SU398878A1 - Цифровой ваттметр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники.

Известны цифровые ваттметры, содержащие источник вспомогательного напр жени , один из входов которого через коммутатор подключен ко входу широкополосного усилител  с автоматической регулировкой усилени  по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи, блок управлени , дешифратор и индикатор.

Предлагаемый ваттметр отличаетс  от известных тем, что он снабжен блоками дл  получени  суммо-разностного напр жени , интегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной площади, пороговым устройством, схемами пересчета, сумматором, ключами, генератором импульсов и реверсивным счетчиком, причем один из входов сумматора подключен к выходу широкополосного усилител , а другой-к выходу источника вспомогательного напр жени , выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соединен со входами схем пересчета, подключенных к блоку управлени  и управл ющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - со входом делител  частоты и сигнальными входами двух ключей, выходы которых соединены со входом реверсивного счетчика.

2

Данные особенности ваттметра позвол ют измерить как активную, так и полную мощность , и упростить прибор.

На чертеже изображена блок-схема описываемого прибора, содержащего блоки /, 2, получени  напр жени , пропорционального сумме и разности значений напр лчени  и тока нагрузки, выходы которых через последовательно соединенные переключатель , коммутаторы 4, 5 соединены с входом широкополосного усилител  6 с автоматической регулировкой усилени  по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи .

Источник 7 вспомогательного напр жени  подключен к интегратору 5 и к KOMNtyTaropy 5. Другой вход интегратора 8 соединен с выходом широкополосного усилител  с автоматической регулировкой усилени  но эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи. Выход интегратора 8 через последовательно включенные пороговое устройство 9 и переключатель 10 подключен к входам схем «счета на два // и «счета на три

12. Выходы этих схем подключены к блоку управлени  13, хронизируюшего работу всего прибора, и управл ющему входу ключа 14, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов 15, а выход подключен

ко входу делител  частоты 16 и к сигнальнъ1м входам ключей 17 и 18, управл ющие входы которых соединены с блоком управлени  13, а сигнальные выходы - с входом реверсивного счетчика 19. Выход делител  частоты 16 и знаковый выход реверсивного счетчика 19 соединены с блоком управлени  13, а кодовый выход реверсивного счетчика 19 через дешифратор 20 подключен к индикатору 21.

Устройство в режиме измерени  активной мощности работает следующим образом.

Измерение активной мощности осуществл етс  за два такта. Сначала на вход широкополосного усилител  6 через коммутаторы 5, 4 и переключатель 3 из блока / подаетс  папр жение , пропорциональное сумме значений тока и напр жени  нагрузки. В результате коэффициент передачи широкополосного усилител  Кп устанавливаетс  н запоминаетс  обратно пропорциональным эффективному значению напр жени  на его входе:

/Сп

у {K.UAt) + K iAt}T-dt

V

где Кол - посто нное но эффективному значению опорное напр жение, /Ci K.i - посто нные коэффициенты.

Перед началом считывани  коэффициента передачи широкополосного усилител  6 но команде блока унравлени  13 очищаетс  цифровой делитель частоты 16 и в реверсивный счетчик/5 заноситс  число, равное емкости делител  частоты 16. После этого ло команде блока унравлени  13 через широкополосный усилитель 5 на один из входов интегратора S подаетс  нанр жение t/Bcni от источника всномогательного напр жени . Напр жение на выходе интегратора 8 измен етс  и достигает уровн  срабатывани  порогового устройства 9, которое нри этом выдает управл ющий сигнал через нереключатель 10 и схему «счета на три 12 на ключ 14 и блок управлени  13. При этом ключ 14 открываетс  и нропускает импульсы генератора 15 на цифровой делитель частоты 16 и через ключ 17, открытый сигналом с блока управлени  13, на вход реверсивного счетчика 19. Ключ 18 нри этом закрыт . Одновременно по команде блока управлени  13 прекращаетс  подача напр жени  всп, , а напр жение t/acn. подаетс  на второй вход интегратора.

