Claims (2)
25 напр жени , выход блока сравнени подключен к входу преобразовател аналог-код, выход сумматора через последовательно соединенные преобразователь напр жени в частоту импуль30 сов и счетчик подключен к регистратору При этом анализатор спектра содер жит генератор функций Радемахера, вы ход которого соединен с входом триггера и с первыми входами блока синхр низации и эадатчика временных интер валов, второй вход которого соединен с шиной пусковых импульсов, а выход подключен к второму входу блока синхронизации , третий вход которого со динен с вторым входом анализатора спектра, выходы триггера подключены к первым входам аналоговых ключей, вторые входы которалх соединены с вы ходами блока синхронизации, выходы аналоговых ключей подключены к входу генератора функций Уолша, выходы которого через группы аналоговых клю чей соединены с входами задатчика весовых коэффициентов, управл ющие входы первой группы аналоговых ключей подключены к выходу инвертора, вход которого соединен с первым входом анализатора спектра и с управл ю щими входами другой группы управл ю щих ключей. На чертеже представлена блок-схе ма ваттметра переменного тока. Ваттметр переменного тока содержит датчик 1 тока, датчик 2 напр жени , преобразователь 3 аналог -код, преобразователь 4 код-аналог, анализатор 5 спектра, задатчик б весовых коэффициентов, выпр митель 7,- блок 8 сравнени , масштабный усилитель 9, сумматор 10, преобразователь 11 напр жени в частоту импульсов, счетчик 12, регистрсчтор 13. Кроме того, анализатор 5 спектра вклю ает в себ генератор 14 функций Радемахера, триггер 15, блок 16 синхронизации , задатчик 17 временных интервалов, аналоговые ключи 18 и 19 перва группа 20 аналоговых ключей, втора группа 21 аналоговых ключей, втора группа 21аналоговых кл;очей,генератор 22 функций Уолша,инве)этор 23. Устройство работает следующим образом . Импульсм частотой f из генератора функций Радемахера 14 поступают на счетный вход триггера 15, пр мой и инверсный выход которого через аналоговые ключи 20 и 21 подает эти импульсы на входа генератора 22 функций Уолша. На выходе генератору 22 функций Уолша генерируетс система функций Уолша Wi, , необходима « дл апроксимации синусоидальной фунКЦИ1К единичной амплитуды согласно следующему выражению Sinjit Br л-W ft) где ai. - коэффициенты р да Фурье олша , определ емое по формуле а 1 sinujtWc (t)dt ( Причем выход пр мого канала триггера 15 формирует sino.t, а инверсного канала - -sinyjt. Сигналы с выхода генератора 22 функций Уолша поступают на управл ющие входы групп 20 и 21 аналоговых ключей , выходы которых подключены ко входам задатчика 6 весовых коэффициентов, в качестве которого может- использоватьс операционный усилитель на п входов. Коэффициент передачи по каждому каналу этого усилител определ етс значением коэффициента р да ФурьеУолша а,, а число каналов п требуемой точностью апроксймации, т.е. количеством функций Уолша. На неуправл ющие входы первой группы 20 аналоговых ключей поступает сигнал с выхода датчика 1 тока, а на неуправл ющие входы аналоговых ключей 21 поступает сигнал с выхода датчика 1 тока через инвертор 23. Такое соединение группы аналоговых ключей 20 и 21, задатчика 6 весовых коэффициентов , датчика 1 тока и инвертора 23 позвол ет операцию углножени заменить операцией сложени ±(tlsincOt i(t)i aiWt(t). 1-1 Дл того, чтобы это выражение определ ло активную мощность, необходимо осуществить, синхронизацию синтезируемой синусоиды с сетью. Дл этих целей служит блок 16, на выход которого подаютс высокочастотные колебани с выхода генератора 14 функций РадеiMaxepa и входное напр жение U, мощность которого необходимо измерить. В блоке 16 определ етс знакова функци сигнала U(signU) и вырабатываютс короткие импульсы переходе напр жени U через нуль (осуществл етс дифференцирование sign и). В том же блоке вырабатываетс последовательность импульсов при переходе через нуль знаковой функции с выхода генератора 14 функций Радемахера (sign f). По скгна лу Пуск подаетс разрешающий импульс в блок 16 синхронизации от задатчика 17 временных интервалов. В момент по влени короткого импульса от функции и определ етс знак sign и и после по влени первого импульса от sign f определ етс знак 1ФУНКЦИИ sign f. При одинаковых знаках sign и и sign f блок 16 включает пр мой канал (ключ 18 закрываетс ), при разных знаках блок 16 включает инверсный канал (ключ 19 закрываетс ). Таким образом осуществл етс синхронизаци синтезируемой синусоиды с сетью. После осуществлени