SU744354A1

SU744354A1 - Active power meter

Info

Publication number: SU744354A1
Application number: SU782592061A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Иванютин
Original assignee: Куйбышевский электротехнический институт связи
Priority date: 1978-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1980-06-30

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ(54) ACTIVE POWER METER

1one

Изобретение относитс к электроизмерительной и импульсной технике и предназначено дл использовани при контроле активной мощности в диапазоне звуковых, ультразвуковых и радиочастот .The invention relates to electrical measuring and pulse techniques and is intended for use in monitoring active power in the range of sound, ultrasound and radio frequencies.

Известен измеритель активной мощности , содержащий входные преобразователи тока и напр жени , измерительный преобразователь с датчиком Холла и электромагнитом, преобразователь измерительного сигнала и стрелочный индикатор 1 .The active power meter is known, which contains input current and voltage transducers, a measuring transducer with a Hall sensor and an electromagnet, a measuring signal transducer and a dial gauge 1.

В этом устройстве используетс питание датчика и электромагнита через пассивные цепи, т. е. преобразователи входных тока к напр жени не содержат активных (дающих усилие по мощности ) элементов, а сигналом, несущим2Q информацию об измер емой мощности, вл етс посто нна составл када выходного напр жени датчика, имеюща малый уровень. Повышение чувствительности и точности устройства имеет 25 ограничени , св занные с дрейфом усилителей посто нного , вход щих в состав преобразовател измерительного сигнала, а частотный Диапазон , ввиду непосредственного втслю- QThis device uses the power supply of the sensor and the electromagnet through the passive circuits, i.e., the input current to voltage converters do not contain active (giving force on power) elements, and the signal carrying 2Q information about the measured power is constant sensor voltage, having a small level. Improving the sensitivity and accuracy of the device has 25 limitations associated with the drift of constant amplifiers, which are part of the measuring signal converter, and the frequency range, due to the direct response to Q

чени электромагнита в измерительную цепь, обычно ограничен дес тками килогерц. Кроме того, известный измеритель не может примен тьс при измерении мощности радиоимпульсов, поскольку в нем среднее за период частоты повторени радиоимпульсов значени тока стрелочного индикатора обратно пропорционально скважности радиоимпульсов. При низких частотах следовани радиоимпульсов в паузе между радиоимпульсами показание этого прибора будет равно нулю, поскольку усреднение в нем осуществл етс стрелочным индикатором, обладающим недостаточной дл этого случа инерционностью .An electromagnet in a measuring circuit is usually limited to tens of kilohertz. In addition, the known meter cannot be used in measuring the power of radio pulses, since it has an average for the period of a repetition frequency of radio pulses, the current value of the dial indicator is inversely proportional to the duty cycle of the radio pulses. At low frequencies of the following radio pulses in the pause between radio pulses, the reading of this device will be zero, since it is averaged by an arrow indicator, which has insufficient inertia for this case.

Известен также измеритель активной мощности, содержащий входной преобразователь тока с последовательно включенными шунтом и первым усилителем , входной преобразователь йапр жени с последовательно включенными делителем напр жени и вторым усилителем, измерительный преобразователь с датчиком Холла, размещенным в воздушном зазоре электромагнита , подключенного к выходу первого усилител , преобразователь измерительного сигнала с последовательно включенными фильтром низкой частоты, третьим усилителем и пиковым детектором , блок управлени с последовательно включенными генератором импульсов и переключателем, .стрелочный индикатор, вход которого соединен с выходом пикового детектора 12.Also known is an active power meter containing an input current transducer with a series-connected shunt and a first amplifier, an input voltage transducer with a series-connected voltage divider and a second amplifier, a measuring transducer with a Hall sensor located in the air gap of an electromagnet connected to the output of the first amplifier, measuring signal converter with series-connected low-frequency filter, third amplifier and peak detector, unit control with a series of pulse generator and switch, needle indicator, the input of which is connected to the output of the peak detector 12.

