Счетчик ампер-часов постоянного тока

 

СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧАСОВ ПОСТОЯН НОГО ТОКА, содержавши последовательно соединенные шунт, преобразователь .напряжения в частоту и счетчик импульсов , отличающийся тем, что, с целью повьшения его надежности , -преобразователь напряжения в час тоту содержит дифференциальный усилитель , два транзистора различного типа проводимости, три резистора и конденсатор, первая обкладка котороГО подключена К первому выводу первого резистора и инвертирующему входу дифференциального усилителя; нейнвертирушций вход которого соединен с первым входом преобразователя а выход с второй обкладкой конденсатора и эмиттером первого транзистора , коллектор которого подключен к базе второго транзистора, а база к коллектору второго транзистора, первсму выводу второго резистора и через третий резистор - к шине пита-ния причем счетчик импульсов выполЙен в виде электромеханического счетчика импульсов, выводы обмотки которого подключены соответственно к эмиттеру второго транзистора и к первому выводу первого резистора., второй вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора, вторьм входом преобразователя и общим проводом питания. г./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ши ееы

РЕСПУБЛИК аа 61) yes G 01 R 11 34

ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР . (21) 3633082/24-21 (22) 02.08.83 (46) 07р01.85. Бюл. У 1 (72) А.В.Глушков (53) 621.317.38(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 756298, кл. С 01 R 11/34, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 646260, кл. G 01 R 11/34, 1977 (прототип). (54)(57) СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧАСОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные шунт, преобразователь ,йапряшения вчастотуи счетчик импульсов, .отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности,-преобразователь напряжения в частоту содериит дифференциальный усилитель, два транзистора различного типа проводимости, три резистора и конденсатор, первая обкладка которо. го подключена к первому выводу первого резистора и инвертирующеиу, входу дифференциального усилителя, неиивертирующнй вход которого соединен с первым входом преобразователя а выход — с второй обкладкой конденсатора и эмиттером первого транзистора, коллектор которого подключен к базе второго транзистора, а базак коллектору второго транзистора, первому выводу второго резистора и через третий резистор - к шине питанияу причем счетчик импульсов выпол» нен в виде электромеханического счетчика импульсов, выводы обмотки которого подключены соответственно к . g эмиттеру второго транзистора и к первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с втормет выводом второго резистора, вторым входом преобразователя и общим прово- ф дом питания.

1133

556

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения количества электричества в цепях постоянного тока. 5

Известен счетчик ампер-часов постоянного тока, содержащий последовательно соединенные магнитный усили-. тель, преобразователь напряжения в частоту блок изменения коэффициента }0 пересчета и счетчик импульсов, а также блок управления, вход которого .через преобразователь частоты .в ток подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, a выходы — к управляющим входам блока изменения коэффициента пересчета и блока изме нения коэффициента передачи магнитного усилителя Я .

Известный счетчик сложен и мало- 2б надежен.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является счетчик ампер-часов постоянного тока, содержащий последовательно соединенные 2Ь шунт, преобразователь напряжения в частоту, элемент И, счетчик и блок сравнения кодов, выход которого подключен к другому входу элемента И, .а другой вход - к выходу программно

I о блока j2).

Однако известный счетчик также сложен и малонадежен. Кроме того, он имеет значительное собственное энергопотребление»

Цель изобретения - повышение на- дежности счетчика..

Поставленная цель достигается тем, что в.счетчике ампер-часов постоянного тока, содержащем последовательно соединенные шунт, преобразователь напряжения в частоту и счетчик импульсов, преобразователь напряжения в частоту содержит дифференциапьный усилитель, два транзистора различного типа проводимости, три ре зистора и конденсатор первая обкладка которого подключена к первому выводу первого резистора и инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен,с первым входом преобразователя, а выход -. с второй обкладкой конденсатора и эмнттером первого транзистора, коллектор которого.под-, ключен к базе второго транзистора, а база -" к коллектору второго транзистора, первому выходу второго резистора и через третий резистор — к шине питания, причем счетчик импульсов выполнен в виде электромеханического ,счетчика импульсов, выводы обмотки которого подключены соответственно к эмиттеру второго транзистора и первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора, вторым входом преобразователя и общим проводом питания.

