SU828102A1 - Цифровой измеритель мощности - Google Patents
Цифровой измеритель мощности Download PDFInfo
- Publication number
- SU828102A1 SU828102A1 SU792744079A SU2744079A SU828102A1 SU 828102 A1 SU828102 A1 SU 828102A1 SU 792744079 A SU792744079 A SU 792744079A SU 2744079 A SU2744079 A SU 2744079A SU 828102 A1 SU828102 A1 SU 828102A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- counter
- inputs
- code
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Насто щее изобретение относитс к цифровой электроизмерительной технике и может найти применение при построении измерителей активной и реактивой мощности непрерывных и импульсно-модулированных синусоидальных колебаний.
Известно устройство, содержащее два интегратора , переключатели, блок управлени , преобразователи напр жени в ток, счетчики и коммутаторы 1.
Недостатком этого устройства вл етс его низка точность.
Известно устройство, содержащее преобразователь тока в напр жение, вход которого соединен с шиной входного сигнала, а первый выход - с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен со вторым выходом преобразовател тока в напр жени и через нагрузку - с общей шиной; третий вход блока управлени соединен с выходом источника опорного напр жени и с первыми входами первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом квадратора, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени , третий и четвертый выходы которого св заны соответственно с третьими входами первого и второго переключателей, выходы которых соединены соответственно
с входами первого и второго интеграторов; управл ющий вход первого интегратора соединен с п тым выходом блока управлени , шестой выход которого соединен с первым входом селектора, а седьмой - с четвертым входом первого переключател ; четвертый вход второго переключател соединен с выходом первого интегратора, выход второго интегратора соединен с первым входом компаратора , второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым входом селектора, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый выход - с входом счетчика 2.
Недостатком известного устройства вл етс его низка точность.
Цель изобретени - повышение точности измерител .
Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее преобразователь тока в напр жение, вход которого соединен с шиной входного сигнала, а первый выход - с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с вторым ВЫХОДОМ преобразовател тока в напр жение и через нагрузку - с общей .шиной , третий вход блока управлени соединен с выходом источника опорного напр жени и с первыми входами первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом квадратора, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени , третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьими входами первого и второго переключателей, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго интеграторов, управл юпдий вход первого интегратора соединен с п тым выходом блока управлени , шестой выход которого соединен с первым входом селектора, а седьмой - с четвертым входом первого переключател , четвертый вход второго переключател соединен с выходом первого интегратора, выход второго интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен со вторым 1входом селектора, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый выход - со входом счетчика, введены два умножител частоты, блок сравнени кодов, коммутатор и реверсивный счетчик, причем управл ющие входы умножителей частоты соединены с соответствующими выходами счетчика , а выходы подключены ко входам коммутатора, управл ющий вход которого соединен с восьмым выходом блока управлени , а выход подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с вторым выходом селектора , а выход - с четвертым входом селектора , третий и четвертый выходы которого соединены с входами соответствующих умножителей частоты, а п тый выход соединен с управл ющим входом блока сравнени кодов, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика и первого умножител частоты.
На чертеже представлена блок-схема цифрового измерител мощности.
На схеме представлены нагрузка 1, преобразователь 2 тока в напр жение, блок 3 управлени , квадратор 4, источник 5 опорного напр жени , переключатели 6, 7, интеграторы 8, 9, компаратор 10, селектор 11, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13, умножители 14 и 15 частоты, блок 16 сравнени кодов, реверсивный счетчик 17 и коммутатор 18, причем вход преобразовател 2 соединен с щиной 19 входного сигнала , а первый выход соединен с первым входом блока 3, второй вход которого соединен со вторым выходом преобразовател 2 и через нагрузку 1 - с общей шиной 20, третий вход блока 3 соединен с выходом источника бис первыми входами переключателей 6, 7, вторые входы которых соединены с выходом квадратора 4; входы квадратора соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени , третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьими входами переключателей 6, 7, выходы которых соединены соответственно с входами интеграторов 8, 9; управл ющий вход интегратора 8 соединен с п тым выходом блока 3 управлени , шестой выход которого соединен с первым входом селектора 11, а седьмой - с четвертым входом переключател 6. Четвертый вход переключател 7 соединен с выходом интегратора 8, выход интегратора 9 соединен с первым входом компаратора 10, второй вход которого соединен с общей щиной, а выход - со вторым входом селектора И, третий вход которого соединен с выходом генератора 12, а первый выход- со входом счетчика 13. Управл ющие входы умножителей 14, 15 соединены с соответствующими выходами счетчика 13, а выходы подключены ко входам коммутатора 18, управл ющий вход которого соединен с восьмым выходом блока 3, а выход подключен к первому входу реверсивного счетчика 17. Второй вход счетчика 17 соединен со вторым выходом селектора И, а выход- с четвертым входом селектора 11, третий и четвертый выходы которого соединены со входами соответствущих умножителей 14, 15 частоты, а п тый выход соединен с управл ющим входом блока 16 сравнени кодов, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 13 и умножител 14.
