Устройство для измерения среднего значения тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначения для формирования цифровых сигналов обратной связи по току в системах автоматического регулирования . Целью изобретения является повышение точности измерения тока и стабильности работы устройства. Интегратор 2 производит непрерывное; интегрирование сигнала, сформированного путем сложения выходного сигнала датчика 1 тока и компенсируюпщк импульсов, формируемых распределителем 5 из тактовых импульсов, поступающих с выхода генератора 4. Полярность компенсирующего импульса определяется знаком сигнала на выходе компаратора 3. Счетчик 14 подсчитывает разность компенсирующих импульсов различной полярности за временной интервал усреднения, опреде-. ляемый таймером 12, По окончании временного интервала усреднения информация переносится в регистр 15 импульсами формирователя 13. Введение генератора 4 и распределителя 5, содержащего элемента И 6, 7, инвертор 8 и триггер 9, позволяют сформировать компенсирующие импульсы, строго нормированные по длительности и амплитуде . Подключение С-входа триггера 17 через элемент ИЛИ-НЕ 16 и элементы 10, 11 гальванической развязки к выходам распределителя 5 импульсов позволяет синхронизировать начало и конец интервала усреднения с тактовой частотой, что способствует повышению точности измерения и стабильности работы устройства. 1 э.п, ф-лы, 1 ил. i 1сл 4 05 СП 00 00 фаг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

511 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4235147/24-21 (22) 27.04.87 (46) 15.03.89. Бюл. К- 10 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.Н.Михеев и А.P.Îêîëîâ (53) 621.317.31(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1255944, кл. G 01 R 19/00,27,12.84 °

Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. M.: Высшая школа, 1981, с.157, рис.3.21 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к элек- . троизмерительной технике и предназначения для формирования цифровых сигналов обратной связи по току в системах автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точности измерения чока и стабильности работы устройства. Интегратор 2 производит непрерывное интегрирование сигнала, сформированного путем сложения выходного сигнала датчика 1 тока и компенсирующих импульсов, формируемых распредели„„SU„„1465788 д1 телем 5 из тактовых импульсов, по- . ступающих с выхода генератора 4. Полярность компенсирующего импульса определяется знаком сигнала на выходе компаратора 3. Счетчик 14 подсчитывает разность компенсирующих импульсов различной полярности за временной интервал усреднения, опреде-, ляемый таймером 12 По окончании временного интервала усреднения инфор-. мация переносится в регистр 15 импульсами формирователя 13. Введение генератора 4 и распределителя 5, содержащего элемента И 6, 7, инвертор

8 и триггер 9, позволяют сформировать компенсирующие импульсы, строго нормированные по длительности и амплитуде. Подключение С-входа триггера 17 через элемент ИЛИ-НЕ 16 и элементы 10, 11 гальванической развязки к выходам распределителя 5 импульсов позволяет синхронизировать начало и конец интервала усреднения с тактовой частотой, что способствует повышению точности измерения и стабильности работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1465788

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для преобразования аналоговых и формирования цифровых сигналов обрат- 5 ной связи по току в системах регулирования с полупроводниковыми преобразователями, и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода постоянного тока, со- -10 держащих полупроводниковые преобразователи, при цифровом и программном микропроцессорном управлении.

Цель изобретения - повьппение точности измерения тока и стабильности работы устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения среднего значения тока; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие ра- 20 боту устройства.

Устройство для измерения среднего тока содержит датчик 1 тока, выход которого соединен с первым входом интегратора 2. Выход послед него соединен с первым входом компаратора 3, второй вход которого соединен с нулевой шиной. Выход генера тора 4 тактовых импульсов соединен с первьпч входом распределителя 5 30 импульсов, который соединен с первыми входами элементов И 6 и 7 и первым входом элемента НЕ 8. Выход элемента НЕ 8 соединен с С-входом триггера .9, D-ахоп которого является вторым входом распределителя 5 импульсон. Инверсный и прямой выходы триггера 9 соединены„ соотвественно, с вторыми входами элементов И 6 и 7. Выход элемента. И 6 является пер- щ0 вым выходом распределителя 5 импульсов и соединен с вторым входом интегратора 2 и с входом блока 10 гальванической развязки:. Выход элемента И 7 является вторым выходом

/ распределителя 5 импульсов и соединен с третьим входсм интегратора 2 и с входом блока 11 гальванической развязки. Кроме того, устройство содержит таймер 12 и формирователь 13 0 импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса счетчика 14, а второй выход — с входом записи регистра 15.

Выходы счетчика 14 соединены с соответствующими входами регистра

15 выход которого является выходом устройства.. Вход сложения счетчика

14 и первый вхоц элемента ИЛИ--НЕ 16 соединены с выходом блока 11 гальванической развязки. Вход вычитания счетчика 14 и второй вход элемента

ИЛИ-НЕ 16 соединены с выходом блока

10 гальванической развязки. Выход элемента ИЛИ-НЕ 16 соединен с С-входом триггера 17, D-вход которого соединен с выходом таймера 12, а выход — с входом формирователя 13 импульсов.

На фиг.2 обозначены: а — импульсы на выходе таймера 12; б — сигнал на выходе датчика 1 тока; в — тактовые импульсы генератора 4; r — - выходной сигнал интегратора 2; д — выходной сигнал компаратора 3;е — выходной сигнал на прямом выходе триггера 9; >к, з — импульсы на выходах элементов И 7 и 6 соответственно; и — импульс управления записью в регистр 15; к — импульс. управления обнулением счетчика; л — среднее значение тока на интервале измерения.

