Преобразователь активной мощности в цифровой код

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения преобразователей активной мощности переменного тока в цифровой код. Целью изобретения является повышение точности. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, формирователь 5 импульсов стабильной длительности , инвертор 6, элементы И 7 и 8, регистратор 15 результата, реверсивный счетчик 18 и элемент 21 задержки, дополнительно введены элементы И 9 и 10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13 и 14, счетчик 16, преобразователь код-частота 17, реверсивный счетчик 19 и элемент задержки 20. Устройство обеспечивает на порядок повышение точности преобразования. 2 ил. о. ел с: cpue.t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЭМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

no) сю (бд 4 С 01 R 21/133

ac ".

ЬИЬлй- ЫА

ГОСУДАРСТВЕННОЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3889 i 04/24-21 (22) 24.04.85 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (72) M.Ã.Ðûëèê, O.М.Доронина и Г.Н.Лавров (53) 621.317.38(088.8) (56) Авторское свидетельствс СССР

Р 603914, кл. G 01 R 21/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 995004, кл. С 01 R 21/00, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЦИФРОВОЙ КОД (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения преобразователей активной мощности перемеНного тока в цифровой код.

Целью изобретения является повьппение точности. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, формирователь 5 импульсов стабильной длительности, инвертор 6, элементы И 7 и 8, регистратор 15 результата, реверсивный счетчик 18 и элемент 21 задержки, дополнительно введены элементы И 9 и 10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13 и 14, счетчик 16, преобразователь код-частота 17, реверсивный счетчик 19 и элемент задержки 20.

Устройство обеспечивает на порядок повышение точности преобразования.

2 ил.

1257541

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения преобразователей активной мощности переменного тока в цифровой кад.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя активной мощности в цифровой код, на фиг. 2 вреленная диаграмма, поясняющая его работу.

Преобразователь активной мощности в ц1 фравой код содержит входной блок i преобразователи первый 2 и второй 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, формирователь 5 импульсов стабильной длительности, инвертор 6, элементы

И с первого по четвертый, — 10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13 и 14, регистратор 15 результата, счетчик

16, преобразователь код-частота 17, реверсивные счетчики 18 и 19, и элементы второй 20, первый 21 задержки.

Входы входного блока 1 подключены к входным шинам, первый выход — к входу преобразователя 2 напряжения в частоту и входу нуль-органа 4, а второи выход — к входу преобразователя 3 напряжения в частоту. Выход преобразователя 2 напряжения в частоту соединен с входом формирователя 5 импульсов стабильной длительности, выход которага подключен к входу установки первого триггера 13, первому входу элемента И 7 и через инвертср 6 — к входу установки второго триггера 14 и первому. входу элемента И 8. Выход нуль-органа 4 сое— динен с входом записи регистратора

15 результата и через элемент 21 задержки — с установочными входами реверсивных счетчиков 18 и 19. Выход преобразователя 3 напряжения в частоту подключен к входам установки в нуль триггеров 13 и 14 и через элемент 20 задержки — к вторым входам элементов И 7 и 8. Выходы триггеров 13 и 14 соединены соответственно с первыми входами элементов И 9 и 10, вгорые входы которых подключе- ны к вьгходу преобразователя код-частота 17„ а выходы — соответственно к входам сложения и вычитания второго счетчика l9, Выход триггера 13 соединен с установочным входом счетчика 16, вход которого падключсн к выходу элемента И 7 и первому входу элемента ИЛИ 11, а разрядные выходы— к входам управления преобразователя код-частота 17. Выходы сложения и вычитания реверсивного счетчика 19 подключены соответственно к вторым входам элементов ИЛИ 11 и 12, а разрггдные вЬгходы — к входам второй группы входов регистратора 15 результата, входы первой группы входов которого соединены с разрядными выходами реверсивного счетчика 18. Первый вход элемента. ИЛИ 12 подключен к выходу элемента И 8, а выходы элементов

15 ИЛИ 11 и 12 соединены соответственно с входами сложения и вычитания ревс,рснвнoго счетчика i8

Устройства работает следующим образагл. О Входные ток 1(t) и напряжение u(t) г,реобразуются входным блоком 1 в нормированные напряжения, а затем преобразователями 3 H ? напряжения I3 частоту (ПНЧ) в частоты следования импульг.oí соответственно: 40 . У (1)

fr„(t} = fÄ. + S u(t), г:Ге Sq frrÎ и S г о крутизна .и частота следования импульсов на выхоЗО де при нулевом входном сигнале для г;реобразавателей 2 к 3 соответственно, К, — коэффициент пропорциональности.

С появлением импульсов на его .ходе формирователь 5 формирует импульсы c*l aáè ьнай дли льнос:ти Т ст в течение которых рев рсивный счетчик 18 в режиме слежения подсчитывает импульсы с выхода преобразователя 3.