Недостаток этого устройства св зан с отсутствием в нем коррекции аддитивной погрешности нелинейности и невозможностью измерени мощности радиоимпульсов . Кроме того, в известном устройстве, а именно в его фильтре низкой часЬтоты имеет место переходньгй процесс, вызьоваемый видеоимпульсами измерительного сигнала и характеризуквдийс по влением задержки видеоимпульсов и выбросами. Указанный процесс приводит к дополнительной погрешности измерени .The disadvantage of this device is associated with the lack of correction of the additive nonlinearity error and the impossibility of measuring the power of radio pulses. In addition, in a known device, namely, in its low-frequency filter, there is a transition process caused by the video pulses of the measuring signal and characterized by the appearance of video pulse delays and outliers. This process leads to an additional measurement error.

Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей измерител активной мощности , а именно, коррекци основной аддитивной погрешности, св занной с нелинейными свойствами входных контактов датчика Холла, устранение допо нительной аддитивной погрешности, обусловленной частотными изменени ,ми параметров фильтра, и наделение устройства возможностью измерени мощности радиоимпульсов,The purpose of the invention is to improve the accuracy and enhance the functionality of the active power meter, namely, the correction of the basic additive error associated with the nonlinear properties of the input contacts of the Hall sensor, the elimination of the additive additive error due to frequency changes, filter parameters, and the ability of the device to measure power of radio pulses

Дл достижени поставленной цели измеритель активной мощности, содержащий входной преобразователь тока с последовательно включенными шунтом и первым усилителем, входной преобразователь напр жени с последовательно включенными делителем напр жени и вторым усилителем, измерительный преобразователь с датчиком Холла, размещенным в воздушном зазоре электромагнита , подключенного к выходу первого усилител , преобразователь измерительного сигнала с последовательнЬ включенными фильтром низкой частоты, третьим усилителем и пиковым детектором, блок управлени с последовательно включенными генератором импульсов и переключателем, стрелочный индикатор, вход которого соединен с выходом пикового детектора , снабжен корректирующимпреобразователем с квадратичным детектором и регул тором уровн , во входной преобразователь тока или напр жени введены временной селектор и четвертый усилитель .с симметричным выходом , в преобразователь измерительного сигнала - п тый усилитель с дифференциальной схемой включени и иестой усилитель-сумматор, а в блок управлени - .седьмой усилитель-ограничитель , детектор огибаивдей, триггер Шмитта, три одновибратора и блок совпадени , -.причем квадратичный детектор и регул тор уровн соединены последовательно и вкл- очены между выходом четвертого усилител и одним из входов шестого усилител , временной селектор и четвертый усилитель соединены последовательно и включены между выходом второго усилител и входом датчика Холла, п тый усилитель включен между .выходом датчика Холла и другим входом шестого усилител , выход которого соединен со входом фильтра низкой частоты, седьмой усилитель, детекторогибающей и триггер Шмитта соединены последовательно и включены между выходом второго усилител и соответствующим входом переключател , вход-первого одновибратора соединен с выходом переключател , а выходы через второй и третий одновибраторы - со входами блока совпадени , .выход блока совпадени подключен к управл ющему входу пикового детектора, а выход второго, одновибратора соединен с управл к цим входом временного селектора .To achieve this goal, an active power meter containing an input current transducer with a series-connected shunt and a first amplifier, an input voltage transducer with a series-connected voltage divider and a second amplifier, a measurement transducer with a Hall sensor located in the air gap of an electromagnet connected to the output of the first amplifier, measuring signal converter with a series of low-pass filter, a third amplifier and a peak d the detector, a control unit with a series-connected pulse generator and a switch, a dial indicator, whose input is connected to the peak detector output, is equipped with a correction converter with a quadratic detector and a level controller, a time selector and a fourth amplifier are inserted into the input current or voltage converter with a balanced output , the measuring signal converter is a fifth amplifier with a differential switching circuit and the other amplifier-combiner, and into the control unit -. the limiting amplifier, the bend detector, the Schmitt trigger, three single vibrators, and a coincidence unit, the quadratic detector and the level regulator are connected in series and included between the output of the fourth amplifier and one of the inputs of the sixth amplifier, the time selector and the fourth amplifier are connected in series and connected between the output of the second amplifier and the input of the Hall sensor, a fifth amplifier is connected between the output of the Hall sensor and another input of the sixth amplifier, the output of which is connected to the filter input of a low hour The seventh amplifier, the detector-bending and Schmitt trigger are connected in series and connected between the output of the second amplifier and the corresponding input of the switch, the input of the first one-oscillator is connected to the output of the switch, and the outputs through the second and third one-oscillators with the inputs of the coincidence unit, the output of the coincidence unit is connected to the control input of the peak detector, and the output of the second, one-shot, is connected to the control input with the time selector.

