Статический счетчик киловатт-часов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0 „„1429948 (51)4 G 01 R 11 32 ф"р/lZ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ГЗАТЕНТУ (53) 621.317.385 (088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

le ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3882456/24-21 (86) PCT/FI 84/00057 (17 ° 08.84) (22) 17.04.85 (31) 832962 (32) 18 ° 08.83 (33) FZ (46) 07.10 ° 88. Бюп. У. 37 (71) Валмет ОЙ (ГХ) (72) Теуво Лахти (РХ) (54) СТАТИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК КИЛОВАТТЧАСОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и служит для повышения надежности устройства. Счетчик содержит источники 1; — 1,„- и 2,-2 „измерительных сигналов, преобразователь

4 напряжения, счетчик 5, включаюшпй шаговый двигатель 7 и счетчик 8, и блок 6 питания. для достюкения постав ленной цели широтно-импульснь:. умножитель 3 состоит из суммирующег ° элемента на резисторах, генератора последовательности треугольных импульсов и аналогового переключгтепя на КМОП-транзисторе. 5 ил, 1429948

Изобретение касается статического счетчика киловатт-часов.

Цель изобретения — повышение над еж ности .

На фиг. 1 представлена блок-схема ! статического счетчика киловатт-часов; на фиг. 2 — принципиальная схема широтно-импульсного умножителя; на фиг. 3 — формы сигналов, вырабатываемых широтно-импульсным умножителем; на фиг. 4 и 5 — схемы преобра зователя напряжения в частоту в разных режимах работы.

Статический счетчик содержит источники 1;-1 и 2,-2д измерительных, сигналов, пропорциональных напряжению и току, подключенные к проводам магистральной электросети, широтноимпульсный умножитель 3, входы которого соединены с выходами источников

1 -1 .и 2 -2 а выход - с последо3 1 31 вательно соединенными преобразователем 4 напряжения в частоту и счетчиком 5, а также блок 6 питания, входы которого подсоединены к проводам электросети, а выход, — к нагрузке.

Счетчик 5 содержит шаговый двигатель 7 и счетчик 8.

Широтно-импульсный умножитель (фиг. 2) содержит суммирующий элемент, состоящий из первого и второго суммируюших резисторов 9 и 10, первый вывод первого резистора 9 подсоединен к источнику 1 измерительных сигналов, пропорциональных напряжению, первый вывод второго резистора 10 подсоединен к генератору 11 последовательнос-, ти треугольных импульсов, а вторые выводы резисторов 9 и 10 объединены и подсоединены к управляющему входу аналогового переключателя (выборки)

12, информационный вход которого соединен с источником 2 измерительного сигнала, пропорционального току. В точке соединения суммирующих резистo- "5 ров 9 и 10 получается суммарное напряжение U + Uð . Переключатель 12 выборки представляет собой аналоговый коммутатор, на который поступает сигнал U, пропорциональный силе то- 50 ка. Вход управления коммутатора подсоединен к суммирующей точке. Аналоговый коммутатор 12, в качестве которого можно использовать, например, плоскостной полевой транзистор или полевой МОП-транзистор, изменяет свое состояние при заданном пороговом значении U управляющего напряжения.

ПоР

Пороговый уровень U« аналогового коммутатора 12 (фиг .3) определяет в этом случае длительность импульсов выборки, поскольку переключатель запирается, когда суммарный сигнал U„ +

+ Цр выше порогового уровня U„î, и пор отпирается, когда суммарный сигнал ниже порогового уровня. Следовательно, выходной сигнал управляемого таким образом коммутатора выборки представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна напряжению, а амплитуда пропорциональна току. Напряжение постоянного тока, получаемое после фильтрации последовательности импульсов, управляет преобразователем 4 напряжения в частоту.

