Время-импульсное телеизмерительное устройство

 

ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее на передающей стороне генератор, к выходам которого подключены последовательно соединенные нагрузочный элемент и ;aтчик напряжения,параллельно которому подключены входы линейного блока, выход которого соединен с входом выпрямителя и с первым входом функционального преобразователя , выход функциона5гаьного преобразователя через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и ключ подключен на приемной стороне ко входу формирователя пульсов, выход которого через функциональный преобразователь соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что,с целью расширения области применения устройства , в него введен преобразователь линейного сигнала в кубический, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен с I вторым входом функционального пре (Л С образователя.

а9) Ou

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g® G 08 С 19/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННИЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТНРЫТИй (21) 3363825/18-24 (22) 29.10.81 (46) 15,07.83, Бюл. 9 26 (72) В.В.Арсеньев (53) 621.398(088.8) (56) 1. Берг A.È. и Трапезников В.A.

Автоматизация производства и промышленная электроника. N. 1964,с.75.

2. Авторское свидетельство СССР

9 763941 кл. С 08 С 19/22, 1978 (прот от ип ) (54) (57) ВРЕИЯ-ИМПУЛЬСНОЕ ТЕЛЕИЗMEPHTEJIbHOE УСТРОЙСТВО, содержащее на передающей стороне генератор, к выходам которого подключены последовательно соединенные нагрузочный элемент и датчик напряжения,параллельно которому подключены входы линейного блока, выход которого сое динен с входом выпрямителя и с первым входом функционального преобразователя, выход функционаяьного преобразователя через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и ключ подключен на приемной стороне ко входу формирователя им-„ пульсов, выход которого через функциональный преобразователь соединен с выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,с целью расширения области применения устройства, s него введен преобразователь линейного сигнала в кубический, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен с вторым входом функционального преобразователя.

1029202

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналон и может быть использовано для телеизмерения ° мощности в электричест ких сетях переменного тока.

Известны формирователи с нелинейной характеристикой преобразования, в которых используются нелинейные элементы, например диоды(1).

Однако известные формирователи сами .по себе не решают задачи теле- 0 измерения параметров, имеющих квадратичную характеристику, например телеизмерения мощности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 время-импульсное устройство для телеизмерений, содержащее на передающей стороне генератор, к выхо-. дам которого подключены последовательно соединенные нагрузочный элемент и датчик напряжения, параллельно которому подключены входы линейного блока, выход которого сое.е динен со входом выпрямителя и с первым входом функционального преобразователя, выход функционального преобразователя через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и ключ подключен на приемной стороне ко входу формирователя им-„: пульсов, выход которого через функциональный преобразователь соединен с информационным выходом устройства (2J

Недостатком данного устройства является его непригодность для телеизмерения мощности в электрических сетях переменного тока, что ограничивает область его применения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой- 4О ства.

Поставленная цель достигается тем, что во время-импульсное телеизмерительное устройство, содержащее на передающей стороне генератор, к вы- 45 ходам которого подключены последовательно соединенные нагрузочный . элемент и датчик напряжения, параллельно которому подключены входы линейного блока, выход которого сое- gp динен со входами выпрямителя и с первым входом функционального преобразователя, выход функционального пре образователя через последовательно соединенные дифференцируюший элемент и ключ подключен на приемной

5 стороне ко входу формирователя импульсов, выход которого через функциональный преобразователь соедИнен с информационным выходом устройства, введен преобразователь линейного сигнала в кубический, вход . которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен со вторым входом функционального преобразователя, 5

На фиг. 1 показана схема устройства на фиг. 2 — схема функционального преобразователя; на фиг. 3 временная диаграмма.

Время-импульсное телеизмерительное устройство содержит генератор 1, нагрузочный элемент 2 и датчик напряжения 3, линейный блок 4, выпрямитель:5, функциональный преобразователь 6, дифференцирующий элемент 7, ключ 8, преобразователь линЕйного сигнала в кубический 9 формироваГ тель импульсов 10 и функциональный преобразователь 11, диоды 12 и 13, резистор 14, клеммы 15 — 20.

Время-импульсное телеизмерительное устройство работает следующим образом.

При работе предлагаемой системы синусдидальное напряжение с амплитудой U действует на сопротивлении нагрузки 2 и на входе линейного блока 4 в цепи генератора 1 синусоидального напряжения; на выходе линейного блока 4 — синусоидальное напряжение 21 с амплитудой

И6 пИ0 где U — амплитуда синусоидального напряжения в цепи генератора 1 синусоидального напряжения; п — постоянный коэффициент передачи линейного блока 4; — амплитуда синусоидального напряжения на выходе линейного блока 4.

Синусоидальное напряжение 21 с амплитудой U< (фиг. 3) с выхода линейного блока 4 подается на выпрямитель

5 и на первый вход (клеммы 15 и 16) функционального преобразователя 6.

На выходе выпрямителя 5 появляет- ся сигнал постоянного напряжения (или тока), пропорциональный амплитуде Нз синусоидального напряжения 21, который подается на вход преобразователя 9, на выходе которого будет полезный сигнал постоянного напряжения, величина которого пропорциональна кубу амплитуды Uo ( синусоидального напряжения на датчи-. ке, т.е. на выходе преобразователя

9 будет сигнал в виде напряжения

0„= (iз=nKU5

1 где U„- сигнал(напряжение) на выходе преобразователя 9;

К вЂ” постоянный коэффициент, определяемый постоянными коэффициентами выпрямителя и преобразователя 9;

U> — амплитуда напряжение на выходе линейного блока 4; ..и - постоянный коэффициент передачи линейного блока 4;

О,)- амплитуда синусоидального напряжения в цепи генерато1029202 ра 1 на входе линейного блошка 4.

