SU945816A1 - Цифровой измеритель мощности - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

1

Изобретение отнсюитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении ваттметров дл  измерени  мощности в электрических цеп х с повьпиенной точностью.

Известен цифровой ваттметр, содержащий входные преобразователи тока и напр жени , два автоматических переключател , сумматор, квадратичный преобразователь с частотным выходом, генератор ,« импульсов стабильной вольтсекундной площади , блок управлени , два счетчика импульсов , блок формировани  кодов, элемент сравнени , формирователь, цифровой регистратор и св зи между ними i .,5

Недостатками этого ваттметра  вл ютс  низкие точность и быстродействие.

Известен также измеритель мопшости, содержащий суммо-разностный блок, входы которого подключены к входным шинам, а го выходы - к входам сумматора, к выходам которого подключены термопреобразователи , между выходами которых включен регистратор 23

Недостатком известного измерител   вл етс  низка  точность, обусловленна  неидентичностью характеристик термопреобразователей .

Цель изобретени  - повышение точности .

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель мощности, содержащий суммс -разностный блок, входы которого подключены к входным шинам, два сумматора, к входам которых под- .ключены термопреобразователй, -аервИе {выводы термсшар которых объединены, а также цифровой регистратор, введены rtepвый и второй операционный усилители, два источника регулируемых напр жений, выполненный на третьем и четвертом операционных усилител х, инвертор, источник опорного напр жени  и умножающий блок, состо щий из преобразовател  напр жени  в интервал времени, преобразовател  напр жени  в частоту импульсов и элемента совпадени , причем первый выход сумморазностного блока подключен к пе{жому 3D входу первого-сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , выход которого через нагреватель первого термопреобрааовател  подключен к выходу перв го сумматора, второй вых:од суммо-разностного блока соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соеди нен с инвертирующим входом второго операционного усилител , выход которого через нaгpeвaYeль второго термопреобразовател  соединен с выходом второго сумматора , инвертирующие входы первого и второго операшюнных усилителей подключены к общей шине и второму выводу тер мопары второго термопреобразовател , первый вывод которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к выходу источникаопорного напр жени , а выход - к вторым входам первого и второго сумматоров и через преобразователь напр жени  в частоту импульсов - к первому входу элемента совпадени , второй вывод термопар первого термопреобразовател  подключен к входу четвертого операционного усилител , выход которого подключен к третьему входу первого сумматора, а через инвертор - к третьему входу второго сумма тора, а через преобразователь напр жени  в интервал времени - к второму входу элемента совпадени , выход которого подключен к входу цифрового регистратора. На чертеже представлена схема цифрового измерител , мощности. Цифровой измеритель мощности содержит суммо-разностный блок 1, сумматор 2 с резисторами 3 - 5, сумматор 6 с резисторами, 7 - 9, термопреобразователи 10 и 11 с нагревател ми 12 и 13 и термопарами 14 и 15, цифровой регистратор 16, операционные усилители 17 и 18, источники регулируемых напр жений, выполненные на операционных усилител х 19 и 2О, элемент 21 совпадени , преоб- разователь 22 напр жени  в интервал времени, преобразователь 23 напр жени  в частоту импульсов, инвертор 24 и источник 25 опорного напр жени . Устройство работает следующим образом . Входное напр жение переменного тока Uv, пропорциональное току в исследуемом объекте, и напр жение , пропорционал ное напр жению на объекте, поступают на сум МО-разностный блок 1, где преобразуютс  в сумму напр жений Uy U и разность напр жений U - Uv Указанны 0. . 4 сумма и разность напр жений поступают на первые входы первого 2 и второго 6 сумматоров. Кроме того, на остальные входы первого 2 и второго 6 сумматоров псютупают напр жени  посто нного тока и и/; ч .