Claims (2)
Изобретение относитй к цифровой измерительной технике в частности к устройствам дл измерени мощности электрического тока. Известен цифровой ваттметр, .содержащий блок управлени , преобразователи напр жени во -временной интер вал и токов в частоту импульсов, .под ключенные к ключу, интегрирукмцие сче чики, задатчики функций и множительное устройство tl}. Малое быстродействие этого ваттметра обусловлено наличием счетчика в узл.е перемножени , произво 1Я1цем умножение (.в унитарном коде) последовательным счетом, а также в относительно низкой точности, вызванной дополнительными аналоговыми преобразовани ми одного сомножител в частоту, другого - в длительность временного интервала и неравно мерностью измерени мощности -по всему диапазону, вл ющейс следствием равношагового измерени частоты. Известен также цифровой ваттметр, содержащий источники напр жени и то ка, RC-цепочку, компаратор, генератор стабильной частоты и счетчик С2 Относительно низкое быстродействи этого устройства вызвано тем, что преобразование тока и напр жени производитс в последовательно проход щие интервалы времени, вл ющимис их логарифмами. Аналогичность этих преобразований снижает точность, а их последовательность и временный характер замедл ют процесс измерени . Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи измерений . Достигаетс -это за счет того, что в цифровой ваттметр, содержс(щий датчики напр жени и тока и блок управлени , подключенный nepBbHvi выходом к управл кщаму входу сумматора кодов , введены два ан-гшого-цифровых преобразовател напр жени и тока в их целочисленные, логарифмы, и антилогарифматор , .причем входы аналогоцифровых преобразователей соединены соответственно с датчиками напр жени и тока, а выходы - с входами сумматора кодов, который выходом подключен к входу ан1илога5 ифматора, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом блока управлени , при этом аналого-цифровые преобразоватепоследовательно ли состо т из соединенных декад, кажда из которых содержит n. последовательно соединенных резисторов, причем выводы п-1 первых старших резисторов каждой декады , кроме последней.соединены с ключами, выходы которых подключены к выходу данной декады, а выводы п-2 старших первых резисторов соединены с первыми входами сравнивающих устройств , вторые входы которых подключены к делителю образцового напр жени , при этом выход предшествующей декады через повторитель напр жени соединен с внешним выводом первого старшего резистора очередной декады, а обобщенные входы сравнивающих устройств последней декады соединены с выходом предшествующей декады, путчем антилогарифматор состоит из последовательно соединенных дешифратора и многора зр дного кода в одноразр дный и посто нного запоминающего устройства . . , . На фиг. 1 показана функциональна схема цифрового ваттметра; на фиг. 2 диаграмма напр жений, по сн юща работу аналого-цифровых преобразователей . ... Цифровой ваттметр содержит датчики напр жени 1 и тока 2, соединенные с входами аналого-цифровых преобразователей 3 и 4 соответственно, сумматор кодов 5, соединенный выходами с входами антилогарифматора 6, входами с аналого-цифровыми преобразовател ми а управл ющим входом - с первым выходом блока управлени 7, второй выход которого подключен к управл ющему входу антилогарифматора, состо щего из последовательно соединенных дешифратора 8 и посто нного запомина ющего устройства 9. Аналого-цифровые преобразователи 3 и 4 аналогичны и состо т з вход ного повторител напр жени- 10 с боль шим входным и низким выходным сопротивлением , резисторов 11, 12 и 13, составл ющих делитель измер емого на пр жени uj по геометрической прохрес сии со знаменателем С (С 1), при этом резистор 11 формирует старший (больший) квант, а резистор 13 форми рует младший и все последующие до ну левого значени кванты 14, 15 - сравнивающие устройства след щего действи , первыми входами, св занные с полюсами п-2 первых старших резисторов 11, другие входы их объединены и соединены с источником образцового напр жени UQJ, а их выходы св заны с сумматором кодов 5; бесконтактные ключи 16, 17, 18 одними полюсами св занные с полюсами п-1 старших резисторов 11, 12, а вторыми - с повторителем напр жени 19, имеющим большое входное и малое выходное сопротивлени . Втора цепочка резисторов 20, 21 и 22 составл ет делитель, подключенный со стороны резистора 22 к отрицательному полюсу источника об разцового напр жени а внешним полюсом резистора 20 - к выходу повторител 19, причем данные резисторы составл ют по своим сопротивлени м геометрическую прогрессию со знаменателем С . 