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого измерител активной мощности.The drawing shows a functional diagram of the proposed active power meter.

Устройство содержит входные преобразователи тока 1 и напр жени 2, измерительный преобразователь 3 на эффекте Холла, преобразователь 4 измерительного сигнала, стрелочный индикатор 5 и блок б управлени .The device contains input current transducers 1 and voltage 2, a Hall-effect measuring transducer 3, a measuring signal transducer 4, a dial gauge 5 and a control block b.

В измеритель активной мощности введен корректирукздий преобразователь 7 с квадратичным детектором 8 и регул тором 9 уровн . Во входной преоб| )азователь, выход которого подключен к датчику Холла, т. е. в данном случае в преобразователь 2 напр жени введены временной селектор 10 и усилитель 11 с симметричным выходом. В преобразователь 4 измерительного сигнала введены дифференциальный усилитель 12 и суммирующий операционный усилитель 13. В блок 6 управлени введены усилитель-Ограничитель 14, детектор 15 огибающей радиоимпульсов, триггер 16 Шмитта, одновибраторы 1719 и блок 20 совпадени .A correction amplifier 7 with a quadratic detector 8 and a level 9 regulator is entered into the active power meter. In the input trans | A subscriber whose output is connected to a Hall sensor, i.e., in this case, a time selector 10 and an amplifier 11 with a balanced output are inserted into the voltage converter 2. A differential amplifier 12 and a summing operational amplifier 13 are introduced into the measuring signal converter 4. Control-suppressor 14, radio pulse envelope detector 15, Schmitt trigger 16, one-shot 1719, and coincidence block 20 are entered into control unit 6.

В состав входного преобразовател 1 тока вход т шунт 21 и усилитель 22 во входном преобразователе 2 напр жени размещены делитель 23 напр жени и усилитель 24, в измерительном преобразователе 3 наход тс электромагнит 25 и датчик 26 Холла, в преобразователе 4 измерительного сигнала установлены фильтр 27 низкой частоты, усилитель 28 и пиковый детектор 29 видеоимпульсов, а также в блоке Ь управлени содержатс генератор 30 импульсов и переключатель 31 режима синхронизации.The input current converter 1 includes shunt 21 and amplifier 22, voltage divider 23 and amplifier 24 are placed in voltage input converter 2, electromagnet 25 and Hall sensor 26 are located in measurement converter 3, low filter 27 is installed in measurement converter 4 frequency, amplifier 28 and peak detector 29 video pulses, as well as in the control block b, a pulse generator 30 and a synchronization mode switch 31 are included.

