Измерительный преобразователь электрической энергии постоянного тока
Изобретение предназначено для использования в системах учета и регулировки потребления электроэнергии . Цель изобретения - расширение функциональньк возможностей преобразователя . Измерительный преобразователь содержит преобразователь 1 произведения знакопостоянных напряжений вчастоту следования импульсов, источники 3 и 5 входнога напряжения и счетчик 6 импульсов. Введение резисторов 9...11,13 и 14, преобразователя 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов, блока 8 управления счетом и источника 1 2 напряжения смещения обеспечивает возможность преобразования в число импульсов измеряемой электрической энергии переменного тока. В описа-. НИИ дан пример реализации блока 8 управления счетом. 1 з.п., 2 ил. СО СД ts3 СО 00 05 фиг
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1352386
А1 (д> 4 G 01 R 21/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4031459/24-21 (22) 27.02.86 (46) 15.11.87.Бюл. № 42 (72) Л.П.Колобаев (53) 621.317.38 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 411376, кл.G 01 R 11/48, 1972.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1045381, кл. Н 03 К 13/20, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЪК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННОГО
ТОКА (57) Изобретение предназначено для использования в системах учета и регулировки потребления электроэнергии. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя. Измерительный преобразователь содержит преобразователь 1 произведения знакопостоянных напряжений в.частоту следования импульсов, источники 3 и 5 входного . напряжения и счетчик 6 импульсов. Введение резисторов 9...11,13 и 14, преобразователя 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов, блока 8 управления счетом и источника 12 напряжения смещения обеспечивает возможность преобразования в число импульсов измеряемой электрической энергии переменного тока. В описании дан пример реализации блока 8 управления счетом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
1352386
Измерительный преобразователь электрической энергии предназначен . для использования в электроизмерительной технике, в частности в сис5 темах учета и регулирования потребления электроэнергии.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения преобразования в 0 число импульсов измеряемой электрической энергии переменного тока.
На-.фиг,I представлена схема измерительного преобразователя энергии; на фиг.2 — принципиальная схема 15 блока управления счетом. (1
Измерительный преобразователь электрической энергии содержит преобразователь 1 произведения знакопостоянных .напряжений в частоту следования импульсов, первый резистор
2, первый источник 3 входного напряжения, второй резистор 4, второй источник 5 входного напряжения, счет- 5 чик 6 импульсов, второй преобразователь 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов, блок 8 управления счетом, третий — пятый резисторы 9 — 11, источник 12 напряжения смещения, шестой 13 и седьмой
14 резисторы, причем первый вход преобразователя 1 произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов подключен через первый резистор 2 к выходу первого
35 источника 3 входного напряжения, второй — через второй резистор 4 к выходу второго источника 5 входного нап ряжения, а выход к первому входу блока 8 управления счетом, второй вход которого подключен к выходу преобразователя 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов, а первый и второй выходы — к счетному входу и входу направления счета счетчика 6 импульсов, вход преобразователя 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов через третий — пятый резисторы
9 — 11 подключен соответственно к вы-. ходам первого и второго источников 3 и 5 входных напряжений и к выходу источника 12 напряжения смещения, соединенного через шестой 13 и седьмой 14 резисторы с первым и вторым входами преобразователя 1 произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов.
Блок 8 управления счетом содержит распределитель 15 импульсов, первый 16 и второй 17 О-триггеры, первый 18 и второй 19 элементы ИЛИНЕ, элемент 20 ИЛИ и первый 21 и второй 22 RS-триггеры, подключенные своими S-входами 23 и 24 к выходам преобразователя 1 произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов и преобразователя .
7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов соответственно, а неинвертированными входами — к
D-входам первого 16 и второго 17
D-триггеров, соединенных С-входами с первым 25 и вторым 26 выходами распределителя 15 импульсов, подключенного входом 27 к выходу задающего генератора 28, а инвертированные выходы 0-триггеров 16 и 17 присоединены к вторым входам соответственно первого 18 и второго 19 элементов
ИЛИ-НЕ, присоединенных первыми входами к С-входам соответствующих D-триггеров 16 и 17, выходами — к R-входам соответственно первого 21 и второго 22 RS-триггеров и через элемент 20 ИЛИ вЂ” к счетному входу счетчика 6 импульсов, вход направления счета которого соединен с третьим выходом 29 распределителя 15 импульсов.
Измерительный преобразователь электрической энергии переменного тока работает следующим образом.
На первый вход преобразователя
1 произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов подается входное напряжение от первого источника 3 входного напря-. жения и напряжение смещения от источника 12 напряжения смещения через . суммирующие резисторы 2 и 13, на второй вход — напряжения от второго источника 5 входного напряжения и источника 12 напряжения смещения через суммирующие резисторы 4 и 14 (каждый вход преобразователей является инвертирующим входом соответствующего операционного усилителя).