Причем напр жение Икп имеет пол рность , противоположную по отнощению к напр жепию ft/Bcn/Cn). Напр жение Ьвсп. подаетс  в течение времени, пока не по витс  импульс переполнени  на выходе цифрового делител  частоты. После этого блок управлени  13 выдает команду, по которой источник 7 вспомогательного напр жени  отключает напр жение Увспз и снова начинает выдавать напр жение Напр жение на выходе интегратора 8 снова начинает нриближатьс  к уровню срабатывани  порогового устройства

.9. После второго импульса с порогового устройства 9 блок управлени  13 вновь подает команду на включение нанр жени  L-acn . Одновременно направление счета в реверсивном счетчике 19 мен етс  на обратное. При этом, когда в реверсивном счетчике установитс  ноль, отключаетс  напр жение t/scn. и включаетс  (Увсп . С третьим имнульсом порогового устройства заканчиваетс  первый такт измерени . Таким образом, здесь иснользуетс  метод двойного интегрировани , но повтор етс  он два раза нодр д. Причем, в первый раз задаетс  посто нна  эталонна  вольтсекундна  нлощадь, а во второй раз она пр мо пропорциональна нредыдущему результату.

Промежуточный результат можно выразить в виде числа импульсов щ , полученных в реверсивном счетчике 19:

т

«1

K.U,(t) + K,iMdt,

2

U:

V,

6

ВСП1 он

где Пдел - емкость цифрового делител  частоты , выраженна  в количестве импульсов

5 (Ядел Т-/).

Далее следует второй такт измерени , который отличаетс  от первого тем, что:

на вход широкополосного усилител  6 нодаетс .напр жение, пропорциональное разности значений напр жени  и тока нагрузки;

перед считыванием коэффициента передачи усилител  6 очищаетс  только цифровой делитель частоты;

по команде с блока управлени  13 откры Баетс  ключ 18 и закрываетс  ключ 17, нри этом на реверсивный счетчик 19 поступают только те импульсы с генератора 15, которые приход т в момент подачи всномогательного напр жени  t/всп, ;

моменты окончани  подачи напр жени  вспг определ ютс  только импульсами переполнени  цифрового делител  частоты 16.

В остальном второй такт измерени  не отличаетс  от первого.

Окончательный результат можно выразить в виде числа импульсов «2, полученных в реверсивном счетчике 19

т

4 1 2 вспЛдел 1

U,({)i,(t)dt K,P,.

л

т,-

UBC.UI on

где Къ - посто нный коэффициент.

Таким образом, окончательный результат, нолученный в реверсивном счетчике 19, прО порционален активной мощности.

Рассмотрим теперь работу ваттметра в режиме измерени  полной мощности. Она аналогична работе ваттметра во врем  нервого такта измерени  активной мощности. Разница лишь в том, что этот такт разбит на два нодтакта: нервый, в течение времени между первым и вторым, и второй - {ежду вторым и третьим импульсами порогового устройства 9. Разделение на два подтакта достигаетс 

тем, что импульсы с порогового устройства 9 через переключатель 10 поступают иа вход схемы «счет на два 11, а не на вход схемы «счет на три 12, как это было в первом случае . В течение первого подтакта коэффипиент передачи широкополосного усилител  6 устанавливаетс  и запоминаетс  обратно пропорциональным эффективному значению напр жени , а во врем  второго - эффективному значению тока нагрузки. Причем, во врем  второго подтакта эталонна  вольтсекундна  площадь пропорциональна эффективному значению напр жени  нагрузки. В результате осуществл етс  перемножение эффективного значени  напр жени  на эффективное значение тока нагрузки /ж.

Окончательный результат измерени  полной мощности можно выразить в виде числа импульсов Пз, полученных в реверсивном счетчике 19

Bcnz.ie.

f/.-/..

По

f/L.- uln

предмет изоб ретени  Цифровой ваттметр, содержащий источник вспомогательного напр жени , один из входов которого через коммутатор (подключен ко входу щирокополосного усилител  с автоматической регулировкой усилени  но эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи, блок управлени , дешифратор и индикатор , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и упрощени  прибора, он снабжен блоками дл  получени  суммо-разностного напр жени , интегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной нлощади, пороговым устройством, схемами пересчета, сумматором, ключами, генератором импульсов и реверсивным счетчиком, причем один из входов сумматора подключен к выходу щирокополосного усилител , а другой - к выходу источника вспомогательного напр жени , выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соедипен со входами схем пересчета, подключенных к блоку управлени  и управл ющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - со входом делител  частоты и сигнальными

входами двух ключе , выходы которых соединены со входом реверсивного счетчика.

.i-i(i) о