Этот сигнал в виде напряжения от преобразователя 9 передается на второй вход {клеммы 17 и 18) функционального преобразователя б. 5

Функциональный преобразователь б действует как двусторонний диодный ограничитель с переменным верхним уровнем ограничения, т.е. нижний уровень ограничения у этого огра- f0 ничителя фиксирован и равен нулю (при идеальных диодах), а верхний— зависит от напряжения U (сигнал кубирующего устройства). Получаемое после преобразователя-ограничителя напряжение имеет вид кривой 22.Напряжение 22 на выходе первого функционального преобразователя изменяется за. время ь по синусоиде между нулем и значением {1 напряжения, т.е.

2TIò

U„=( или наоборот дТ . I Т, 1 ° 2 с " з1 = =01 51B K{j, д

2Х 0в 1 о где U — напряжение (сигнал) преоб1 раэователя 9;

U — амплитуда синусоидального

В напряжения 21 на выходе линейного блока 4;

Т вЂ” период синусоидального напряжения в цепи генератора 1; м — постоянная;

U< — амплитуда синусоидального З5 напряжения в цепи генератора 1 синусоидального напряжения (на входе линейного блока 4. и на нагрузке 2);

К вЂ” постоянный коэАйипиент1 40 и — постпянный коэффициент передачи линейного блока 4; — длительность (время), за которое напряжение на вы.— ходе преобразователя-огра- 45 ничителя изменяется между нулем и значением U„ напряжения.

Напряжение 22 подается на диффе-. ренциальный элемент 7, после которого оно имеет вид импульсов 23, их длительность равна и зависит от уровня ограничения первого функционального преобразователя, а также от амплитуды U> синусоидального напряжения по последней формуле, Двухполярные импульсы 23 подаются на вход ключа 8, реагирующего только на положительные импульсы 23.

С выхода ключа 8 прямоугольные импульсы 24 той же длительности 60 (т. е. с полезным сигналом — длительностью Т) поступают по линии связи в приемник на вход входного формирователя 10, Длительность импульсов

24 не может быть больше 171 {т.е. g5 четверти периода синусоидального напряжения).

С выхода формирователя 10 импуль. сы прямоугольной формя и длительности (и с фиксированной амплитудой U„, )подаются на функциональный преобразователь 11 (резонансный контур или частотный избиратель, настроенный на частоту второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов 24, длитель ность которых изменяется, период Т

;постоянен, амплитуда Ур .фиксирована) . Амплитуда второй гармоники зависит от длительности ь последовательности прямоугольных импульсов постоянной амплитуды U и постоянного периода по закону

f77 (вых 2у -з " т где ПЕы — амплитуда синусоидального напряжения на выходе преобразователя 11 (амплитуда второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов)1

У вЂ” постоянная у — длительность импульсов на входе формирователя 10;

Т вЂ” период следования прямо-: угольных импульсов (он же одновременно и период синусоидального напряжения в цепи генератора 1);

U — известная амплитуда имИ пульсов на выходе формирователя 10.

Это синусоидальное напряжение с амплитудой U и постоянной частотой (периодом) второй гармоники подается на исполнительное устройство или измерительный прибор.

Таким образом, для всей предлагаемой системы (с учетом предыдущих формул) получается следующая зависимость амплитуды U выходного сиВ нусоидального напряжения (выходного сигнала) от амплитуды Ue синусоидального напряжения в цепи генератора 1 синусоидального напряжения где Ug — амплитуда выходного синусоидального напряжения, подаваемого с выхода второго функционального преобразователя на исполнительное устройство или измерительный прибор;

37 — постоянная; — длительность импульсов в линии связи;

Т вЂ” период следования прямоугольных импульсов в ли1029202

Составитель Е.Бакеев

Редактор Т.Митейко Техред Л.Пекарь Корректор A. Тяско

Заказ 4984/48 Тираж 618

HHHHUH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нии связи (он же одновременно и период синусоидалъного напряжения в цепи генератора 1);

U — известная(фиксированная) М амплитуда импульсов на выходе входного формирователя 10;

К вЂ” постоянный коэффициент; — амплитуда синусоидального

0 напряжения в цепи генератора 1 синусоидального напряжения (напряжения на нагрузке и на входе линейного блока 4) .

Таким образом, в предлагаемой системе получается линейная зависимость амплитуды Us синусоидального напряжения (выходного сигнала),подаваемого на исполнительное устройство или измерительный прибор, от квадрата амплитуды (т, е., от величины () ) синусоидального о напряжения в цепи генератора 1 си-. нусоидального напряжения,а следовательно, и линейная зависимость между выходным" сигналом системы (т.е. амплитудой ()э синусоидалького напряжения подаваемого на при1.. бор) и мощностью в цепи генератора 1 синусоидального напряжения или сети. Такая. линейная зависимость между выходным сигналом и мощностью в цепи генератора синусоидального напряжения или сети и является особенностью предлагаемой систеж.

Предлагаемая система характеризуется простотой всей аппаратуры, 10 необходимой для передачи (телемеханической) сигнала мощности в цепи генератора синусоидального напряжения или .сети, так как введение одного нелинейного устройства в передатчике проще, чем введение сложного преобразователя в приемнике на выходе перед cBMblM исполнительным устройством. Кроме того цепь генератора синусоидального напряжения в системе используется не только для осуществления промежуточного тригонометричесного преобразования, но и как источник сигнала мощности, что расширяет его функциональные воэможности, позволяя применять для теле.измерения мощности в различных электроустановках. !