На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема счетчика амперчасов на фиг.2 а-в - временные диаграммы его работы.

Счетчик ампер-часов содержит шунт

1, дифференциальный усилитель 2, конденсатор 3, резистор 4, транзисторы

5 и 6,. резисторы и 3 и электромеханический счетчик 9 импульсов.

Первая обкладка конденсатора 3 подключена к первому выводу обмотки счетчика 9, первому выводу резистора

4 и инвертирующему входу усилителя 2, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом шунта t,. а выход — с второй обкладкой конденсато.. ра 3 и эмиттером транзистора ", коллектор которого соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого подключен к второму выводу обмотки счетчика 9, а коллектор — к базе транзистора 5, шине питания через резистор

? и.через резистор 8 — к общему проводу питания и вторым выводам шунта

1 и резистора 4.

Счетчик работает следующим образом °

Ксли через шунт 1 в некоторый момент времени проходит ток „ (фиг.2,а) и создает на нем положительйое падение напряжения относительно общего провода схемы, то ток на выходе усилителя 2 составляет -М sx где k - коэффициент усиления входного тока, определяемый главным образом как отношение сопротивления шунта 1 к сопротивлению резистора 4»

Этот ток протекает через конденсатор 3 и резистор 4 обратной связи по току. Напряжение U (фиг ° 2,б) на обкладках конденсатора 3 при этом составляет о,-"-, J i,„(t)dt, где С вЂ” емкость конденсатора 3.

3 11335

Падение напряжения на резисторе 4, вызванное прохождением через него тока i> идентично падению напряжения на шунте 1 и может быть пренебрежимо маловым в сравнении с конечным значением напряжения U на обкладках кон»денсатора 3, что йозволяет условно считать конечное значение напряжения

U Hà обкладках конденсатора 3, равным напряжению U (фиг.2,б) срабатывания 10 разрядника, образованного транзисторами 5,6 и резисторами 7,8;

Разрядник работает следующим образом, Пока напряжение U ..на обкладках конденсатора 3 меньше, чем напряжение

U на базе .транзистора 5-, которое. определяется параметрами резйсторов 7,:

8, образующими делитель напряжения, транзистор 5 заперт и разрядник, выполненный на транзисторах 5,6 и .резисторах 7, 8 по схеме аналога одиопереходного транзистора, закрыт, По мере заряда конденсатора 3, напряжение на эмиттере транзистора 5 2З сравнивается с напряжением на его базе и транзистор 5 отпирается»

В следунзций момент времени, если через конденсатор 3 продолжает проходить заряжающий ток, положительное SQ напряжение на эмиттере транзистора 5 превышает напряжение на его базе и разрядник, образованный транзисторами 5 и 6, лавинообразно открывается,. подключая при этом к конденсатору 3

S обмотку электромеханического счетчика 9 импульсов,. вследствие чего кон56 4 денсатор 3 быстро разряжается и разрядник закрывается.

Возникающий в момент разряда конденсатора 3 импульс тока (фиг.2 в) проходит через обмотку электромеханического счетчика 9 импульсов и приводит в действие его механизм. Далее процесс повторяется °

При стабильных уровнях напряжения на конденсаторе 3, соответствующих открыванию и закрыванию разрядника, образованного транзисторами 5 и 6, можно считать ампер-секундную площадь импульса тока, проходящего через обмотку счетчика 9 постоянной, откуда следует, что частота следования этих импульсов пропорциональна току в исследуемой цепи, Предложенный счетчик надежнее известного, поскольку содержит меньшее количество элементов, кроме того, вследствие жесткого нормирования ампер-секундной площади протекающих через обмотку электромеханического счетчика 9 импульсов тока, позволяет значительно повысить наработку на отказ этого элемента, являющегося самым ненадежным элементом предложенного счетчика

Кроме того, собственное энергопо-. требление предложенного счетчика также значительно ниже, чем у известного, поскольку определяется только ампер-секундной площадью импульса, необходимого для уверенного срабатывания электромеханического счетчика.

1 133.556

Составитель С.Кабиков

Редактор С.Патрушева Техред Л.Микеш Корректор Н.Король

Заказ 9946/38 Тираж 148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4