В промежутках же между Т т импульсы с выхода преобразователя 3 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика I8. При этом в последвем за период Т, сигнала п(г.) при условии, rTo u(t) H 1{ ) †.Перглацические переменные сигналы, Т = 1!2f и ог — а

S; = (df, (t) jrii(t)) /Т,., накапливается

-,исло импульсов Ы,„,„(Г), определяемое без учета погрешности от дискретности счета из выражения

Т

N,„(t) =.;-- i(t) ° u(r ) с1с (2)

К

В течение каждого имлульса Т ст

gS с абильной длительности (фиг. 2a) в счетчике 16, устанавливаемом предварительно в конце отрезка времени в 0,производится подсчет числа за1257541 т„ t, Mjj т,.а„() ) l

f I f oö ((М 1;„ 1 держанных импульсов частотой следования f., (t) с выхода преобразователя 3 напряжения в частоту

Ы;() = Т„.,(). (3)

Выходной код счетчика 16 является управляющим для преобразователя кодчЪстота 17, на выходе которого формируется частотно-импульсная последовательность со средней частотой следования при управляющем коде И, (С) 1О

61/(Т„ f; (t) Ы), (6) а среднеквадратическое значение суммарной относительной погрешности от дискретности составит й, = — --- — - = 2Mf (t) (4)

Tct f (t)" f

Й, A

l где М вЂ” коэффициент пропорциональности (M = — — — ).

f, Ter

1.5

2А

Так как Т f; (t) А, то всегда ст можно так подобрать Й„, чтобы МЯ 1.

В начале очередного интервала Т триггер 13 устанавливается в "1" (фиг. 2в), разрешая прохождение им— пульсов с выхода преобразователя 17 на вход сложения реверсивного счетчика l9 до появления ближайшего импульСа на выходе преобразователя 3 (фиг. 26), сбрасывающего триггер 13 в 0". По окончании Т „ устанавливается в "1" триггер 14 (фиг. 2г), разрешая прохождение импульсов с выхода преобразователя 17 на вход вычитания

30 реверсивного счетчика 19 до появления ближайшего импульса на выходе преобразователя 3, сбрасывающего триггер 14 в "0".

За очередной временной интервал (Тс + ) суммарное показание счетчи- 5 ков 18 и 19 при коэффициенте пересчета последнего М увеличится на число

И, = t(T,„- +".,) ° f,(t))M +

+ ь, — с ) ff; (t) 2М1 = Т f; (t)x

+ („, „) f (t)М (5) 4О причем первое слагаемое преобразованного выражения определяет результат счета для Т,, à второе слагаемое корректирующие поправки для второй и первой составляющих погрешностей соответственно предшествующей текущему Тс и последующей на ним пауз

I1/f (t) — )

По окончании периода исследуемых сигналов Т» импульсом с выхода нуль- о органа содержимое реверсивных счетчиков 18 и 19 переносится в регистратор 15, а счетчики 18 и 19 через время, определяемое элементом 21 задержки, сбрасываются. i5

Относительная погрешность от дискретности счета для одного Т не прест вышает (7) T„f „(t) Предлагаемый преобразователь активной мощности в цифровой код выгодно отличается от прототипа, так как имеет более высокую точность преобразования.

Действительно, отношение погрешностей от дискретности для предлагаемого преобразователя и прототипа составляет:

3 /S, 1/M

При добавлении к показанию. мощности одного десятичного разряда

М = 10, получим

83 /I9 01 т.е. точность преобразования увеличивается на порядок.

Формула и з обретения

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий входной блок, первый и второй преобразовате ли напряжения в частоту, нуль-орган, формирователь импульсов стабильной длительности, инвертор, первый и второй элементы И, первый реверсинный счетчик, регистратор результата и первый элемент задержки, причем входы входного блока являются входами преобразователя активной мощности, первый выход подключен к входу первого преобразователя напряжения в частоту и входу нуль †орга, а второй выход — к входу второго преобразователя напряжения в частоту, выход первого преобразователя напряжения в частоту соединен с входом формирователя импульсов стабильной длительности, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и через инвертор — к первому входу второго элемента И, выход нуль-органа соединен с вх >дом записи регистратора результата и через первый

„(Я3 ык Я

Составитель С,Кабиков

Техред Л.Олейник Корректор М.Самборская

Редактор И.Петрова

Заказ 4912j42 Тираж 728

БНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Подпис ное

Производственно-полиграфическое предприетие, г.ужгород, ул,Проектная, 4

5 12 элемент задержки — с установочным входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены к входам первой группы входоз регистратора результата, о т л и ч аю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности„ в него введены счет.чик, преобразователь код-частота, второй реверсивный счетчик, первый и второй триггеры, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и второй элемент задержки, причем выход второго преобразователя напряжения в частоту подключен к входам сброса триггеров и через второй элемент задержки, — к вторым входам первого и второго элемеHTQB И, входы установки первого и второго триггеров соединены соответственно с ьыходом формирователя импульсов стабильной длительности и выходом инвертора„ а прямые выходы — с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы

57541 б которых подключены к выходу преобразователя код-частота, а выходы — соответственно к входам сложения и вычитания второго реверсивного счетчиЪ ка инверсный выход первого триггера подключен к установочному входу счетчика, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, а разрядные выходы — с входами управления преобразователя код-частота, выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, Разрядные выходы— с входами второй группы входов регистра результата, а установочный вход — с выходом первого элемента задержки, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента И, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами сложения и вычитания первого реверсивного счетчика.