Преобразователь 1 тока осуществл ет линейное преобразование входного тока ( в ток j , питагаций обмотку электромагнита 25 измерительного преобразовател 3. Шунт 21 и усилитель 22 определ ют коэффициент преобратовани / диапазон измерени входного тока . Преобразователь 2 напр жени служит дл линейного преобразовани входного напр жени U во входной ток датчика 26 Холла измерительного преобразовател 3, Делитель 23 напр жени и усилитель 24 обеспечиBcUOT необходимый коэффициент преобразовани к , соответствующий определенному диапазону изменени входного напр жени U , Временной селектор 10 и усилитель 11 с симметричным выходом при измерении мощности синусоидальных сигналов формируют пе риодическую последовательность радиои пульсов дл питани датчика 26 Холла а при измерении мощности радиоимпуль сов обеспечивают вырезание из радиоимпульса напр жени U некоторого участка, на интервале действи которого требуетс :измерить мощность., Последнее необходимо, например, в тех случа х, когда передн часть радиоимпульсов имеет огибающей . Усилитель 11 обеспечивает также симметричное питание входной цепи да чика 26 Холла, при котором может быть значительно снижена дополнительна погрешность нелинейности, поскольку при симметричном включении входной цепи датчика напр жение, под которым наход тс его выходные конта ты относительно корпуса, не превышае дес тков милливольт. Измерительный преобразователь 3 производит аналоговое перемножение выходных токов преобразовател 1 тока и преобразовател 2 напр жени пропорциональных соответственно току I , и напр жению U , в результате которого формируетс сигнал ЭДС Холл Посто нна составл юща этого t пропорциональна активной сигнала Ьющности и имеет форму видеоимпульсо Коэффициент преобразовани К измерительного преобразовател 3 определ етс параметрами используемого в нем датчика 26 Холла и конструкцие электромагнита 25, осуществл ющего преобразование тока в индукцию магнитного пол . Преобразователь 4 измерительного сигнала осуществл ет преобразование видеоимпульсов измерительного сигнала во входной ток стрелочного индика тора 5. Дифференциальный усилитель 12 предназначен дл усилени ЭДС Хол и обеспечени малых величин токов, протекающих через выходные контакты датчика 26 Холла. Последнее может быть достигнуто, если усилитель имеет малые входные емкости и Сольшое входное сопротивление. Таким усилителем вл етс дифференциальнвай усилитель с генератором стабильного тока:вэ входном каскаде. Применение усилителей 11 и 12 позвол ет уменыйить дополнительную погрешность нелинейности до пренебрежимо малых величин. Суммирующий операционный усилитель 13 обеспечивает сложение суммы измерительного сигнала и напр жени нелинейности с сигналом, поступающим от корректирующего преобразовател 7. Фильтр 27 низкой частоты осуществл ет интегрирование ЭДС Холла и выделение видеоимпульсов измерительного сигнала . Дальнейшее усиление видеоимпульсов производитс усилителем 28. Пиковый детектор 29 видеоимпульсов, выполненный на элементах, работающих в режиме управл емого ключа, осуществл ет детектирование видеоимпульсов и преобразование их в ток стрелочного индикатора 5. Коэффициент преобразовани преобразовател 4 измерительного сигнала определ етс коэффициентами преобразовани вход щих в его состав узлов.. Корректирующий преобразователь 7 преобразует выходное напр жение усилител 11, пропорциональное входному току датчика 26 Холла дх в сигнал, компенсирующий напр жение нелинейности. Квадратичный детектор 8 вырабатывает корректирующий сигнал со средним значением Оц (посто нной составл ющей), пропорциональным 1 д , т. е. квадрату входного тока датчика. Регул тор 9 уровн обеспечиваетрегулировку уровн этого сигнала, целью которой вл етс минимизаци аддитивной погрешности нелинейности. Блок 6 управлени предназначен дл формировани строб-импульсов, управл ющих работой временного селектора 10 и пикового детектора 29 видеоимпульсов . Переключатель 31 режима синхронизации- обеспечивает выбор источника синхронизации вырабатываемых блоком строб-импульсов. При измерении блоком cTDofi-HMovjibcoR. Ппи ( мощности синусоидальных сигналов синхронизаци осуществл етс генератором 30 икшульсов. При измерении мснцнос ти радиоимпульсов синхронизаци стробимпульсов производитс радиоимпульсами напр жени , по ступающими на вход селектора 10. При этом .усилительограничитель 14 ограничивает уровень сигнала этих радиоимпульсов, обеспечива независимость их амплитуды от амплитуды входного напр жени U измерител мощности, что необходимо дл нормальной работы всех узлов блока, Детектор 15 огибающей вырабатывает имеющий форму огибаклцей выходных радиоимпульсов усилител -ограничител 14. Триггер 16 Шмитта формирует синхронизирующий импульс с крутым передним фронтом, совпадаю1ДИМ с передним фронтом радиоимпульСОВ на входе измерител . Одновибратор 17 задержки стробимпульса вырабатывает пр моугольный импульс с регулируемой длительностью, передник фронт которого совпадает с П€: редним фронтом импульса синхронизации , поступающего с переключател 31 режима синхронизации. Одновибратор 18 строб-импульса формирует строб-: импульс, управл ющий селектором 10, длительность которого также можно регулировать. Запуск одновибратора 18 -11роизводитс задним фронтом выходного импульса одновибратора 17 задержки и, в св зи с этим, его передний фроНт запаздывает по отношению к переднему фронту синхронизирующих импульсов на величину длительности импульса одновибратора 17 задержки строб-импульса. При измерб нйи мощности радиоимпульсов это обеспечивает сдвиг начала участка радиоимпульса, на котором измер етс -мощность по отношению к переднему фронту радиоимпульсов.The current converter 1 performs a linear conversion of the input current (into current j, the power supply windings of the electromagnet 25 of the measuring converter 3. The shunt 21 and the amplifier 22 determine the conversion ratio / measuring range of the input current. The voltage converter 2 serves to linearly convert the input voltage U to the input current of the sensor 26 of the measuring transducer 3, the voltage divider 23 and the amplifier 24 provide the necessary conversion coefficient k corresponding to a specific range of The input voltage U, the Time selector 10 and the amplifier 11 with a symmetrical output, when measuring the power of sinusoidal signals, form a periodic sequence of radio pulses to power the Hall sensor 26 and, when measuring the power of radio pulses, cut a portion of the voltage U from a radio pulse over an action interval which requires: measure power., The latter is necessary, for example, in cases where the front part of the radio pulses has an envelope. The amplifier 11 also provides a symmetrical power supply to the input circuit of Hall 26, in which the additional nonlinearity error can be significantly reduced, since if the input circuit of the sensor is switched on symmetrically, the voltage under which its output contacts are relative to the housing does not exceed tens of millivolts. The transmitter 3 produces an analog multiplication of the output currents of the current converter 1 and converter 2 voltages proportional to current I and voltage U, which results in an EMF signal. Hall The constant component of this t is proportional to the active condition signal and takes the form of a video pulse. the measuring transducer 3 is determined by the parameters of the Hall sensor 26 used in it and the design of an electromagnet 25 that converts current in the induction of the magnetic field. The measuring signal converter 4 converts the video pulses of the measuring signal into the input current of the switch indicator 5. Differential amplifier 12 is designed to amplify the EMF Hall and provide small currents flowing through the output contacts of the Hall sensor 26. The latter can be achieved if the amplifier has small input capacitances and Large input impedance. Such an amplifier is a differential amplifier with a stable current generator: a ve input stage. The use of amplifiers 11 and 12 makes it possible to reduce the additional nonlinearity error to negligible values. The summing operational amplifier 13 provides the sum of the measuring signal and the nonlinearity voltage with the signal from the correction converter 7. The low-frequency filter 27 integrates the Hall EMF and extracts the video pulses of the measuring signal. Further amplification of the video pulses is performed by the amplifier 28. The peak detector 29 of the video pulses, performed on the elements operating in the controlled key mode, detects the video pulses and converts them into the current of the dial indicator 5. The conversion coefficient of the measuring signal converter 4 is determined by the conversion coefficients of the signals the composition of the nodes. The correction converter 7 converts the output voltage of the amplifier 11, which is proportional to the input current of the Hall sensor 26 dx in sig voltage compensating for nonlinearity voltage. The quadratic detector 8 generates a correction signal with an average Oc (constant component) proportional to 1 d, i.e. the square of the sensor input current. Level regulator 9 adjusts the level of this signal, the purpose of which is to minimize the additive nonlinearity error. The control unit 6 is designed to form strobe pulses controlling the operation of the time selector 10 and the peak detector 29 of video pulses. The synchronization mode switch 31 provides selection of the synchronization source generated by the strobe-pulses unit. When measured by the cTDofi-HMovjibcoR unit. Ppi (powers of sinusoidal signals are synchronized by the 30-pulse pulse generator. When measuring the pulse frequency of pulses, the pulses are synchronized by voltage pulses applied to the input of the selector 10. At the same time, the amplifier limiter 14 limits the signal level of these pulses, ensuring the amplitude of amplitudes of the pulses 14 is independent of the amplitudes from the pulses. U meter power meter, which is necessary for the normal operation of all units of the block, the envelope Detector 15 generates a shaped by curving in of the output radio pulses of the amplifier-limiter 14. Schmitt trigger 16 generates a synchronizing pulse with a steep leading edge, coinciding with the leading front of radio pulses at the input of the meter. The single-pulse 17 strobe pulse produces a square pulse with an adjustable duration, the front of which coincides with the front pulse: synchronization coming from the synchronization mode switch 31. A single-vibration 18 strobe pulse forms a strobe: pulse that controls the selector 10, the duration of which Wow also can be adjusted. The one-shot 18 -11 is triggered by the falling edge of the output pulse of the one-shot 17 delay and, therefore, its front frame is delayed relative to the leading edge of the clock pulses by the duration of the single-shot gate 17 of the strobe pulse delay. When measuring the power of radio pulses, this ensures a shift in the beginning of the portion of the radio pulse on which the -power is measured relative to the leading edge of the radio pulses.