20-й резистор делител формирует старший квант, а 22-й - младший со всеми меньшими. Сравнивающие устройства след щего действи 23 и 24 одними полюсами св заны с полюсами п-2 первых старших резисторов, другими с резнеторным делителем 25 и 26 образцового напр жени после первого его резистора 25, а выходами - с сумматором кодов 5. Бесконт тактные ключи 27, 28, 29 одними -полюсами , соединены с полюсами ..п-1 старших , резисторов (20, 21) второго делител , а другие полюса соединены с овобщенными входами сравнивающих устройств след щего действи 30, 31, вторые входы которых св заны с полюсами п-2 внутренних рёзисторо : 32, 33, 34 цепочки делител , дел щего образцовое напр жение по геометрической прогрессии со знгuv eнaтeлeм С, причем резистор 34 составл ет сумму сопротивлений, формирукаций младший квант со всеми предшествующими младшими, а резистор 32 формирует старший квант (заканчивающийс на уровне образцового напр жени UtJj, выдел емого на внешнем полюсе резистора 25) и включает всю остальную часть образцового напр жени . Диаграмма напр жений по сн ет работу аналого-цифровых преобразователей 3 и 4. Здесь на оси ординат и.входное преобразующее напр жение, вы- даваемое с датчика.напр жени 1 действует лишь, в диапазоне 0-10, иначе - на отрезке о-в; о2. образцовые напр жени ; L/QT, - значение напр жени источника образцового напр жени ; ог. напр жение на внешнем полюсе резистора 26, минимальное образцовое напр жение (практически его нет - оно внутри резисторов 13, 22, 34) - определ ет минимальное измер емое напр жение: на оси абсцисс ui - измер емое напр жение, снимаемое с выхода датчика напр жени 1 (см. фиг. l);U3i - эталонные напр жени 1,2,3,.. .19, образующие геометрическую прогрессию со знаменателем С 1, формируемые делител ми на резисторах 11, 12, 13, 20, 21, 22, 32, 33, 34; и - результаты измерени (показан только младший U., ) . Они также составл ют ту же геометрическую прогрессию. ;При.и,, -1 номера этих результатов вл ютс целочисленными лога;ркфмами; о-в - лини напр жени . Ujf, наб.людаемого на внешнем полюсе резистора (см. фиг. 1); d-e - лини напр жени , наблюдаемого на внешнем полюсе резистора 12; f.... - лини напр жени , наблюдаемого на внешнем полюсе резистора 13; o-g - лини напр жени , наблюдаемо го на внешнем полюсе резистора 11 и на внешнем полюсе резистора 20 при замкнутом ключе 16; h-q - лини на пр жени , наблюдаемого на внешнем (верхнем) полюсе резистора 21 при ; замкнутом ключе 16; m-n -лини напр жени , наблюдаемого на внешнем полюсе резистора22 при замкнутоЪ ключе 16; d-p, ts, t-i - напр жени , наблюдаемые на внешних (верхних) полюрах соответственно резисторов 20, 21, 22 при замкнутом ключе 17f q напр жение в точке св зи резисторов 32, 33 (на внешнем полюсе резистора 33); с - напр жение в точке св зи резисторов 33, 34; 1 - напр жение, наблюдаемое внутри резистора 32, а f UXMMH напр жение , наблюдаемое внутри резистора 34 . Данный преобразователь построен по троичной системе кодировани и потому при четверичной системе кодировани количество резисторов, сравнивающих устройств и ключей в каждой декаде будет увеличиватьс на единицу ,при п тиричной - на два и т.д. Количество пик на фиг. 2-будет соответственно по 4, 5 и т.д. Работа цифрового ваттметра протекает следующим образом. При подаче на него Uy и i х и его запуске пробегает волна установлении дискретного равновеси от старшего разр да (элементы 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) к младшему (30, 31, 32, 33, 34); срабатывают все сравнивающие устройства одновременно, но окончательно только 14, 15. От их взаимного состо ни замыкаетс один из ключей 16 17 или 18. Ключ 16 замыкаетс , если i. Upy когда оба сравнивающие устройства старшего разр да занимают положение меньше. Ключ 17 замыкает с при изменении положени сравниваю щего устройства 14 на больше и ключ 17 замыкаетс , если 14 и 15 будут в положении больше. Подаваема через повторитель 19 часть или BceU на цепочку 20, 21, 22 заставл1 ет окончательно сработать сравнивающие устройства 23 и 24, которые аналогич но старшей декаде застав т сработать один из ключей 27, 28 и 29. Это в свою очередь заставит окончательно сработать сравнивающие устройства |Младшей декады. ; Подача от блока управлени 7 сиг|нала на сумматор кодов 5 заставл ет последний произвести сложение цел численного логарифма U , подаваемого на него сравнивающими устройствами аналого-цифрового преобразовател 3 с целочисленным логарифмом ix, поступающих на сумматор кодов 5 от .