cинxpoн зaции блок 16 отключаетс . Он может включитьс через некоторое врем , определ емое задатчиком 17 временных интервалов, в качестве iKOTOporo может быть использован счет чик, так как генератор функции Радемахера 14 имеет высокую стабильность . Тогда при заполнении кольцевого счетчика, на его выходе по вл етс импульс, который подаетс в блок 16 синхронизации, по команде ко торого происходит синхронизаци синтезируемой синусоиды с сетью. образом на выходе задачика 16 весовых коэффициентов по вл етс сигнал, равный произведению текущего значени тока на напр жение единичн . амплитуды. Если бы напр жение было стабильным, то этот сигнал необходимо было бы подать на масштабный уси литель 9 с требуемым коэффициентом усилени . В действительности коэффициент усилени масштабного усилит л д выбран такой величины, чтобы его произведение на единичную амплитуду дало, например, минимально д пустимое значение напр жени в сети Up, Значение этого напр жени вводит блок 8 сравнени , на второй вхо которого подаетс выпр митель текущее значение напр жени U. На выходе блока 8 по вл етс аналоговый сигнал, равный , который преобраз .ователем 3 аналог-код преобразуетс в код. Этот код подаетс на преобразователь 4 код-аналог и на выходе его по вл етс сигнал, пропор циональный i(t)U{t). Сигналы с .выходов прео азовател 4 и усилител 9 подаютс на сумматор 10, выход ной сигнал которого пропорционален активной мощности, преобразуетс в частоту импульсов преобразователем 11 напр жение-частота, а затем подаетс на счетчик 12, выход которого соединен с регистратором 13. в предложенном устройстве за счет введени анализатора спектра, задатчика весовых коэффициентов, вы пр мител , блока сравнени , масштаб ного усилител , сумматора повышаетс точность измерени мощности при несинусоидальных режимах. Формула изобретени 1. Ваттметр переменного тока, со держащий датчик тока, датчик напр жени , преобразователь аналог-код, выходы которого подключены к информационным входам преобразовател код-аналог, отличающий с. тем,что, с целью повышени точности при несинусоидальных режимах, в него введены анализатор спектра, задатчик весовых коэффициентов, выпр митель , блок сравнени , масштабный усилитель, сумматор, преобразователь напр жени в частоту импульсов , счетчик, регистратор, причем выход датчика тока соединен с первым входом анализатора спектра, выходы которого подключены к входам задатчика весовых коэффициентов, выход которого соединен с аналоговым входом преобразовател код-аналог, а через масштабный усилитель - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразовател код-аналог, выход датчика напр жени подключен к второму входу анализатора спектра и через выпр митель - к первому входу блока сравнени , второй вход которого соединен с шиной опорного напр жени , выход блока сравнени подключен к входу преобразовател аналогкод , выход сумматора через последоват льно соединенные преобразователь напр жени в частоту импульсов: и счетчик подключен к регистратору. 2. Устройство ПОП.1, отличающеес тем, что анализатор спектра содержит генератор функций Радемахера, выход которого соединен с входом триггера и с первыми входами блока синхронизации и задатчика временных интервалов, второй вход которого соединен с шиной пусковых импульсов, а выход подключен к-второму входу блока синхронизации, третий вход которого соединен с вторым входом анализатора спектра, выходы триггера подключены к первым входам аналоговых ключей, вторые входы которых соединены с выходами блока синхронизации, выходы аналоговых ключей подключены к входу генератора функций Уолша, выходы которого через группы аналоговых ключей соединены с входами задатчика весовых коэффициентов, управл ющие входы первой )группы аналоговых ключей подключены к выходу инвертора, вход которого соединен с первым входом анализатора спектра и с управл ющими входами другой группы аналоговых ключей . Источники информации,. прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторскоесвидетельство СССР 351170, кл. G 01 R 21/00, 1972. 