Регулировка длительности импульсов одновибратора 18 строб-импульса позвол ет измен тьдлительность указанного участка. Одновибратор 19 задержки строб-импульса пикового детектора , 29 видеоимпульсов запускаетс одновременно с одновибратором 18 строб-импульса и имеет длительность иг ульса, равную длительности заержки видеоимпульса измерительного сигнала в фильтре 27 низкой частоты. Блок 20 совпадени , к которому подключены одновибраторы 18 и 19, вырабатывает строб-импульс управлени пиковым детектором 29, начало которого задержано, относительно начала строб-импульса на величину длительности импульса одновибратора 19. Это предотвращает открывание ключей детектора 29 до окончани переходного процесса в фильтре 27 и позвол ет устранить св занные с этим процессом погрешности измерени .Adjusting the pulse duration of the strobe pulse single-shot 18 allows the duration of this portion to be changed. A single-vibration 19 delayed strobe pulse of a peak detector, 29 video pulses, is triggered simultaneously with a single-pulse 18 strobe pulse and has a pulse duration of ip equal to the duration of the capture of the video pulse of the measuring signal in the low-frequency filter 27. The coincidence unit 20, to which the single vibrators 18 and 19 are connected, generates a gate control pulse of the peak detector 29, the start of which is delayed relative to the start of the gate pulse by the magnitude of the pulse duration of the single vibrator 19. This prevents the opening of the keys of the detector 29 until the end of the transition process in filter 27 and eliminates measurement errors associated with this process.