Устройство работает следующим образом.

Таймер 12 вырабатывает импульс с периодом Т, равным длительности интервала измерения. Импульс х с выхода таймера 12 поступает на D-вход триггера 17, где синхронизируется с тактовыми импульсами, поступающими на. С-вход. При наличии "1" на С-входе триггера 17, что соответствует паузе в последовательности тактовых импульсов, указанный импульс поступает на вход формирователя 13 импульсов. На втором выходе последнего формируется импульс управления записью в регистр 15, по заднему фронту которого на первом выходе формирователя 13 импульсов формируется импульс управления обнулением счетчика )4.

При поступлении импульса на вход записи регистра 15 осуществляется запись в регистр текущей информации с выходов счетчика 14 в виде и-разрядного цифрового кода, Записанное значение сохраняется на выходе регистра в течение последующего интервала измерения. При поступлении импульса на вход сброса счетчика 14 происходит обнуление последнего и начинается новый интервал измерения и формирования цифрового кода.

Интегратор 2 непрерывно интегрирует выходной сигнал датчика 1 то1465788 ка, поступающий на его первый (не— инвертирующий) вход, на второй и третий входы которого поступают в соответствующие моменты времени, тактовые импульсы. Если выходной сигнал интегратора 2 больше нуля, то "1" с выхода компаратора 3 поступает на

D-вход триггера 9. На прямом выходе триггера 9 — "1", которая разрешает fp прохождение текущего тактового импульса через элемент И 7 на третий (инвертирующий) вход интегратора 2,, на котором задается необходимое зна-. чение амплитуды уравновешивающего 15 импульса и осуществляется вычитание вольтсекундной площадки, соответствующей этому импульсу из текущего значения интеграла входного сигнала, т.е. интегрирующее уравновешивание 2р аналогового сигнала импульсными.

Одновременно с этим, текущий тактовый импульс через блок 11 гальванической равзязки поступает на вход сложения счетчика 14. Если при по- 25 явлении следующего тактового импуль-. са И уровень выходного сигнала Н компаратора 3 остается неизменным, то этот импульс через элемент И 7 поступает на те же входы интегратора 2 и счетчика 14.

При изменении полярности выходного сигнала интегратора 2 и, соответственно, уровня выходного сигнала компаратора 3, означающем, что интеграл импульсного уравновешивающего сигнала превышает по модулю значение интеграла измеряемого сигнала, при отсутствии тактового импульса (а, в противном случае,при его исчезновении), что соответствует "1" на

С-входе триггера 9, переключается этот триггер и на его инверсном выходе формируется сигнал "1", который поступает на второй вход элемента 45

И 6 и тем самым разрешает прохождение данного тактового импульса на второй (неинвертирующий) вход интегратора 2 и через блок 10 гальванической развязки — на вход вычитания счетчика 14.

Таким образом, полярность подключения импульсов на входы интегратора 2 и направление счета счетчика

14 определяются знаком выходного сигнала интегратора 2, т.е. знаком ошибки между интегралами сигналов, пропорциональных току и импульсному уравновешивающему сигналу, и каждое последующее подключение направлено на уменьшение этой ошибки, величина которой не превышает цены одного уравновешивающего импульса. Так как вольтсекундная площадка формируемого импульсного сигнала, представляющего собой две последовательности импульсов, пропорциональна интегралу тока на интервале измерения, то подсчитывая разность импульсов, по-: ступающих на входы сложения и вычитания счетчика 14 за интервал измерения, определяют цифровой код, соответствующий среднему значению тока за интервал измерения, который при появлении импульса управления записью записывается в регистр f5> где хранится в течение последующего интервала измерения. При появлении нового импульса на выходе таймера

12, цикл измерения повторяется аналогичным образом.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения среднего значения тока, содержащее таймер, счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, датчик тока, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и стабильности работы устройства, в него введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, два блока гальванической развязки, триггер, формирователь импульсов и регистр, выход генератора тактовых импульсов соединен с.первым . входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен свторым входом интегратора и через первый блок гальванической развязки — с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и с входом сложения счетчика„ второй выход распределителя импульсов соеди нен с третьим входом интегратора и через второй блок гальванической раз" вязки — с вторым входом элемента ИЛИНЕ и с входом вычитания счетчика выходы счетчика соединены с входами ре- гистра, выходы которого являются выходами устройства, вход сброса счетчика и вход записи регистра подключены к соответствующим выходам формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу триггера, D-вход и С-входы которого подключены соответственно к выходам таймера и зле5 1465788 6 мента ИЛИ-НЕ, второй вход компарато-, вторым входом распределителя импульсов, ра подключен к нулевой шине устрой- С-вход соединен с выходом элемента НЕ,а ства, а выход соединен с вторым вхо- инверсный и прямой выходы соединены содом распределителя импульсов. ответственно с первыми входами первого

5 и второго элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами распределителя импульсов, а вторые входы первого и второго элементов И и вход элемента НЕ являются первым входам распределителя импульсов.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что распределитель импульсов содержит первый и второй элементы И, элемент НЕ, триггер, D-вход которого является

Составитель В.Козуля

Редактор И.Касарда Техред А.Кравчук . Корректор М.Пожо

Заказ 940/45 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,!01