 0 g 0

5five

00

5five

5five

00

Знак f в.формуле (16) мен етс  с частотой f генератора 5 коммутирующего напр жени , причем в тот полу- период, когда и4 К2 отрицательно , направлени  токов i.j и Г совпадают, и частота f возрастает (f в формуле (16) имеет знак плюс), при изменении пол рности и(т.е. в другой полупериод) частота t уменьшаетс  (f в формуле (16) имеет знак минус). Параметры преобразовател  выбираютс  таким образом, что частота f значительно превышает частоту коммутации i k , а также частоту наиболее высокочастотной составл ющей в кривых входных напр жени  U и тока I,The sign of f in formula (16) varies with the frequency f of the generator 5 of the switching voltage, and in the half-period when u4 K2 is negative, the directions of the currents ij and G coincide, and the frequency f increases (f in formula (16) has the plus sign), when the polarity changes and (i.e. in the other half period), the frequency t decreases (f in formula (16) has a minus sign). The parameters of the converter are chosen in such a way that the frequency f is much higher than the switching frequency i k, as well as the frequency of the highest frequency component in the input voltage curves U and current I,

Выходное переменное напр жение U . инвертирующего повторител  10 переменного напр жени , имеющее частоту , подаетс  на сигнальньш вход амплитудного модул тора 11, управл емого выходным напр жением одновиб- ратора 19. Во врем  второго такта, т.е. когда на выходе одновибратора 19 действует импульс, амплитудный модул тор 11 подключает точку ff к выходу инвертирующего повторител  10 переменного напр жени , т.е. напр жение и в точке «У - равно и. Во врем , первого такта амплитудный мо- дул  тор 11 подключает точку S к общей точке, т.е. Uj Р. Следовательно , напр жение в точке 5 представл ет собой последовательность импульсов длительностью t „ с амплитудой , равной значению U. в соответствующие моменты времени. Дл  случа , когда входные напр жение U и ток I посто нные, и дл  прин тых на фиг.2 пол рностей временные диаграммы напр жений U,(t), V(t), U4(t) и Ur(t) показаны на фиг.2а-г.Output variable voltage U. an inverting inverter 10 of an alternating voltage, having a frequency, is supplied to the signal input of an amplitude modulator 11, controlled by the output voltage of the one-oscillator 19. During the second cycle, i.e. when a pulse acts at the output of the one-shot 19, the amplitude modulator 11 connects the point ff to the output of the inverting alternator 10 of an alternating voltage, i.e. voltage at the point "Y - equals and. During the first cycle, the amplitude modulator 11 connects the point S to a common point, i.e. Uj P. Therefore, the voltage at point 5 is a sequence of pulses of duration tn with an amplitude equal to the value of U. at the corresponding points in time. For the case when the input voltage U and the current I are constant, and for the polarities of Fig.2, the time diagrams of the voltages U, (t), V (t), U4 (t) and Ur (t) are shown in figa-g.

Как видно из фиг.2г, посто нна  составл юща  напр жени  U5(t) в разные полупериоды коммутирующего напр жени  не остаетс  неизменной. В первый полупериод (U(t) 70; Ua(t)-20, 11-4 (t) 0) f в формуле (16) имеет место знак минус, поэтому частота fAs can be seen from Figure 2g, the constant component of the voltage U5 (t) during different half cycles of the switching voltage does not remain unchanged. In the first half-period (U (t) 70; Ua (t) -20, 11-4 (t) 0) f in the formula (16) there is a minus sign, so the frequency f

минимальна ( Т j Т) и посто нна  составл юща minimal (T j T) and constant constituting

иand

сГсрssr

ср 1 7 м WU н  Wed 1 7 m WU n

5555

и 2 tn/Тмакс and 2 tn / Tmaks

отрицательна и невелика (фиг. 2д). Во второй полупериод.частота f мак1negative and small (Fig. 2d). In the second half-cycle frequency f max

симальна (Т j Т,,„ ,is maximal (T j T ,, „,

- лак-с  - varnish

И посто нна  составл юща  срг л етс  положительной и равна And the constant component is positive and equal to

/T««H UScf. (фиг.2д). Следовательно, посто нна    / T "" H UScf. (Fig.2d). Therefore, it is constant

составл юща  напр жение U|(t) за период Т коммутирующего напр жени , как это видно из фиг.2г не,the component voltage U | (t) for the period T of the switching voltage, as can be seen from FIG. 2d,

равна нулю.equals zero.