При измерении мощности синусои,цальных сигналов и радиоимпульсов, мгновенные значени напр жени U и тока могуз: быть описаны известными соотношени миWhen measuring the power of the sine, the valuable signals and radio pulses, the instantaneous values of the voltage U and the current could be described by the known relations

(ш1л-4,)-: (uatvt T.) (sh1l-4,) -: (uatvt T.)

Разность фаз между током и напр жением U. определ етс соотношением активной и реактивной составл ющих сопротивлени .,The phase difference between the current and voltage U. is determined by the ratio of the active and reactive components of the resistance.

Произведение мгновенных значений L и j записываетс какThe product of the instantaneous values L and j is written as

.. I U l costftco5fau;t-vif 4(,) а его. среднее значение U i соответствует активной мощности Р, поступаюей в нагрузку.. I U l costftco5fau; t-vif 4 (,) and its. the average value of U i corresponds to the active power P coming into the load

0 -iSUldt4 Jmlrт ° P0 -iSUldt4 Jmlrt ° P

Согласно прин тым выше обозначени м ток датчика Холла и ток электромаг ,нита св заны с напр жением и током нагрузки следук цими зависимост миAccording to the above designations, the current of the Hall sensor and the current of the electromagnet, the cable is connected with the voltage and load current by the following dependencies

Мгновенное значение ЭДС Холла на выходе датчика 26 при открытом селекторе 10 определ етс выражением The instantaneous value of the EMF Hall at the output of the sensor 26 with an open selector 10 is determined by the expression

,.,.