Кроме того, умножители 14 и 15 содержат счетчики 21, элементы И 22 и элементы ИЛИ 23.
Измерение активной или реактивной мощности в устройстве осуществл етс путем измерени амплитудного значени тока и синфазной и квадратурной составл ющих напр жени в нагрузке с последующим перемножением их цифровых эквивалентов в цифровом множительном устройстве. При синусоидальном значении напр жени ((j)f+(p) и тока Im-sm(j)t в нагрузке измерение амплитудного /т значени тока и синфазного и квадратурного значений напр жени происходит следующим образом.
Сигналом с блока 3 управлени напр жение й-/т-зш(() с выхода преобразовател 2 тока в напр жение через блок 3 управлени и переключатель 6 на врем (Ь-а)Т, кратное периоду Т иследуемых колебаний , подключаетс ко входу интегратора 8. Переключатель 7 находитс в положении , при котором напр жение с выхода интегратора 8 подаетс на вход интегратора 9. При двойном интегрировании напр жени t/m-sin(() от момента времени аТ до момента ЬТ напр жение на выходе
интегратора 9 примет значение
JJ, .а
инт - f f и sin (t + )dt
,) аТаТ
ЬТ t ,,Sin()
r2- J J аТаТ
ьт f cos (сог + р) - cos (аТ +)dt
(U.TI-T;, J аТ
(b - a}T- cos (юаГ + ю) .Т|.-2 L
sln( + 9) - sin (шйГ +)
U)
f/.
(b - a)T- cos (2cit + 9) -
UJ.-rj.Tj
2Т
COS IT: (a + if) + cp|. Sin r.() ,
ШJ
где TI, T2 - посто нные времени интеграторов 8 и 9 соответственно; ф - угол сдвига между напр жением и током в нагрузке.
Если начало (аТ) и конец (ЬТ) интегрировани определ ютс по сигналу, подаваемому на интегрирование, т. е. по Umsin (( ф), то угол сдвига ф по отношению к этому сигналу равен нулю. При выборе а 0... и & 0,1,2... получаем
// -.Un - Um-T -
2jt-t;i --Сг
С,.Т2
где
k - коэффициент передачи преобразовател 2.
Во втором такте интегрировани переключатель 7 переводитс в нижнее положение , вследствие чего интегрируетс напр жение UQ с выхода источника 5 до момента равенства нулю, который фиксируетс компаратором 10.
Из равенства
+ ±(u,-dt Q
и.т, .-с,TS .1
,о Ть /777
имеем f - ,, и в реверсивном
Ю-ТрС/о
счетчике 17 по вычитающему входу зафиксируетс дополнительный код числа
/0-6-7A i /о - -
k-I
(О-Т, .f/o
Jo±T uf 2..г,.У„ где FQ - частота следовани импульсов генератора 12.
Во втором такте измерени сигналом из блока 3 управлени на врем ЬТ переключатель 6 переводитс в нижнее положение, вследствие чего напр жение f/o двукратно интегрируетс в интеграторах 8 и 9 с последующим -преобразованием во временной |1нтервал
ЬТ tt
,,dt (.
) . J
В счетчике 13 зафиксируетс число импульсов с выхода селектора
yv,/.,.
Момент окончани интегрировани определ етс компаратором 10. После этого на вход счетчика 21 умножител 15 начинают поступать импульсы с третьего выхода селектора 11 с частотой следовани fo. На выход умножител 15 поступают импульсы с частотой следовани
, N,
которые через коммутатор 18 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 17 до момента его перехода в нулевое состо ние . К этому моменту в счетчике 21 умножител 15 зафиксируетс код числа
N f.-f f,.,
где Ло - информационна емкость счетчиков 21.
Из приведенных выражений очевидно, что
2x.f/o-ft
..N,
k-No
т. е. код в счетчике 21 умножител 15 пропорционален амплитудному значению с.инусоидального тока. Аналогично можно определить и амплитудное значение Um напр жени Ст-з1п().
Измерение синфазной или квадраторной составл ющих напр жени отличаетс от процесса измерени 1т лищь тем, что опорным сигналом служит не измер емый сигнал , а сигнал с выхода преобразовател тока в напр жение, т. е. k-lmsinot.