Найдем значение U . Посто нна  составл юща  за период Т выходных импульсов одновибратора 19 равна т tnFind the value of U. The constant component for the period T of the output pulses of the one-shot 19 is equal to t tn

бср т S Т S t и bsr t s t s t and

S t,fu,cp (19) - 1   S t, fu, cp (19) - 1

где и 1 ср -j- ) - среднее заwhere 1 cf -j-) is the average of

-и о врем  ty значение напр жени  U.j(t) .-and time ty value of the voltage U.j (t).

Поскольку частота f значительно пре- вьпиает частоту наиболее высокочастотных гармоник входных сигналов U и I, можно полагать, что в течение времени t U . U -j cf const и и iT Cf -U t, f . . , , (20) где Ui - мгновенное значение напр жени  и,;, соответствующее рассматриваемому периоду Т. Подставл   в (20) значени  f из (16) и учитыва  (3), .-получаемSince the frequency f significantly exceeds the frequency of the highest-frequency harmonics of the input signals U and I, it can be assumed that during the time t U. U -j cf const and and iT Cf -U t, f. . ,, (20) where Ui is the instantaneous value of the voltage and,;, corresponding to the period under consideration T. Substituting in (20) the values of f from (16) and taking into account (3),.-We obtain

иand

иand

б срused

R5R5

и on a R + i KI Кз RS Ru.and on a R + i KI Kz RS Ru.

U, иU, and

о П aabout P a

.R..R.

(tU)(±i),(tU) (± i),

(21)(21)

поскольку вследствие малости Т можно полагать и Ср U..since, due to the smallness of T, we can also assume that Wed U

Выберем Т 1 (фиг.2) равным или в целое число раз превьшающим период самой низкочастотной гармоники вход- ных сигналов U и I. Тогда первое слагаемое (21), пропорциональное переменному напр жению U, также представл ет собой переменное напр жение имеющее -частоту коммутации и посто нной составл ющей не содержит. Если входные напр жени  и ток  вл ютс  посто нными, первое слагаемое представл ет собой переменное напр жение пр моугольной формы с равными полупериодами (напр жение li $ на фиг.3,д). Произведение (iU) (±i)j вход щее во второе слагаемое (21), пропорционально мгновенному значению Р измер емой мощности, поскольку зна52211610Choose T 1 (FIG. 2) equal to or integer times the period of the lowest frequency harmonic of the input signals U and I. Then the first term (21), proportional to the alternating voltage U, is also a variable voltage having -frequency commutation and constant component does not contain. If the input voltages and currents are constant, the first term is an alternating rectangular voltage with equal half-periods (voltages li $ in Fig.3, d). The product (iU) (± i) j included in the second term (21) is proportional to the instantaneous value P of the measured power, since the value is 52211610

ки перед Пи всегда измен ютс  одновременно .Ki in front of Pi always changes simultaneously.