Среднее значение (пото нна составл юща ) ЭДС Холла в этом случае пропорциональна активной мощностиThe average value (intensity) of the Hall emf in this case is proportional to the active power

Ч л н тРКроме ЭДС Холла Е на входе- преобразовател 4 измерительного сигнала на интервале действи радиоимпульсов присутствует напр жение нелинейности 1) , среднее значение которого и не равно нулю. Действие напр жени нелинейности состоит вThe frequency of the EMF Hall E at the input-converter 4 of the measuring signal in the range of the radio pulses is the voltage of nonlinearity 1), the average value of which is not equal to zero. The effect of nonlinearity voltage is

Q том, что оно линейно складываетс с ЭДС Холла &) и вл етс причиной основной аддитивной погрешности нелинейности . В результате этого напр жение на выходе усилител 12 определ етс выражениемThe fact that it folds linearly with the EMF of the Hall &) is the cause of the fundamental additive nonlinearity error. As a result, the voltage at the output of amplifier 12 is determined by the expression

J.)где 12 коэффициент усилени усилител 12.J.) where 12 is the gain of the amplifier 12.

Это напр жение поступает на один 0 из входов суммирующего операционного усилител 13. К другому его входу подводитс напр жение корректирующего сигнала U v , имеющего среднее значение UK. В результате воздействи 5 на входы усилител 13 указанных сигналов , сигнал Ug на выходе усилител 28 видеоимпульсов соответствуетThis voltage is applied to one 0 of the inputs of the summing operational amplifier 13. The voltage of the correction signal Uv having the mean value UK is applied to its other input. As a result of the effect of 5 on the inputs of the amplifier 13 of these signals, the signal Ug at the output of the amplifier 28 video pulses corresponds to

V I niNi Kl,V I niNi Kl,

где К произведение коэффициен0 тов усилени усилителейwhere K is the product of amplification factors for amplifiers

13 и 26 и коэффициента передачи фильтра 27, осуществл ющего интегрирование и усреднение.13 and 26, and the transmission coefficient of the filter 27 performing the integration and averaging.

5 Если среднее значение напр жени корректирующего сигнала U равно , , а пол рность его - противоположна пол рности и , то напр жение видеоимпульсов на выходе g усилител 28 соответствует5 If the average value of the voltage of the correction signal U is equal to, and its polarity is opposite to polarity, then the voltage of the video pulses at the output g of the amplifier 28 corresponds to

%...л .г и погрешность нелинейности исчезает, т. е, наблюдаетс полна коррекци напр жени нелинейности. Подстройка% ... lg and the nonlinearity error disappears, i.e., a complete correction of the nonlinearity voltage is observed. Adjustment

5 схемы, необходима дЛ выполнени услови коррекции производитс регул тором 9 при закороченном входе преобразовател 1 тока.5 of the circuit, the necessary condition for the fulfillment of the correction condition is produced by the regulator 9 with a short-circuited input of the current converter 1.

Если обозначить коэффициент преQ образовани напр жени видеоимпульсов Ug в ток 1 стрелочного индикатора , который имеет детектор 29 видeoи myльcoв как Кд , а коэффициент преобразовани преобразовател If we denote the voltage conversion factor for UQ of the video pulses Ug to the current 1 of the dial gauge, which has a detector of 29 video mylots as Kd, and the conversion factor of the converter

s 4 измерительного сигнала как Кцс.s 4 measuring signal as kcc.

rt,5KK , то при полной коррекции YOK стрелочного индикатора 5 равенrt, 5KK, then with a full correction YOK of the dial indicator 5 is equal to

1и ивКа КнК1КиК лсР, т. е.имеет место линейна завйсимость1ц от измер емой мощности Р.1i iKa KnK1KiK lsR, i.e. there is a place where linear dependence of the measured power R.

