SU737855A1 - Устройство измерени электрической энергии - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относитс , к области электроизмерительной техники, в частности,к области измерени  электрической энергии в сет х переменного и, посто нного тока различного назначени . Известны электронные устройства дл  измерени  электрической энергии содержащее интегратор с подключенны ми к его выходу последовательно сое диненными пороговыми элементом, уст ройством сброса и отсчетным устройством . На вход интегратора подаетс  напр жение (ток), пропорциональное мощности в контролируемой, с ти.. Вс кий раз, когда под действием этого напр жени  (тока) выходное на пр жение интегратора достигает сраб тывани  порогового элемента, устройство сброса возвращает интегратор в первоначальное состо ние, выдава  одновременно импульс на отсчетное устройство. Данное/устройство имеет невысоку1о точность, что св зано с недоучетом энергии во врем  срроса интегратора (оидаб.ка накоплени ) , а также с вли нием дрейфа операционного усилител , вход щего в состав интегратора |1. Из известных электронных устройств измерени  Электроэнергии наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство измерени  количества поступающей энергии в обоих направлени х ее протекани  при помощи электронных счетчиков. Оно состоит из переключател  пол рности мощности, выход которого через интегратор присоединен к двум пороговым элементам. Шлходы пороговых элементов подключены к входам триггера. Выходы триггера св заны с последовательно соединенными элементом 2ИЛИ и отсчетным устройством и с управл ющим входом переключател  пол рности мощности. Два выхода переключател  пол рности мощности подключены к первым входам двух элементов ЗИ 2. - В этом устройстве ликвидируетс  погрешность накоплени , т,е. погрешность от дрейфа интегратора при уменьшеник мощности Потреблени  погрёшнЬ Стй рёгистрсЩйй , энергии данным устройством возрастает по гиперболическому закону.Цель изобрете.ни  - повышение точности регистрации электроэнергии путем ликвидации погрешности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство измерени  электрической энергии, содержащее переключатель пол рности мощности, выход Которого через интегратор присоединен к двум пороговым элементам, выходы которых соединены с входами триггера , а выходы триггера св заны с последовательно соединенными элементом ИЛИ и отсчетным устройством и с ftjpraBiiSiomjiM входом пёреклйЧа1Тёл  пол рности мощности, и два элемента ЗИ снабжено вторым элементом 2ИЛИ,дискриминатором длительности, генератором импульсов, реверсивным счетчиком, индикатором знака и генератором ступенчатого напр жени ,, при этом выхбды триггера соединена с первыми входами элементов ЗИ, вторые входы которых св заны с выходом генератора импульсов , а выходи подключены к входам реверсивного с етчика, йаход реверсивного счетчика соединей с входом индикаторы знака, два выхода которого соединены с/входама управл емого генератора ступенчатого; рапр жени , а выход последнего присоединен к входу интегратора, выходы пороговых элементов через второй элемент 2ИЛИ соединены с дискриминатором длительности , йыход которого подключен к третьим входам схем совпадени ,

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит переключатель 1 пол рности мощности, интегратор 2, пороговые элементы 3 и 4 триггер 5, схемы ИЛИ б и 7, отсчетное устройство 8, дискриминатор длительности 9, схема совпадени  10 и 11, генератор импульсов 12, реверсивный счетчик 13, индикатор знака 14 и управл е1 ый генератор 15 ступенчатого напр жени . / В описании прин ли следующие обозначени : U,i - нагф ж йие на выходе генератора; U - напр жение на выходе триггера 0: и U. - импулъсы на выходах индикатора знака V - напр жение на выходе генератора ступенчатого напр жений.

Устройство работает следующим обра39м.

На вход переключател  1 пол рности мощности подаетс  напр жение, пропорилональное мОщнортй контролируемой сети. Допустим, переключатель 1 нахс дилс  вначале в положении, показанном на чертеже. Напр жение на исходе интегратора 2 линейно измен етс  до уровн  tU, после чего срабатывает пороговый элемент 3, перевод  триггер 5 в противоположное состо ние . Переключатель 1 тоже переводитс  в противоположное состо ние, и интегрирование подктрчаетс  в обратную сторону до уровн  срабатывани  порогового элемента 4. Триггер 5 и переключатель 1 возвращаютс  в

исходное состо ние, и дальше процесс продолжаетс  аналогично. Импульсы от триггера 5 через схему ИЛИ б поступают на отсчетное устройство 7. В результате общее число импульсов, поступивших на отсчетное устройство 7, пропорционально энергии в контролируемой сети.