Если напр жение U подать на фильтрующий усилитель 13 посто нного тока. последний подавит первое слагаемое, переменную составл ющую второго и выделит посто нную составл ющую, пропорциональную средней мощности Р, т.е. измер емой величинеIf the voltage U is applied to the filter amplifier 13 DC. the latter will suppress the first term, the variable component of the second, and highlight the constant component proportional to the average power P, i.e. measurable value

10ten

Claims (1)

1 Г . i ui1G. i ui idtidt (22)(22) Однако наличие низкочастотного первого слагаемого в (21) требует существенного увеличени  посто нных времени и снижени  быстродействи  усилител  13. С помоп№Ю сумматора 12 первое слагаемое (21) полностью компенсируетс  и на вход усилител  13 не проходит. Действительно, на первый вход сумматора 12:подаетс  напр жение и, -И, Это напр жение создает на входе усилител  13 переменное напр жениеHowever, the presence of the low-frequency first term in (21) requires a substantial increase in the time constant and decrease in the speed of the amplifier 13. With the help of adder 12, the first term (21) is fully compensated and does not pass to the input of the amplifier 13. Indeed, at the first input of the adder 12: a voltage is applied and, - And, This voltage creates a variable voltage at the input of the amplifier 13 II - 11 - 14II - 11 - 14 (23)(23) DD 5five 00 5five ,где К„ RJ //R, / RBV C R,R-,- сопротивлени  резисторов 39where K "RJ // R, / RBV C R, R -, - resistance of resistors 39 и 40 сумматора 12, R,, - входное сопротивление усиОХ сand 40 adder 12, R ,, is the input resistance of the amplifier with лител  13.Letter 13. Первое .слагаемое (21) создает на входе усилител  напр жениеThe first term (21) creates a voltage at the input of the amplifier. IT - RS тт Rr IT - RS TT Rr и - , u/j rand -, u / j r -и,. -and,. RT RT Uoni Rj- RnUoni Rj- Rn (24)(24) UodtR 4 R Поскольку напр жени  U и U имеют разные знаки, условием их полной компенсации  вл етс  равенство модулей обоих напр жений, приравнива  (23) и (24) по модулю, получаем условие полной компенсацииUodtR 4 R Since the voltages U and U have different signs, the condition of their full compensation is the equality of the modules of both voltages, equating (23) and (24) modulo, we obtain the condition of full compensation R-; Uom R gR-; Wom r g R Uj,naR4R Uj, naR4 (25)(25) Следовательно, выходное напр же- ии tiW (ток I gj,;() фильтрующего усилител  13 посто нного тока пропорционально посто нной составл ющей (21) и определ етс  выражением 1 . Therefore, the output voltage tiW (the current I gj,; () of the filter amplifier 13 of the direct current is proportional to the constant component (21) and is defined by the expression 1. о TK about tk KS S uidt KS Р, KS S uidt KS P, (26)(26) где К - коэффициент преобразовани  посто нной составл ющей напр жени  и. сумматором 12 и фильтрующим усилителем 13where K is the constant conversion factor of the voltage component and. adder 12 and filter amplifier 13 Kj -К.)Kj -K.) Как видно из (26), выходное напр жение устройства пропорционально мощности измер емой цепи и не зависит от длительности t импульсов, вырабатываемых одновибратрром 19. Благодар  этому импульсы одновибратора можно не стабилизировать по длительности , что существенно упрощает преобразователь. От длительности 1:„, как видно из .(25) не зависит также и условие полной компенсации (25) переменной составл ющей напр жени  Uj.. As can be seen from (26), the output voltage of the device is proportional to the power of the circuit being measured and does not depend on the duration t of pulses produced by the single-shot 19. Due to this, the single-vibration pulses can be not stabilized in duration, which greatly simplifies the converter. The duration of 1: „, as can be seen from (25), does not depend also on the condition of full compensation (25) to the variable component of the voltage Uj. Форм у л а и зоб р е т е н и  Formula and goiter : 1. Измерительный преобразователь МОЩНОСТИ, содержащий измерительный шунт, включенный последовательно с нагрузкой, одновибратор, первой амплитудный модул тор и вькодной фильтрующий усилитель посто нного тоКа, о т ли ч а ш щ и и с   тем, что, с целью.повышени  точности и расширени  фуНкциональньк возможностей в Него введены подключенный параллельно измер емой цепи резистивный делитель , один из выходных зажимов которого соединен с выводом измерительного шунта., два модул тора, генератор коммутирующего напр жени , два . усилител  переменного тока, два разделительных конденсатора, инверти- рующий повторитель переменного напр жени , два сумматора, источник эталонных разнопол рных посто нных напр жений , второй амплитудный ..модул тор , интегратор и компаратор, причем вход первого амцлитудного модул тора подключен к измер.ительному шунту, а вход второго - к выходу резистивного делител , выходы генератора коммутирующего напр жени  соединены с уп- равл ющими входами модул торов, вход п.