Таким образом, в результате иепользовани симметричной схемы питани входной цепи датчика Холла, обеспечиваемой введением в преобразователь 2 усилител с симметричным выходом и применени в качестве входного узла преобразовател 4 измерительного сигнала дифференциального усилител с большим входным сопротивлением можно достигнуть значительного уменьшени величин токов, протекающих через выходные контакты датчи 26 Холла. Снижение величин этих токов позволит уменьшить дополнительную погрешность нелинейности до пренебрежимо малого значени .Thus, as a result of using a symmetrical power supply circuit of the input circuit of the Hall sensor, provided by the introduction of a balanced output amplifier into the converter 2 and using the measuring signal of the differential amplifier with a large input resistance as the input node of the converter 4, a significant decrease in the currents flowing through the output contacts can be achieved Date 26 Hall. Reducing the magnitudes of these currents will reduce the additional error in the nonlinearity to a negligible value.

Коррекци основной погрешности {нелинейности достигаетс в результате использовани корректирующего преобразовател 7 и суммирующего операционного усилител 13.The correction of the main error {non-linearity is achieved as a result of using the corrective converter 7 and the summing operational amplifier 13.

Измерение мощности радиоимпульсов ни любом их участке обеспечиваетс введением временного селектора 10 и элементов 14-20 блока 6 управлени .The measurement of the power of radio pulses or any of their parts is provided by the introduction of a temporary selector 10 and elements 14-20 of the control unit 6.

Полученное в результате устранени вли ни частотнозависимой дополнительной погрешности нелинейности значительное расширение частотного диапазона прибора, даст возможност использовать его в качестве измерите л мощности сигналов .типа периодических импульсов и мощности радиоимпульсов , заполнением которых вл етс не синусоидальный, а какой-либо импульсный сигнал. При этом среднее значение ЭДС Холла будет пропорционально сумме активных мощностей всех гармоник импульсного сигнала.The significant extension of the frequency range of the instrument, obtained as a result of eliminating the effect of the frequency-dependent additional nonlinearity error, will make it possible to use it as a measure of the signal power of periodic pulses and the power of radio pulses, the filling of which is not a sinusoidal signal, but a pulse signal. In this case, the average value of the EMF of the Hall will be proportional to the sum of the active powers of all the harmonics of the pulse signal.

Возможность измерени предлагаемы устройством мощности непрерывных синусоидальных сигналов, периодических импульсных сигналов различной формы , а также мощности радиоимпульсов с синусоидальным и импульсным заполнением выгодно отличает его от других известных измерителей мощности. The measurement capability offered by the device is the power of continuous sinusoidal signals, periodic pulse signals of various shapes, as well as the power of radio pulses with sinusoidal and pulse filling, which distinguishes it from other known power meters.

Claims

An active power meter comprising an input current transducer with a series-connected shunt and a first amplifier, an input voltage transducer with a series-connected voltage divider and a second amplifier, a measurement transducer with a Hall sensor located in the air gap of an electromagnet connected to the output of the first amplifier, measuring signal converter with a low-frequency filter in series, a third amplifier and a peak detector; control with a series-connected pulse generator and a switch; a dial indicator, whose input is connected to the peak detector output, characterized in that, in order to increase accuracy and enhance functionality, it is equipped with a square-level detector and level control in the input current converter or Voltages are a time selector and a fourth amplifier with a balanced output. A fifth amplifier with a differential is inserted into the measuring signal converter. A turn-on circuit and a sixth amplifier-adder, and a control unit — a seventh amplifier-limiter, an envelope detector, a trigger, three mono-oscillators, and a coincidence unit, with a quadratic detector and level control connected in series and connected between the output of the fourth amplifier and one of the inputs the sixth amplifier, the time selector and the fourth amplifier. are connected in series and connected between the output of the second amplifier and the input of the Hall sensor, the fifth amplifier is connected between the output of the Hall sensor and the other input the sixth amplifier, the output of which is connected to the input of the LOW frequency filter; , the output of the coincidence unit is connected to the control input of the peak detector, and the output of the second one-shot is connected to the control input of the time selector. 55 Sources of information taken into account in the examination 1. US Patent No. 2550492, cl. 172-247, 1953.

2. USSR author's certificate Q№ 385229, cl. G 01 R 21/08, 1971.