Преобразователь 4 напряжения в частоту (фиг.4) обеспечен схемой коррекции напряжения смещения. Преобразователь напряжения в частоту содержит операционный усилитель 13, со" единенный с цепью, состоящей из конденсатора 14 и резистора 15, служащей интегрирующим устройством, детектор 16 порогового уровня, управляемый выходным сигналом интегрирующего устройства, и схему 17 синхронизации, которая управляет источником 18 постоянного тока, подсоеди" ненным к выходу интегрирующего устройства. Во время работы схемы интегрируняцее устройство интегрирует входной ток I „, пока выходной сигнал этого устройства не превысит пороговый уровень детектора 16. В это время запускается схема 17 синх ронизации и с помощью переключателя подводит импульс тока в цепи обрат ной связи I на время Т„ к входу интегрирующего устройства. Рабочая частота f преобразователя в этом случае определяется по формуле

Т,„ =Тр Т„

Таким образом ясно, что частота

1 прямо пропорциональна входному току I и, следовательно, входному l И напряжению, потому что где B — сопротивление резистора 15.

48 з

14299

Для коррекции влияния напряжения смещения U усилителя 13 на входной ток I; преобразователь 4 напряжения в частоту содержит корректирующее

5 устроиство, которое во время интегрирования поддерживает нулевой уровень на выводе резистора 15 со стороны усилителя 13 или в точке А (фиг.4).

Корректирующее устройство содержит выключатель 19 выборки, соединяющий интегрирующее устройство с умножителем 3, выключатель 20, соединенный последовательно с интегрирующим конденсатором 14 и корректирующим конденсатором 21 между точкой А и инверсным входом усилителя 13, вы— ключатель 22, соединяющий инверсный вход и выход усилителя 13 . и вьп(лю 2р чатель .23, заземлякиций точку А.

Выключатели 19 и 20 обеспечивают возможность интегрирования входного тока I;<, когда они замыкаются в показанное на фиг ° 4 положение. Во 25 время процесса интегрирования выключатели 22 и 23 размыкаются. Для выполнения коррекции интегрирование . прерывается между периодами выборки выключателя 19 выборки посредством размыкания выключателя 20, последовательно соединенного с интегрирующим конденсатором 14. Во время следующей фазы коррекции выход и инвертирующий вход усилителя 13 соединяются замыканием выключателя 22, а дру35 гой вывод конденсатора 21 заземляется замыканием выключателя 23, благодаря чему напряжение смещения Uoq усилителя 13 передается корректирую- 4 щему конденсатору 21. Таким образом, во время фазы корректирования управление выключателями 19,20,22и 23 осуществляется так, что они оказываются в положении, показанном на фиг ° 5. Во

45 время следующей фазы интегрирования выключатели снова переводятся в положение, показанное на фиг. 4, благодаря чему корректирующий конденсатор

21 так соединяется е входной цепью, что во время фазы интегрирования напряжение в точке А остается на нулевом уровне, который компенсирует действие напряжения смещения на входной ток °

Формула и з о б р е т е н и я

Статический счетчик киловатт-часов, содержапптй источники измерительных сигналов 1 и и Б, пропорциональных напряжениям U, U U и токам

5 дключен пIe z np магистральной электросети, пп.ротноимпулъсныи уыножитель, входы которого соединены с выходами источников измерительных сигналов, а выход — с последовательно соединенньпп преобразователем напряжения в частоту, вы--. полненным на аналоговом интеграторе и аналоговых переключателях на КМОЙтранзисторах, н счетчиком, а также блок питания, входы которого подсоединень. к проводам электрос.ети, а вы ход — к нагрузке, о т л и ч а юи Й с я теMp что с целью пов.пления надежности, пирот Io-имтул=cный умножитель содержит суммкрующий элем=нт, состоящий из первого и второго суммирующих резисторов, к первому вчводу первого из которых подсоедине источник измерительного сигHKIG U, к первому выводу другого подсоединен генератор последовательности треуголь. ных импульсов, а вторые выводы суммирующих резисторов объединены и подсоединены к управляющему входу аналогового переключателя, выполненного на КЛОП-транзисторе, информационный вход котЬрого соединен с источником измерительного сигнала U: .

1429948

1429948

Составитель А.Старостина

Редактор О.Юрковецкая Техред Л. Олийнык < Корректор С.Шекмар

Заказ 5150/59

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4