ервого и второго усилителей переменного тока подключены к выходам соответствующих модул торов, вход инвертирующего повторител  переменного на пр жени  через первый разделительный конденсатор подключен к выходу первого усилител  переменного тока, а выход соединен с сигнальным входом пер: 1. A POWER measuring transducer containing a measuring shunt connected in series with the load, a one-shot, first amplitude modulator, and a VDC DC filter amplifier, so that, in order to increase the accuracy and Expanding the FUNCTIONAL OPPORTUNITIES A resistive divider connected in parallel to the measured circuit is introduced into It, one of the output terminals of which is connected to the output of the measuring shunt. Two modulators, a switching voltage generator, two. AC amplifier, two coupling capacitors, inverting AC voltage follower, two adders, source of reference DC voltage, second amplitude .. modulator, integrator and comparator, with the input of the first amplitude modulator connected to the measuring the shunt, and the second input - to the output of the resistive divider, the outputs of the switching voltage generator are connected to the control inputs of the modulators, the input of the first and second AC amplifiers are connected to the outputs with corresponding modulators, the input of the inverting repeater of alternating voltage to the yarn through the first coupling capacitor is connected to the output of the first AC amplifier, and the output is connected to the signal input of the 5 050 5 О 0 д о 5 5 0 0 d about 5 5five вого амплитудного модул тора, первый вход первого резистивного сумматора соединен с входом инвертирующего повторител  переменного напр жени , второй вход - с выходом первого амплитудного модул тора, а выход - с входом выходного фильтрующего усилител  посто нного тока, первый выход источника эталонных разнопол рных посто нных напр жений соединен с сигнальным входом второго амплитудного модул тора, первь1Й вход второго резистивного Сумматора через второй разделительный конденсатор подключен к выходу второго усилител  переменного тока, второй вход - к второму выходу Источника эталонных разнопол рных посто нных напр жений, а третий - к выходу второго амплитудного :-:адул то- ра, выход интегратора посто нного тока соединен с входом компаратора, выход которого соединен со входом одно- вибратора, вход интегратора посто нного тока соединен с выходом второго резистивного сумматора, а к выходу одновибратора подключены уцравл ющие входы обоих амплитудных модул торов. ; 2, Преобразователь по п. 1, о т- ;л и чающийс  TSMJ что каждый из модул торов содержит четьфе управл емых ключа, соединенньк в мосто - вую схему, а усилители переменного тока вьшолнёны с дифференциальным входом.the first input of the first resistive adder is connected to the input of an inverting repeater of an alternating voltage, the second input is connected to the output of a first amplitude modulator, and the output is connected to the input of an output DC filter amplifier, the first output of a source of reference polarized constant voltages zhenyi connected to the signal input of the second amplitude modulator, the first input of the second resistive adder through the second coupling capacitor is connected to the output of the second amplifier current, the second input is to the second output of the source of reference polarized DC voltages, and the third is to the output of the second amplitude voltage: -: a module, the output of the DC integrator is connected to the comparator input, the output of which is connected to the single input the vibrator, the input of the DC integrator is connected to the output of the second resistive adder, and the outputs of both amplitude modulators are connected to the output of the one-vibrator. ; 2, the converter according to claim 1, about a t; l and TSMJ that each of the modulators contains a controllable key connected to the bridge circuit, and the amplifiers of the alternating current are filled with a differential input. 3. Преобразователь по п.1, о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что генератор коммутирующего напр жени  содержит триггер Шмидта и подключенньш к его выходу триггер со счетным входом , вькоды которого  вл ютс  выходами генератора коммутирующего напр жени .3. The converter according to claim 1, wherein the switching voltage generator contains a Schmidt trigger and a trigger with a counting input connected to its output, whose codes are the outputs of the switching voltage generator. А, Преобразователь по п. 1, о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что компаратор и одновибратор содержит RS- триггер, вход установки в 1 которого подключен к выходу интегратора посто нного тока, и RS-цепь интегрирующего типа, вход которой соединен с пр мым выходом триггера, вл ющимс  выходом одновибратора, а выход подключен к входу установки в О триггера, причем параллельно конденсатору RS-цепи подключен yпpaвл e aш ключ, управл ющий вход которого сое- динен с выходом триггера таким образом , что при единичном состо нии триггера ключ разомкнут.A, the converter according to claim 1, that is, that the comparator and the one-shot comprise an RS trigger, the installation input of which is connected to the output of the DC integrator, and an RS-circuit of the integrating type whose input is connected to the forward output of the trigger, which is the output of the one-shot, and the output is connected to the input of the installation in the O trigger, and parallel to the RS circuit capacitor is connected a forward key and the control input of which is connected to the trigger output in such a way that with a single trigger state, the key is open. 131522116. 1131522116. 1 5. Преобразователь по п. 1, о т- .него тока вьшолнен с гальваническим личающийс  тем, что выход- разделением входной и выходной цепей, ной фильтрующий усилитель посто н5. The converter according to p. 1, about the t-current of the current is made with galvanic, characterized by the fact that the output is the separation of the input and output circuits, the filter amplifier is constant иand 1one }} г/гg / g UffcplUffcpl фиг. 2FIG. 2
SU884373020A 1988-02-01 1988-02-01 Instrument transducer of power SU1522116A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884373020A SU1522116A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Instrument transducer of power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884373020A SU1522116A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Instrument transducer of power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1522116A1 true SU1522116A1 (en) 1989-11-15