Если блок 3 управлени из опорного сигнала -/msincoi сформирует временной интервал (Ь-а) Т, начало которого i
, а конец равен (ЬТ), где ,2,3...,
/„„, LAJlcOS p,
2те-Т -1:2
пропорциональный значению синфазной Um-cos(f составл ющей напр жени нагрузки . При подаче во втором такте напр жени разр да через переключатель 7 на вход интегратора 9 получим
,dt 0.
2ПТ1-Т2Т2 .)
О
gQ При квантовании длительности второго такта интегрировани на вычитающий вход реверсивного счетчика поступит число имг пульсов
65
Так как в счетчике 13 зафиксирован код
д,.,
числа /Vj , то в третьем такте
ti
импульсы с частотой следовани /о поступают на вход счетчика 21 умножител 14. Поэтому с выхода умножител 14 частоты через коммутатор 18 на суммирующий вход реверсивного счетчика 17 будут поступать импульсы с частотой следовани f. Вследствие этого к моменту перехода в нулевое состо ние реверсивного счетчика 17 в счетчике 21 умножител 14 зафиксируетс код числа
N f.,. N,.,
и в результате имеем
cosT - °-A -и
ЛГо
код числа, который пропорционален значению 7т-со5ф синфазной составл ющей напр жени нагрузки. Значение коэффициента ----выбираетс равным Ю.
Ло
После нахождени значени синфазной составл ющей счетчик 13 сбрасываетс в нуль, после чего коммутатор 18 подготавливаетс к пропусканию импульсов в .выхода умножител 15 частоты.
При поступлении импульсов с частотой следовани /о на вход счетчика 13 на выходе умножител 15 будут импуль.сы с частотой следовани
.
N,
Л-N
/о
I
NONO N,
В момент равенства кода в счетчике 13
N,
:7Vft-- В счетчике 21 умноЛ
коду в
жител 14 срабатывает устройство 16 сравнени кодов, вследствие чего закрываетс селектор II по входу счетчика 13. За врем поступлени импульсов на входе счетчика 17 имеетс число импульсов
N .
fj - f f - f 2 - /Vp / .
/0
N.,
()(t)В результате имеем
ДГ m-COS p k-Np P 2K-Ufb 2те-С/о- (2K.Uob)
k-Nn
X/m-f/m-COS p
(2i.C7o-)
где P Ujnlm-cos(p - значениеактивной
мощностив нагрузке 1.
При измерении реактивноймощности
счетчики 13, 17, 21 умножител 14 сбрасываютс в состо ние нул . Из опорного сигнала блок 3 управлени формирует временной интервал длительностью (Ь-а) Т, причем значени
а -, b k+4выбираетс из услови , когда (Ь-а) равно целому числу, поэтому smn(b-а) превратитс в нуль. Так, при а -, b - k -),
44
где k- 1,2, З...П,
П - m (6-Д) Уsin у) -
Аналогично, как при измерении синфазной составл ющей, на вход интегратора 9 во втором такте подаетс напр жение разр да , вследствие чего на вычитающий вход реверсивного счетчика 17 во втором такте интегрировани поступит число импульсор
Л, Л,....
,-t/o
При двукратном интегрировании напр жени Uf, и его преобразовании во временной интервал в счетчике 13 зафиксируетс код числа
д. /V, .
С поступлением импульсов на вход счетчика 21 умнол ител 14 с выхода селектора 11 До момента перехода в состо ние нул реверсивного счетчика 17 в счетчике 21 умножител 14 зафиксируетс код числа
N :Noi, пропорциональный значению
N
синфазной составл ющей напр жени в нагрузке
U,,-sm- .N
NO
При сбросе счетчика 13 в нулевое состо ние с последующей подачей импульсов с частотой следовани fo на его вход в момент равенства кодов в счетчиках 13 и 21 умножител 14 в реверсивном счетчике 17 зафиксируетс код числа, пропорциональный значению реактивной мощности в нагрузке
Л - m-Sny k-Nu -у
ff. т т -tff г t ve
2if/o (2-nUoby
2jt.f/9ft
kNo
7Л
(2r..f/o6y
где ..