сравнивающих устройств аналого-цифjpOBoro преобразовател 4. Дешифра тор 8 производит преобразование многоразр дного кода полученной суммы логарифмов в одноразр дный код, который и возбуждает соответствующий вход посто нного запоминающего устройства 9. При подаче на него сигнала от блока управлени 7 им производитс потенцирование суммы целочисленных лога.рифмов, в результате чего и выдаетс искомое значение мощности . Формула изобретени 1.Цифровой ваттметр, содержащий датчики напр жени и- тока и блок управлени , подключенный первыг выходом к управл ющему входу сумматора кодов. Отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и точности измерени , в него введены два аналого-цифровых преобразовател напр жени и тока в их целочисленные логарифмы и антилогарифматор, причем входы аналого-цифровых преобразователей , соединены соответственно с датчиками напр жени и тока, а выходы - с входами сумматора кодов, который выходом, подключен к входу антилогарифматора , управл ющий вход которого соединен с вторым выходом блока управлени . 2.Ваттметр поп; 1, отличаю щ и и с тем, что аналого-цифровые преобразователи состо т из т последовательно соединенных декад, кажда из которых содержит п последовательно соединенных резисторов, причем выводы п-1 первых старших резисторов каждой декады,кроме последней соединены с ключами, выходы которых подключены к выходу данной декады , а выводы п-2 старших первых резисторов соединены с первыми входами сравнивающих устройств, вторые входы которых подключены к делителю образцового напр жени , при этом выход предшествующей декады через повторитель напр жени соединен с внешним выводом первого старшего резистора очередной декады, а обобщенные входы сравнивающих устройств последней декады соединены с выходом предшествующей декады. 3.Цифровой ваттметр по п. 1, отличающийс тем, что антилогарифматор состоит из последовательно соединенных дешифратора многоразр дного кода в одноразр дный и посто нного запоминающего устройства . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 515997, кл. С 01 RК 21/06, опубл. 30.05.76. The invention relates to digital measurement technology, in particular, to devices for measuring the power of electric current. A digital wattmeter, containing a control unit, voltage transducers in a time interval and currents to a pulse frequency, connected to a key, counters, function adjusters and a multiplying device tl} is known. The low speed of this wattmeter is due to the presence of a counter in the multiplication node, a 1 × 1 multiplication (.in unitary code) sequential counting, as well as a relatively low accuracy caused by additional analog transformations of one factor to the frequency, the other - in the duration of the time interval and unequal dimension of power measurement - over the entire range resulting from equal-step frequency measurement. Also known is a digital wattmeter containing voltage and current sources, an RC chain, a comparator, a stable frequency generator, and a C2 counter. The relatively slow speed of this device is due to the fact that current and voltage are converted at successive intervals of time, which are their logarithms. The similarity of these transformations reduces accuracy, and their consistency and temporal nature slow down the measurement process. The aim of the invention is to improve the accuracy and speed of measurements. This is achieved due to the fact that the digital power meter containing (voltage and current sensors and a control unit connected by nepBbHvi output to the control of the code adder input, two two-digital-digital voltage and current converters are inserted into their integer, logarithms and the anti-logarithm, and the inputs of analog-digital converters are connected respectively to the voltage and current sensors, and the outputs to the inputs of a code adder, which output is connected to the input of analogy5 and the control, whose control input is connected to the second output the control locale, wherein the analog-to-digital converts sequentially consist of connected decades, each of which contains n. series-connected resistors, and p-1 pins of the first high resistors of each decade, except the last, connected to the keys, the outputs of which are connected to the output of this decades, and p-2 pins of the senior first resistors are connected to the first inputs of the comparison devices, the second inputs of which are connected to the reference voltage divider, while the output of the previous decade through a repeater The arrays are connected to the