Преобразователь активной мощности в цифровой код

 

Изобретение может быть использовано при измерении активной мощности сигналов произвольной формы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Преобразователь содержит преобразователи 1 и 2 тока и напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 6, интегратор 9, блок 10 сравнения и генератор 13 счетных импульсов. Введение переключателей 4 и 5, управляемого инвертора 7, перемножающего цифроаналогового преобразователя 8, блока 11 управления, блока 12 памяти и счетчика 14 позволяет измерять непериодические сигналы . 1 йл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сЮ 4 G 01 R 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ П=НИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4 165254/24-21 (22) 10.11.86 (46) 30. 11.88. Бюл. Р 44 (71) Кишиневский политехнический институт им. С,Лазо (72) И.Ф,Клисторин, Ф.И.Жуганарь, В,В,Кийсвик и А.В.Тютякин (53) 621.317.783 (088.8)

1 (56) Деколд. Использование ИС умножителя в. схеме ваттметра.-Электроника, .1973, Н 20, с. 66-67.

Авторское свидетельство СССР

508748, кл, С 01 R 19/26, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНО„.SU,„, 441326 А1 (57) Изобретение может быть использо- вано при измерении активной мощности сигналов произвольной формы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Преобразователь содержит преобразователи 1 и 2 тока и напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 6, интегратор 9, блок 10 сравнения и генератор 13 счетных импульсов. Введение переключателей

4 и 5, управляемого инвертора 7, перемножающего цифроаналогового преобразователя 8, блока 11 управления, блока 12 памяти и счетчика 14 позволяет измерять непериодические сиг1441326

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении активной мощности сигналов произвольной фор5 мы, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет измерения непериодических сигналов.

На чертеже представлена блок" схема преобразователя активной мощности в цифровой код.

Преобразователь активной мощности в цифровой код содержит входные преобразователи 1 и 2 тока и напряжения, источник 3 опорного напряжения, первый и второй .переключатели

4 и 5, перемножитель.б, управляемый инвертор 7, перемножающий цифроанало" говый преобразователь (ЦАП) 8, интегратор 9, блок 10 сравнения, блок

11 управления, блок 12 памяти, генератор 1.3 счетных импульсов и счетчик 14. Выходы входных преобразователей 1 и 2 тока и напряжения соединены с первыми входами соответственно первого и второго переключателей 4 и 5, вторые входы которых соединены с выходом источника 3 опорного напряжения, выходы первого и второго переключателей 4 и 5 соеди". иены с соответствующими входами пе" ремножителя 6, выход которого через последовательно соединенные управляемый инвертор 7, перемножающий ЦАП

8, интегратор 9 соединен с пврвым входом блока 10 сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной, .а выход — с первым входом блока

11 управления, выход генератора 13 счетных импульсов соединен с вторым 40 входом блока 11 управления и входом счетчика 14, .первый, выход блока 11 управления соединен с управляющими. входами первого и второго переключателей 4 и 5, управляемого инвертора

7 и входом установки в ноль счетчика 14, вторые выходы блока 11. управ.ления соединены с входами блока 12, выходы которого соединены с цифровы" ми. входами перемножающего ЦАП 8, вы . 5О ходы счетчика 14 являются выходами устройства, а входы входных преобразователей 1 и. 2 тока и напряжения— входами преобразователя.

Преобразователь активной мощности в цифровой код работает следующим образом.

Входные преобразователи тока 1 и напряжения 2 преобразуют ток i(t) и напряжение u(t) в пропорциональные им сигналы:

x, (t) К, i(t); (1)

x„(t) = K„° u(t), . (2) где К; — коэффициент преобразования тока;

К(, — коэффициент. преобразования напряжения.

Преобразование активной мощности в код осуществляют методом двухтактного интегрирования.

В первом такте в момент запуска блок 11 управления вырабатывает на первом выходе импульс с фиксированной длительностью, „,посредством которого переключаются переключатели

4 и 5, управляемый инвертор 7 пере-. ходит в режим прямой передачи сигнала, а счетчик 14 обнуляется. Сигналы х,(t) и х„(й) поступают на входы перемножителя 6, выходное напряжение которого, как и выходное напряжение управляемого инвертора.7, равно

U =K„° х; (с) х„(t) . (3) где K„- коэффициент передачи перемножителя.

Усреднение . напряжения U осуществляется известным методом весовой функции посредством перемножающего

ЦАП 8, работающего в режиме управляемого делителя тока, и интегратора 9.

Выходное напряжение интегратора 9 в конце первого такта интегрирования равно

tf.

U„, К,K„K,K„I td(t) u(t) i(t)dt, о (4) где К вЂ” коэффициент передачи интеги ратора;

Q(t) — весовая функция.

