SU661379A1 - Одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр - Google Patents

Description

(54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ СУММО-РАЗНОСТНЫЙ ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТР

1

изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  измерени  мощности переменного тока.

Известен одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр, содержащий добавочный резистор, шунт, формирователь суммы и разности напр жений, коммутатор, усилитель , квадратичный детектор, преобразователь напр жени  в частоту, двухполюсный переключатель, реверсивный счетчик, устройство цифровой индикации и блок управлени  1.

Недостаток этого ваттметра заключаетс  в нелинейной зависимости между значением мощности и цифровым кодом.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр , содержащий входной преобразователь тока с симметричным относительно земли выходом, подключенный через первый автоматический переключатель к входу сумматора , выход которого соединен с входом квадратичного преобразовател  с частотным выходом, генератор импульсов посто нной амплитуды и длительности, блок управлени  и входной преобразователь напр жени  2.

Однако этот ваттметр обладает недостаточной точностью измерени  мощности.

Цель изобретени  - повыщение точности измерени  мощности.

Дл  этого предлагаемый одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр снабжен временным селектором, вторым автоматическим переключателем, синхронизированным с первым переключателем, двум  счетчиками импульсов, блоком формировани  кодов, схемой сравнени  кодов, цифровым счетным устройством, формирователем импульсов по моменту перехода через нуль переменного напр жени , ключом запуска, соединенным с входом сумматора и выходом входного преобразовател  напр жени , выход квадратичного преобразовател  через временной селектор и второй автоматический переключатель подсоединен к входам обоих счетчиков импульсов, причем первый автоматический переключатель, временной селектор , второй автоматический переключатель, блок формировани  кодов по управл ющим входам соединены с блоком управлени , выходы обоих счетчиков импульсов подключены к входам схемы сравнени  кодов, выход которой подсоединен к входу блока управлени , выходы блока формировани  кодов подключены к входам цифрового отсчетного устройства и генератора импульсов посто нной длительности и амплитуды, выход которого подключен к входу сумматора, выход входного преобразовател  напр жени  через ключ запуска и формирователь импульсов по моментам перехода через нуль переменного напр жени  подсоединен к другому входу блока управлени . На чертеже приведена структурна  электрическа  схема одноканального суммо-разностного цифрового ваттметра. Одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр содержит входной преобразователь тока 1 с симметричным относительно земли выходом, подключенный через первый автоматический переключатель 2 к входу сумматора 3, выход которого соединен с входом квадратичного преобразовател  4 с частотным выходом, генератор 5 импульсов посто нной амплитуды и длительности, блок 6 управлени  и входной преобразователь 7 ( трансформатор) напр жени . В ваттметр введены временной селектор 8, второй автоматический переключатель 9, синхронизированный с первым переключателем 2, два счетчика 10 и 11 импульсов, блок 12 формировани  кодов, схема сравнени  кодов 13, цифровое отсчетное устройство 14, формирователь 15 импульсов по моментам перехода через нуль переменного напр жени , ключ 16 запуска, соединенный с входом сумматора 3 и выходом входного преобразовател  7 напр жени . Выход квадратичного преобразовател  4 через временной селектор 8 и второй автоматический переключатель 9 подсоединен к входам счетчиков 10 и 11 импульсов. Первый автоматический переключатель 2, временной селектор 8, второй автоматический переключатель 9, блок 12 формировани  кодов соединены с блоком 6 управлени . Выходы счетчиков 10 и 11 импульсов подключены к входам схемы сравнени  кодов 13, выход которой подсоединен к входу блока 6 управлени . Выходы блока 12 формировани  кодов подключены к входам цифрового отсчетного устройства 14 и генератора 5 импульсов посто нной длительности и амплитуды, выход которого подключен к входу сумматора 3. Выход входного преобразовател  7 напр жени  (трансформатора ) через ключ 16 запуска и формирователь 15 импульсов по моментам перехода через нуль переменного напр жени  подсоединен к другому входу блока 6 управлени . Одноканальный суммо-разностный цифровой ваттметр работает следующим образом . При помощи входного преобразовател  1 ток нагрузки преобразуетс  в два равных и противофазных напр жени , которые в зависимости от положени  переключател  2 поступают на первый вход сумматора 3, на второй вход которого поступает напр жение с выхода входного преобразовател  7 напр жени . При поступлении на вход сумматора 3 напр жени , синфазного с током нагрузки (переключатель 2 в левом положении ) , на его выходе формируетс  суммарное напр жение, которое подаетс  на управл ющий вход квадратичного преобразовател  4. При помощи временного селектора 8 формируетс  пачка импульсов, которые через второй автоматический переключатель 9 поступают на один из счетчиков 10 или 11 импульсов . Переключатели 2 и 9 управл ютс  синхронно импульсами от блока 6 управлени , который возбуждаетс  тактовыми импульсами формировател  15. При левом положении переключателей 2 и 9 в счетчике 10 накапливаетс  число импульсов , пропорциональное суммарному напр жению . С приходом очередного тактового импульса на блок 6 управлени  происходит переключение автоматических переключателей 2 и 9 в правое положение, Так как второе выходное напр жение входного преобразовател  1 тока находитс  В противофазе к току нагрузки, то на выходе сумматора 3 формируетс  разностное напр жение . Одновременно с переключением фазы напр жени  по команде блока 6 управлени  начинает работать блок 12 формировани  кодов, вырабатыва  код, измен ющийс  ступенчато от нул  до некоторого значени . Под действием кода генератор 5 создает импульсы посто нной амплитуды и длительности. В результате этого на третий вход сумматора 3 начинает поступать дополнительное импульсное напр жение, которое суммируетс  с разностным напр жением и подаетс  на управл ющий вход квадратичного преобразовател  4. В схеме сравнени  кодов 13 происходит сравнение кодов счетчиков 10 и 11 при каждом значении кода частоты генератора 5. Если код счетчика 11 меньше кода счетчика 10, то по команде блока 6 управлени  код частоты генератора 5 увеличиваетс  на следующую ступень. Этот код измен етс  по заданному закону до совпадени  кодов, записанных в счетчиках 10 и 11. Когда код счетчика 11, полученный при очередном сравнении , окажетс  равным коду счетчика 10, то на выходе схемы сравнени  кодов 13 по витс  сигнал, фиксирующий окончание процесса измерени . Значение кода частоты генератора 5, соответствующее окончанию процесса измерени , индицируетс  на цифровом отсчетном устройстве 14, которое может быть отградуировано в единицах электрической мощности .