Если в счетчике 21 умножител 15 зафиксировать код числа° , а в
Claims (2)
- 2-IC-C/J-P 21 умножител 14 - код числа счетчике то в реверсивном счетчике 17 2т. можно получитр код числа, пропорциональный значению нолной мощности, т. е. д; k-Np-Im /о Ло и,п iTi-Uo-b-fu 2.Т.(/о6 . -fm-k-N -U k-N, (l- -Uo-bY (2r..f/o6)2 где S Um-Im - полна мощность в исследуемой нагрузке. При подаче на вычитающий вход счетчика 17 кода числа r --A±.U,,COS., T. и о а на вход счетчика 13 - кода числа N - .....f/,, В счетчике 21 умножител 14 после обработки получим код числа, пропорциональнь Й созф исследуемой цепи. т. е. код .. числа со5ф Л/о -i- , характеризующий энергетические параметры нагрузки. В данном устройстве путем цифрового преобразовани устранено вли ние точноети источника опорного напр жени на результат измерени , что привело к повыще .нию точности измерени , особенно на высоких частотах. Формула изобретени Цифровой измеритель мощности, содержащий преобразователь тока в напр жение , вход которого соединен с щнной входного сигнала, а первый выход соединен с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с вторым выходом преобразовател тока в напр жение и через нагрузку - с общей шиной, третий вход блока управлени соединен с выходом источника опорного напр жени и с первыми входами первого и второго переключатели, вторые входы которых соединены с выходом квадратора, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени , третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьими входами первого и второго переключателей , выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго интеграторов, управл ющий вход первого интегратора соединен с п тым выходом блока управлени , щестой выход которого соединен с первым входом селектора, а седьмой - с четвертым входом первого переключател , четвертый вход второго переключател соединен с выходом первого интегратора , выход второго интегратора соешнен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей щиной, а выход соединен со вторым входом селектора , третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый Г5ыхад соединен со входом счетчика, о т л и ч а ю щ н и с тем, что, с целью повышени точности, в него введены два умножител частоты, блок сравнени кодов, коммутатор и ревепсивный счетчик, причем управл ющие входы умножителей частоты соединены с соответствующими выходами счетчика, а выхо. подключены ко входам коммутатор., управл ющий вход которого соединен с восьмым выходом блока управлени , а выход подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого со вторым выходом селектора, а выход- с четвертым входом селектора, третий и четвертый выходы которого соединены со входами соответствующих умножителей частоты, а п тый выход соединен с управл ющим входом блока сравнени кодов , входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика и нервого умно/кител частоты. Источники информации, прин тые во вниманне прн экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР jYo 516496, кл. G 01 R 21/06, 05. 12.73.
- 2.Авторское свидетельство СССР № 661378, кл. G 01R 21/06, 24.05.77 (прототип ) .го
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792744079A SU828102A1 (ru) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Цифровой измеритель мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792744079A SU828102A1 (ru) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Цифровой измеритель мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU828102A1 true SU828102A1 (ru) | 1981-05-07 |
Family
ID=20818385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792744079A SU828102A1 (ru) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Цифровой измеритель мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU828102A1 (ru) |
-
1979
- 1979-03-30 SU SU792744079A patent/SU828102A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0308924B1 (en) | Multiplier and watt-hour meter | |
RU2161773C2 (ru) | Устройство для определения угла | |
Kolanko | Accurate measurement of power, energy, and true RMS voltage using synchronous counting | |
SU828102A1 (ru) | Цифровой измеритель мощности | |
US4181949A (en) | Method of and apparatus for phase-sensitive detection | |
RU2520409C2 (ru) | Преобразователь периодического сигнала в частоту и период | |
SU368636A1 (ru) | Многоканальное устройство для телеизмерения электрических параметров высоковольтной | |
RU2020494C1 (ru) | Устройство для измерения фазового сдвига двух синусоидальных сигналов | |
SU1479886A1 (ru) | Способ определени активной и реактивной мощности и устройство дл его осуществлени | |
KR950009868B1 (ko) | 교류(ac)신호의 크기 및 위상측정장치 | |
SU765760A1 (ru) | Устройство дл измерени симметричных составл ющих напр жений трехфазной сети | |
SU742811A1 (ru) | Устройство дл измерени разности амплитуд двух дискретных электрических сигналов | |
SU868593A1 (ru) | Цифровой электронный счетчик электроэнергии | |
SU661775A1 (ru) | Преобразователь периода следовани импульсов в напр жение | |
SU1748079A1 (ru) | Измерительный преобразователь активной и реактивной составл ющих синусоидального тока | |
SU1140058A1 (ru) | Измеритель @ -параметров | |
SU235199A1 (ru) | Способ измерения напряжений с корректированием границ интегрирования | |
RU2120623C1 (ru) | Емкостный экспресс-влагомер | |
SU1686600A1 (ru) | Устройство дл симметрировани токов трехфазных сетей | |
SU661378A1 (ru) | Цифровой измеритель мощности | |
RU1781629C (ru) | Цифровой измеритель электрических параметров в цеп х переменного тока | |
RU2039357C1 (ru) | Счетчик электроэнергии | |
SU1406491A1 (ru) | Цифровой универсальный измерительный прибор | |
RU2040800C1 (ru) | Устройство контроля характеристик нелинейности электронных устройств | |
SU822197A1 (ru) | Устройство дл усреднени |