25 voltage, the output of the comparison unit is connected to the analog-code converter input, the output of the adder is connected via a serially connected voltage to frequency converter and the counter is connected to the recorder. The spectrum analyzer contains the Rademacher function generator, the output of which is connected to the trigger input and with the first inputs of the synchronization unit and the time slot emitter, the second input of which is connected to the trigger pulse bus, and the output is connected to the second input of the synchronization unit, the third input of which is It is connected to the second inputs of the spectrum analyzer, the trigger outputs are connected to the first inputs of the analog switches, the second inputs are connected to the outputs of the synchronization unit, the outputs of the analog switches are connected to the input of the Walsh function generator, the outputs of which are connected to the inputs of the weight factors, the control inputs of the first group of analog switches are connected to the output of the inverter, whose input is connected to the first input of the spectrum analyzer and to the control inputs of another group of control cells whose. The drawing shows a block diagram of a wattmeter of alternating current. The AC current meter contains a current sensor 1, a voltage sensor 2, a converter 3 analogue-code, a code-analog converter 4, a spectrum analyzer 5, a weight factor setting unit b, a rectifier 7, a comparison unit 8, a scale amplifier 9, an adder 10, voltage converter 11 to pulse frequency, counter 12, register 13. In addition, the spectrum analyzer 5 includes the generator 14 Rademacher functions, trigger 15, synchronization unit 16, unit 17, time slots, analog keys 18 and 19, first group 20 analog keys, second groups and 21 analog keys, the second group 21 analogue cells; eyes, generator of 22 Walsh functions, invest) et. 23. The device works as follows. The impulse of frequency f from the generator of Rademacher functions 14 is fed to the counting input of the trigger 15, the direct and inverse output of which through the analog switches 20 and 21 feeds these pulses to the inputs of the generator 22 Walsh functions. At the output, the Walsh function generator 22 generates a Walsh function system Wi,, necessary "to approximate a sinusoidal FUNCTION1 of a single amplitude according to the following expression Sinjit Br (-W ft) where ai. - the coefficients of the Fourier row pitch, determined by the formula a 1 sinujtWc (t) dt (Moreover, the output of the direct channel of the trigger 15 forms sino.t, and the inverse channel forms -sinyjt. The signals from the generator 22 Walsh functions go to the control inputs groups 20 and 21 of analog switches, the outputs of which are connected to the inputs of the setter 6 weights, which can be used as an operational amplifier on n inputs. The transmission coefficient for each channel of this amplifier is determined by the value of the Fourier – Walsh series, a, and the number of channels n required my approximation accuracy, i.e., the number of Walsh functions. The non-controlling inputs of the first group of 20 analog keys receive a signal from the output of current sensor 1, and the non-controlling inputs of analog keys 21 receive a signal from the output of current sensor 1 through an inverter 23. This connection the groups of analog switches 20 and 21, the weighting factor setter 6, the current sensor 1 and the inverter 23 allow the angular multiplication operation to be replaced by the addition operation ± (tlsincOt i (t) i aiWt (t)). 1-1 In order for this expression to determine the active power, it is necessary to implement the synchronization of the synthesized sinusoid with the network. For these purposes, block 16 is used, the output of which is provided by high-frequency oscillations from the generator output of 14 RadeiMaxepa functions and the input voltage U, the power of which must be measured. In block 16, the sign function of the signal U (signU) is determined, and short pulses are produced by passing the voltage U through zero (sign and is differentiated). In the same block, a sequence of pulses is produced when the sign function passes through the zero from the generator output of the 14 Rademacher functions (sign f). On start-up, a permissive impulse is supplied to the synchronization unit 16 from the setter of 17 time intervals. At the moment of the appearance of a short pulse from the function, the sign of sign is determined and after the appearance of the first pulse of sign f, the sign of 1FUNCTION signf is determined. With the same signs sign and sign f, block 16 turns on the direct channel (key 18 is closed), with different signs block 16 turns on the inverse channel (key 19 is closed). In this way, the synthesized sinusoid is synchronized with the network. After the sync