Частота f„ следования импульсов на выходе преобразователя 1 равна
Ux Uc U÷ Uc
= К (---- + †-) (†- + - - )
Rxc Ró уе
1352386 где К, — коэффициент преобразования первого преобразователя;
Ux - первое входное напряжение;
Uy - второе входное напряжение;
U„ - напряжение смещения; х у R - сопроиивления резисторов
2,4,13,14, На вход преобразователя 7 постоянного напряжения в частоту следования импульсов через суммирующие резисторы 9 — 11 подаются первое и второе входные напряжения и постоянное напряжение смещения. Частота следования импульсов на выходе преобразователя 7 равна — К (--- + — - + — — ) (2) Ux Uy U г г р R Я! 1 х у с где Кг — коэффициент преобразования . второго преобразователя;
Р„,Ry, - сопротивления резисторов
R, 9, 10 и 11.
Параметры схемы выбираются таким образом, чтобы суммарный ток на каждом входе преобразователей, поступающий на входы соответствующих операционных усилителей, не изменялся по знаку, хотя каждая из входных величин U è U может быть знакопеременной.
Импульсы с выходов преобразователей поступают на входы блока 8 управления счетом и проходят с его выхода на счетный вход счетчика 6 импульсов, причем при прохождении импульсов с выхода преобразователя
1 на вход знака счетчика 6 импульсов подается напряжение, соответствующее логической единице, а при прохождении импульсов с выхода преобразователя 7 сигнал знака имеет значение логического нуля. В счетчике 6 импульсов накапливается разность чисел импульсов, поступающих с выходов преобразователей.
Разностная частота f на выходе блока 8 управления счетом (с учетом сигнала знака) равна разности частот f u
Учитывая выражения (1) и (2), = К - -- - +
U U R Р.„
Uc Кг
+U K — —— --- — )+ х(R
Rx Ryc х
U с К Ку K1Uc K2Uc
+ Ц (---— )+ (---" — — — — — ) хсзр у К КхсКус Кс (3) Первый член выражения (3 ) представляет собой произведение входных нап-. ряжений на постоянную величину, которую требуется получить, остальные три слагаемых содержат разности постоянных величин, стоящие в скобках. Выбирая параметры схемы таким образом, чтобы выполнялись условия
Пс Кг О
1 х Ryc Rx (4) КЛс
Кг (5) — О
RxñRy
KsUc
RxcRyc
K2Пс (6) Rc получим
25 UxUv
f = K„
" R„R (7) Условия (4), (5) и (6) можно удовлетворить за счет выбора параметЗ0 ров схемы, например сопротивлений резисторов Rx R „, R
Импульсы с разностной частотой
f накапливаются в счетчике, числовое значение кода которого М равно
М = ---1-- UXU dt
К
Rx ч о
Если 0„и U у — выходные напряжения первичных преобразователей тока
40 и напряжения, то число Й пропорционально потребляемой электрической энергии. (s) Формула иэ обретения
1 . Измерительный преобразователь электрической энергии постоянного тока, содержащий преобразователь произведения знакопостоянных напряжений
50 в астоту следования импульсов под ключенный своим первым входом через первый резистор к выходу первого источника входного напряжения, вторым входом через второй резистор к выходу второго источника входного напряжения, счетчик импульсов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения преоб1352386 фиа 2
ВБ1ИПИ Заказ 5561/43 Тираж 730 Подписное
Произв.- полигр.. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 раэования в число импульсов электрической энергии переменного тока, он содержит преобразователь постоянного напряжения в частоту соедования импульсов, блок управления счетом, третий, четвертый, пятый резисторы, источник напряжения смещения и шестой и седьмой резисторы, причем первый вход блока управления счетом подключен к выходу преобразователя произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов, второй вход — к выходу преобразователя постоянного напряжения в частоту следования импульсов, а первый и второй выходы — к счетному входу и входу направления счета счетчика импульсов, при этом вход преобразователя постоянного напряжения в частоту следования импульсов через третий, четвертый и пятый резисторы подключен соответственно к выходам первого и второго источников входных напряжений и к выходу источника напряжения смещения, связанного через шестой и седьмой резисторы соответственно с первым и вторым входами первого преобразователя произведения знакопостоянных напряжений в частоту следования импульсов .
2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок
5 управления счетом содержит распределитель импульсов, первый и второй
D-триггеры, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и первый и второй RS-триггеры, подключенные своими S-входами соответственно к выходам первого и второго преобразо вателей, а неинвертированными выходами — к D-входам первого и второго
О-триггеров, связанных С-входами с первым и вторым выходами распредели" теля импульсов, подключенного входом к выходу задающего генератора, а инвертированные выходы 0-триггеров присоединены к вторым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, присоединенных своими первыми входами к С-входам соответствующих D-триггеров, а выходами — к R-входам соответственно первого и второго RS-триггеров и через элемент ИЛИ вЂ” к счетному входу счетчика импульсов, вход направления счета которого соединен с третьим выходом распределителя импульсов.