(- 0/2) от третьего и четвертого операционных усилителей, таким обрнзом , что токи 0 и в нагревател х 12 и 13 термопреобразователей 1О и 11 соответственно определ ютс  по формулам , ,ЦХ -ЦУи Ug . О ЦRT И I - ЦХ-ЦУ и иг : u Q 4 ; ъ где R ц ные сопротивлени  резисторов первого и второго сумматоров . Операционный усилитель 19, обладающий достаточно большим коэффициентом усилени , вырабатывает выходное напр жение У такой величины, чтобы ЭДС на выходе термопреобразовател  1О при всех возможных сочетани х Ux и (Jy была с необходимой точностью равна величине опорного напр жени  UQ вырабатьгоаемого на выходе источника 25 спорного напр жени . На вход операционного усилител  20 поступает разность . выходных напр жений термопреобразователей 10 и 11. Выходное напр жение Ул операционного усилител  2О поступает на третий вход первого сумматора (резистор 3) и вход инвертора 24, выраба тьшающего противоположное по знаку и равное по модулю напр жение (-U). поступ ющее на третий вход второго сумматора (резистор 8). Благодар  большому коэффициенту усилени  операционного усилител  20 разность выходных ЭДС термрпреобразователей 1О и 11 с большой степенью точности поддерживаетс  равной I При неидентичности характеристик термопреобразователей 10 и 11 на вход операционного усилител  20 может быть введено дополнительное посто нное смешение А и , которое исключает погреш ность преобразовани , вызванную указанной неидентичнрстью термопреобразователей . В рабочем режиме устройства (при всех возможных значени х Uy и U, ) выходные ЭДС термопреобразователей 10 и 11 поддерживаютс  посто нными, что обеспечивает изотермический режим рабо5 ты квадратичных функциональных преобразователей . Так как UK и Uy - напр жени  переменного тока, а и. Jn (- 2.) напр жени  посто нного тока, работа терь мигреобразователей 1О и 11 определ етс  уравнени ми Т ./ Цх-ьЦуХУи иг I г где inn IK - значение тока в нагревател х 1 термопреобразователей 10 и 11 при отсутстви входных напр жений Uy и при (Jff О. Приравнива  правые части выражений ( 3) и (4) при R7 К . можно получить основное уравнение (5) работы преобразовател  где Т - период изменени  напр жений УХ и Uv Напр жение U поступает на преобразователь 23 напр жени  в частоту f о следовани  импульсов, а напр жение U/. поступает на преобразователь 22 напр жени  в интервал времени Т . Количество импульсов N с частотой следовани  f., поступающее в течение времени Т на вход регистратора 16 про порционально измер емой мощности и определ етс  выражением ,и,а4, N--foTo--K U U,,atj (6) где К - коэффициент пропорциональности. Устройство обеспечивает высокую точность измерени  мощности характеристик термопреобразователей за счет обеспечени  изотермического режима последних в широком диапазоне изменени  входных на пр жений, а также обладает широким частотным диапазоном, высоким быстродействием , простотой схемного рещени  и цифровым представлением результатов измерени . Формула изобретени  Шфровой измеритель мощности, содержащий суммо-разностный блок, входы которого подключены к входным шинам, два 66 сумматора, к входам которых подключены термопреобразователи, первые выводы термопар которых объединены, а также ци4 ровой регистратор, отличающийс   тем, что, с целью повьпиенн  точности , в него введены первый и второй операционный усилители, два источнюса регулируемых напр жений,; выполненные на третьем и четвертом операционньк уси лител х, инвертор, источник опорного напр жени  и умножающий блок, состо щий КЗ преобразовател  напр жени  в интервал времени, преобразовател  напр жени  в частоту импульсов и элемента совпадени , причем первый выход суммо-разностного блока подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , выход которого через на греватель первого термопреобразовател  подключен к выходу первого сумматора, второй выход суммо-разностного блока соединен с первым входом второго сумматора , выход которого соед1шен с инвертирующим входом второго операционного усилител , выход которого через нагреватель второго термопреобразовател  соединен с выходом второго сумматора, инвертррутощие входы первого и второго операционных усилителей подключены к общей щине и второму термопары второго термопреобрааоватеп , первый вьтод которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилител , неинвертируюший вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени , а выход - к вторым входам первого и второго сумматоров и через преобразователь напр жени  в частоту имщульсов - к первому входу элемента совпадени , второй вывод термопары первого термопреоб- разовател  подключен к входу четвертого операционного: усилител , выход ко- торого подключен к третьему входу первого сумматоре, а через инвертор - к третьему входу второго сумматора, а через преобразователь напр жени  в интервал времени.- к второму входу элемента совпадени , выход которого подключен к входу цифрового .регистратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авт(фское сввдетепьство СССР №661379, кп. G01R 21/00,03.06.77.
2. 2.Кушнир Ф. В., Савенко В. Г. и Верник С. М. Измеренн  в технике св зи. М., Св зь, 1970, с. 260, рис. 7-9.