Family

ID=21353461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884373020A SU1522116A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Instrument transducer of power

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1522116A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3875509A (en) Electronic metering of active electrical energy
US3649902A (en) Dc to ac inverter for producing a sine-wave output by pulse width modulation
HU203008B (en) Method for transforming electrical signal into proportional frequency signal and circuit arrangement for carrying out thereof
SU1522116A1 (en) Instrument transducer of power
SU892424A2 (en) Reference voltage source
US3922593A (en) Circuit for producing odd frequency multiple of an input signal
JPS5761330A (en) Wave-form conversion circuit
RU1787313C (en) Frequency multiplier
SU1095196A1 (en) Multiplying-dividing device for signal with pulse-duration modulation
RU2013859C1 (en) Two-step phase-pulse modulator
SU1032459A1 (en) Time-pulse multiplying /dividing device
SU534032A1 (en) Converter of parameters of two-element non-resonant electrical circuits into unified signals
SU841104A1 (en) Detector of signal pass through zero value
SU1004903A1 (en) Three-phase circuit powder transducer
SU1319196A1 (en) Control device for m-pulse rectifier
SU832701A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
KR900006664Y1 (en) Voltage and frequency transforming circuit
SU1610558A1 (en) D.c. voltage stabilizer
SU661775A1 (en) Pulse recurrence period to voltage converter
SU1190497A2 (en) Device for generating rectangular signal
SU771634A1 (en) Pulsed dc voltage stabilizer
SU1046930A2 (en) Integrating voltage-to-time-interval converter
SU1120362A1 (en) Pulse-position device for raising to fractional power
SU1624636A1 (en) Method of invertor control
SU962990A1 (en) Non-linear integrator