Весовая функция реализуется методом ступенчатой аппроксимации по формуле

Ca(t) =,KБ(е) K„, (5) ,) с! и . где К - - значение коэффициент та передачи перемно-, жающего ЦАП (п — те1 кущее значение кода на цифровых входах

ЦАП; Н вЂ” число возможных кодовых комбинаций на цифровых входах ЦАП) в интервале времени от

1441326 до t npu

1 зтом длительность интервала .времени 1

t - с, < не зависит от значения j и равс(I на i t =0; ш о

t„= tis

m — - число ступеней аппроксимации;

$(с) вЂ, единичная функция, которая определяется как

I приссс! ° при с с с- с °

d-1 при t t

0 1

Так как в процессе усреднения ме20 тодом весовой функции переменная составляющая функции p(t) u(t) 1 a(t), которую обозначим P„(t), подавляется при нулевом ослаблении постоянной составляющей, равной P — - активной мощности, то выражение (4) с учетом выражения (5) можно представить в виде

Управляющие коды, обеспечивающие соответствующие значения К, хранятся в блоке 12 памяти и ойределяют вид весовой функции. Выборка управляющих кодов из блоков 12 памяти производится сигналами, постут

U„, -к„к,к;к. ) к . (p+p„(rjdc3-, 41

ti m

К ККК„Р, К +8, (6) и о 1 ((m *1 где 8 — остаточная погрешность от

;неполного подавления составляющей P „- (t), которая равна 1

J 40

О = К Кпк,к„ J КК. P„(t)dt (7)

С

j-1, и может быть обеспечена достаточно малой при соответствующем выборе вида весовой функции c0 (t) и интер- 45 вала времени с . Например, функция

Дольфа-Чебышева при длительности, интервала времени усреднения 3,2 периода усредняемого напряжения мини-. мальной частоты обеспечивает подав- 50 ление .переменной составляющей на

80 дв.

2 (1Я, П о (8) В течение второго такта интегрирования на цифровые входы ЦАП 8 поступает код, соответствующий коэффициенту передачи ЦАП 8 К 1, поэтому на вход интегратора поступает полностью напряжение U Интегрирование продолжается до момента сравнения выходного напряжения интегратора 9 с нулем, определяемого блоком 10 сравнения, сигнал с выхода которого поступает на первый вход блока 11 управления, следовательно, 2

Пи К Ко По (It 0 (9)

С учетом выражения (6) получим

К;К(, Р К ° +g -(с — t, )U 0, (10) В течение второго такта на вход счетчика 1.4 поступает число импульсов, равное

M = f (с, — с,), .(11) где f — частота генератора счетных импульс ов .

Так как значение о достаточно мало, то им можно пренебречь, и иско- . мое значение активной мощности будет равно

П ° m

М, (12) P ; <, Е д

)а т.е. прямо пропорционально состоя-. нию счетчика 14 в конце второго такта.

По окончании второго такта начинается новый цикл измерения. лающими на его входы с вторых выходов блока 11 управления.

По окончании первого такта интегрирования управляющим сигналом с первого выхода блока 11 управления производится переключение переключателей 4 и 5, управляемый инвертор 7 переходит в режим инверсной передачи сигнала, на счетчик 14 приходит сигнал, разрешающий счет.

На входы перемножителя 6 поступает опорное напряжение 0 источника

3, сигнал с выхода перемножителя 6 инвертируется управляемым инвертором

7, при зтом его выходное напряжение равно

Составитель С.Сафохин

Техред И.Верес Корректор Г.Решетник

Редактор M.Ïåòðoýà

Заказ 6994 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 14413

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий входные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами пре5 образователя, перемножитель, интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, источник опорного напряжения, генератор счетных импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены первый и второй переключатели, управляемый инвертор, пе" ремножающий цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, блок управ" ления и счетчик, причем выходы входных преобразователей тока и напряжения соединены с первыми входами соответственно первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, выходы первого и

26 6 второго переключателей соединены с соответствующими входами перемножитеия, выход которого соединен через последовательно включенные управляемый инвертор, перемножающий цифроаналоговый преобразователь с входом интегратора, второй вход блока сравнения соединен с общей шиной, а выход - с первым входом блока управления, выход генератора счетных импульсов соединен с вторым входом блока управления и входом счетчика, первый выход блока управления соединен с управляющими входами первого и второго переключателей, управляемого инвертора и входом установ11 И ки в 0 счетчика, вторые выходы блока управления соединены с входами блока памяти, выходы которого соединены с цифровыми входами перемножающего цифроаналогового преобразователя, выходы счетчика являются выходами устройства.