Если смещение нул  интегратора отсутствует, скорость изменени  его выходного напр жени  одинакова при интегрировании в положительном и

отрицательном направленийх. При наличии смещени  и U наклон лийий, соответствующих положительному и отрицательному направлени м изменени 

Ui4jразличен. На выходе триггера при этом наблюдаетс  последовательность импульсов со скважностью,отличной от двух. Это может служить признаAU ,,

ком наличи  смещени 

Наделение признака происходит на схемах совпадени  10 и 11, реверсивном счетчике 13 и индикаторе знака 14. Это происходит следующим образом

На вторые входы схем совпадени  ,10 и 11 посто нно поступают счетные импульсы от генератора импульсов 12. Бели есть разрешение от дискриминатора длительности 9, то при положительном направлении интегрировани , когда триггер 5 находитс 

в состо нии

счетные импульсы

через схему совпадени  10 пропускаютс  на вход пр нюго счета реверсивного , счетчика 13, а при отрицательном - через схему совпадени  11 на вход обратного счета, (триггер 5 в О). В |результате при несимметричности кривой интегрировани  после каждогчэ периода интегрировани  t на реверсивном счетчике 13 остаетс  положительное или отрицательное число в зависимости от пол рности напр жени  смещени  flUy ,

Если на счетчике 13 есть ненулевой остаток, в конце каждого периода t индикатор знака 14 проводит анализ знака остатка на нем и в зависимости от этого подает управл ющий импульс на положительный или отрицательный вход управл емого генератора 15 ступенчатого напр жени . Генератор 15 состоит из двух одинаковых частей на положительную и отрицательную пол рность напр жени . При поступлении импульса на один из входов, допустим , на вход

напр жение на

его выходе возрастает на одну ступень лЕ. Это напр жение подаетс  на вход интегратора, компенсиру  его смещение дОу

Когда этого напр жени  недостаточно дл  компенсации, крива  интегрировани  останетс  несимметричной, что приведет к ненулевому остатку на реверсивном счетчике 13 и срабатыванию индикатора знака 14. Напр жение , возрастает еще на дЕ и т.д до полной компенсации диу.Пои из емении величинылОу устройство как бы отслеживает это изменение, посто нно подстраива  генератор 15.

В описанном устройстве возможен самоход, заключающийс  в том, что генератор 15 при отсутствии входного сигнала может подавать напр жение которое будет интегрироватьс  и в том и в другом направлени х CB последнем случае напр жение на выходе генератора 15 будет другой пол рности). Дл  ликвидации этого нежелательного  влени  в устройство дополнительно введены схема ИЛИ 8, присоединенна  входами к выходам пороговых элекюнтов 3 и 4, и дискриминатор длительности 9, вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ 8, а выход св зан с третьими входами схем совпадени  10 и 11. Если на входе интегратора 2 исчезает напр жение Up, пропорциональное мощности, он за счет не ликвидированной в данный момент части смещени  может уйти в насыщение. При этом на выходе одного из пороговых элементов 3 или 4 по вл етс  длительЭтот потенциал

ный потенциал

 вл етс  признаком, по которому срабатывает дискриминатор длительности 9, запреща  прохождение счетных импульсов , схемы совпадени  10 и 11,реверсивный счетчик 13,

Данное устройство позвол ет снизить погрешность от смещени  нул  flU, интегратора. Предел ликвидации погрешности от смещени  определ етс  только объемом реверсивного счётчика 13 и величиной одной ступени генератора 15, которые можно сделать любыми необходимыми. Динамическа  погрешность, св занна  с изменением дрейфа во времени, практически отсут- ствует поскольку быстродействие устройства на много больше максимально возможной скорости изменени  грейфа (к тому же это устройство - след щего уравновешивани ), Ликвидади  погрешностей от дрейфа позвол ет на много увеличивать динамический диапазон счетчика с сохранением высокого класса точности, так каксмещение нул  интегратора особенно сказываетс  в области малых сигналов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство измерени , электричес- « кой энергии, содержащее переключатель пол рности мощности, выход кото0 рого через интегратор присоединен к двум пороговым элементам, выходы которых соединены с входами триггера, а выходы триггера св заны с последовательно соединенными элемен Ъм 2ИЛИ

   5 и отсчетным устройством и с управл ющим входом переключател  пол рности мощности, и два-элемента ЗИ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, устройство снабжено вторым элементом 2ИЛИ

   0 дискриминатором длительности, генера-тором импульсов, реверсивным счетчиком , индикатором знака и генератором ступенчатого напр жени , при этом выходы триггера соединены с

   5 первыми входами элементов ЗИ,вторые входы которыхсв заны с выходом генератора импульсов, а выходы подключены к входам реверсивного счетчика, . выход реверсивного.счетчика соединен0 с входом индикйторй знака, два выхода которого соединены с входами управл емого генератора;ступенчатого напр жени , а выход последнего . щ)исоединен к входу интегратора,

   5 выходы пороговых элементов через второй элемент 2ИЛИ соединены с дискрийин тором длительности, выход которого подключен к третьим входам схем совпадени .

   а

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1, Патент ФРГ № 1807581,

   5 кл. 21 в 11/00, опублик. 1970, - 2, Патент Швейцарии 535435, кл,С 01 R 21/06, 1971, Vpr--