external output of the first high resistor of the next decade, and the generalized inputs of the comparing devices of the last decade are connected to the output of the previous decade, the anti-log putter consists of a series-connected decoder and a multi-bit code into a single-bit and permanent storage device. . , FIG. 1 shows a functional diagram of a digital power meter; in fig. 2 is a voltage chart illustrating the operation of analog-to-digital converters. ... A digital wattmeter contains voltage sensors 1 and current 2 connected to the inputs of analog-digital converters 3 and 4, respectively, the adder of codes 5 connected by outputs to the inputs of anti-logarithm 6, inputs with analog-digital converters and control input - with the first output of the control unit 7, the second output of which is connected to the control input of the anti-logarithm consisting of the serially connected decoder 8 and the permanent storage device 9. The analog-digital converters 3 and 4 are similar and From the input repeater 10–12 with a large input and low output impedance, resistors 11, 12, and 13, which make up the divisor measured by the voltage uj according to the geometric curve with the denominator C (C 1), while the resistor 11 forms the higher (larger) quantum, and the resistor 13 forms the younger and all subsequent zero values of the quanta 14, 15 comparing follower devices, the first inputs connected to the poles of the n-2 first senior resistors 11, their other inputs combined and connected to a source of exemplary voltage UQJ, and their outputs are associated with a code 5 adder; contactless switches 16, 17, 18 are connected to the n-1 poles of the higher resistors 11, 12, and the second to the voltage follower 19, which has a large input and a small output resistance. The second chain of resistors 20, 21 and 22 constitutes a divider connected from the side of resistor 22 to the negative pole of the source voltage source and the external pole of resistor 20 to the output of the repeater 19, and these resistors are in their resistance a geometric progression with denominator C . The 20th resistor of the divider forms the senior quantum, and the 22nd resistor forms the lowest quantum with all the smaller ones. The following devices 23 and 24 are compared by one poles to the n-2 poles of the first senior resistors, others to the reference voltage 25 and 26 of the reference voltage after the first resistor 25, and outputs to the code adder 5. The contactless keys 27, 28, 29 by one-poles, connected to the poles of ... n-1 senior resistors (20, 21) of the second divider, and the other poles connected to generalized inputs of comparing follower devices 30, 31, the second inputs of which are connected to the poles of -2 internal resistor: 32, 33, 34 divider chains, d He is a model voltage exponentially with з uvuvnatelem C, and the resistor 34 is the sum of the resistances, the formation of the junior quantum with all previous junior, and the resistor 32 forms the senior quantum (ending at the level of the exemplary voltage UtJj allocated at the external pole of the resistor 25) and includes the rest of the reference voltage. The voltage diagram shows the operation of the analog-digital converters 3 and 4. Here, on the y-axis and the input conversion voltage, outputted from the sensor, voltage 1 acts only in the range of 0–10, otherwise at; o2. model voltages; L / QT, is the voltage value of the source of the reference voltage; og the voltage at the external pole of the resistor 26, the minimum exemplary voltage (practically it does not exist — it is inside the resistors 13, 22, 34) determines the minimum measured voltage: on the x-axis ui is the measured voltage taken from the output of the sensor 1 (see Fig. 1); U3i - reference voltages 1,2,3, .. .19, forming a geometric progression with the denominator C 1, formed by dividers on resistors 11, 12, 13, 20, 21, 22 , 32, 33, 34; and - measurement results (only the youngest U. is shown). They also constitute the same geometric progression. ; Pri.i ,, -1 the numbers of these results are integer log; rkfma; Is-line tension. Ujf, observed at the external pole of the resistor (see Fig. 1); d-e is the voltage line observed at the external pole of resistor 12; f .... is the voltage line observed at the external pole of the resistor 13; o-g is the voltage line observed at the external pole of resistor 11 and at the external pole of resistor 20 with the key 16 closed; hq is the voltage line