process has been completed, block 16 is turned off. It can be turned on after a certain time, determined by the setter of 17 time intervals, a counter can be used as an iKOTOporo, since the generator of the Rademacher function 14 has a high stability. Then, when the ring counter is filled, a pulse appears at its output, which is fed to the synchronization unit 16, at the command of which synchronization of the synthesized sinusoid occurs with the network. Thus, at the output of the sampler of 16 weights, a signal appears that is equal to the product of the current value of the current and the voltage of unity. amplitudes. If the voltage were stable, then this signal would have to be applied to scale amplifier 9 with the required gain factor. In reality, the gain of the scale amplification ld is chosen such that its product by a unit amplitude gives, for example, the minimum voltage required in the network Up, the value of this voltage is entered by the comparison unit 8, the second value of which is supplied by the rectifier current value the voltage U. At the output of block 8, an analog signal appears, which transforms the analog-code converter by converter 3 into a code. This code is fed to the converter 4 of a code analog and at its output a signal proportional to i (t) U (t) appears. The signals from the outputs of the converter 4 and the amplifier 9 are fed to the adder 10, whose output signal is proportional to the active power, is converted into a pulse-frequency converter 11 voltage-frequency converter, and then fed to a counter 12, the output of which is connected to the recorder 13. In the proposed the device, by introducing a spectrum analyzer, weighting factor adjuster, you direct, comparator unit, scale amplifier, adder, increases the accuracy of power measurement in non-sinusoidal modes. Claims 1. An AC power meter comprising a current sensor, a voltage sensor, an analog-to-code converter, the outputs of which are connected to the information inputs of a code-analog converter that distinguishes c. In order to improve accuracy in non-sinusoidal modes, a spectrum analyzer, a weight factor controller, a rectifier, a comparison unit, a large-scale amplifier, an adder, a voltage-to-frequency converter, a counter, a recorder, and a current sensor output are connected to it. the first input of the spectrum analyzer, the outputs of which are connected to the inputs of the weighting adjuster, the output of which is connected to the analog input of the code-analogue converter, and through a large-scale amplifier to the first input of the adder, The input of which is connected to the output of the code analog converter, the output of the voltage sensor is connected to the second input of the spectrum analyzer and through a rectifier to the first input of the comparator unit, the second input of which is connected to the reference voltage bus, the output of the comparator unit is connected to the input of the analogue converter , the output of the adder is via a serially connected voltage-to-pulse converter: and the meter is connected to the recorder. 2. Device POP.1, characterized in that the spectrum analyzer contains a Rademacher function generator, the output of which is connected to the trigger input and the first inputs of the synchronization unit and time interval adjuster, the second input of which is connected to the trigger pulse bus, and the output is connected to the second one the input of the synchronization unit, the third input of which is connected to the second input of the spectrum analyzer, the trigger outputs are connected to the first inputs of analog switches, the second inputs of which are connected to the outputs of the synchronization unit, the outputs of analogs x keys are connected to the input of the Walsh function generator, the outputs of which are connected to the inputs of the weighting factor generator through analogue key groups, the control inputs of the first group of analog switches are connected to the output of the inverter, the input of which is connected to the first input of the spectrum analyzer and control inputs of another group analog keys. Information sources,. taken into account during the examination 1. USSR authorization certificate 351170, cl. G 01 R 21/00, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР 375779, кл. G 01 R 21/06, 18.01.72.2. Authors certificate of the USSR 375779, cl. G 01 R 21/06, 18.01.72.
Г R