observed at the external (top) pole of the resistor 21 at; closed key 16; mn -n-line voltage observed at the external pole of resistor 22 with key 16 closed; d-p, ts, t-i are the voltages observed at the external (top) poles of resistors 20, 21, 22, respectively, with the key 17f q closed, the voltage at the communication point of resistors 32, 33 (at the external pole of resistor 33); c is the voltage at the connection point of the resistors 33, 34; 1 is the voltage observed inside resistor 32, and f UXMMH is the voltage observed inside resistor 34. This converter is built on a ternary coding system, and therefore, with a quad coding system, the number of resistors, comparing devices and keys in each decade will increase by one, with pyrite, by two, etc. The number of peaks in FIG. 2 will be respectively 4, 5, etc. The work of the digital wattmeter proceeds as follows. When Uy and ix are fed to it and it is launched, the wave runs through the establishment of a discrete equilibrium from the highest bit (elements 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) to the youngest (30, 31, 32, 33, 34 ); all comparing devices work at the same time, but finally only 14, 15. One of the keys 16 17 or 18 is closed due to their mutual state. The key 16 is closed if i. Upy when both higher-order comparison devices take up a smaller position. The key 17 closes off when the positioner of the comparison device 14 is changed by more and the key 17 closes, if 14 and 15 are in the position more. A part 19 or BceU fed through the repeater to the chain 20, 21, 22 forces the comparison devices 23 and 24 to finally work, which in the same decade will force one of the keys 27, 28 and 29 to work. This in turn will make the comparison devices finally work | The youngest decade. ; The supply from the control unit 7 of the signal to the adder of codes 5 causes the latter to add the target of the numerical logarithm U supplied to it by comparing devices of the analog-to-digital converter 3 with the integer logarithm ix fed to the adder of the codes 5 from the analog-to-digital converters of the converter 4. Decoder 8 performs the conversion of a multi-digit code of the obtained sum of logarithms into a single-digit code, which excites the corresponding input of the permanent storage device 9. When feeding the signal from the control unit 7 is potentiated to it by the sum of the integer logs of rhymes, as a result of which the required power value is given. Claims 1. A digital wattmeter containing voltage and current sensors and a control unit connected by an output to the control input of a code adder. Characterized by the fact that, in order to increase speed and accuracy of measurement, two analog-digital voltage and current converters were inserted into their integer logarithms and anti-logarithm, the inputs of analog-digital converters being connected respectively to the voltage and current sensors, and the outputs - with the inputs of the code adder, which by the output is connected to the input of the antilogarifier, the control input of which is connected to the second output of the control unit. 2. Wattmeter pop; 1, I differ from the fact that analog-to-digital converters consist of t series-connected decades, each of which contains n series-connected resistors, and the terminals n-1 of the first high-level resistors of each decade, except the last, are connected to keys, the outputs of which connected to the output of this decade, and the p-2 outputs of the older first resistors are connected to the first inputs of the comparison devices, the second inputs of which are connected to the reference voltage divider, while the output of the previous decade through a repeater the voltage is connected to the external output of the first high resistor of the next decade, and the generalized inputs of the comparison devices of the last decade are connected to the output of the previous decade. 3. Digital power meter according to claim 1, characterized in that the anti-calorificator consists of a serially connected decoder of a multi-digit code into a single-bit and permanent storage device. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 515997, cl. From 01 RK 21/06, publ. 05/30/76.
2.Сб. Информационно-измерительна техника, ст. Измайлова Т.Ю., Абдулаева М.М. -Л.ЛГУ: 1973 (прототип ) .2.Sb. Information and measuring equipment, art. Izmailova T.Yu., Abdulaeva MM. -L.LGU: 1973 (prototype).
5five
К5K5
1one
0404
хНxH
-еН-eH
(. /(. /
пP
пP
О:ABOUT:
..