Устройство для учета потребления электроэнергии

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах учета расхода электроэнергии. Цель изобретения - расширение области применения - достигается путем введения в устройство инвертора 10, элемента И 8 и формирователя 9 импульсов тока, которые формируют импульсы тока для управления поочередной работой датчиков 5 импульсов, выходы которых соединены вместе. Информационный импульс с выхода соответствующего датчика поступает на вход узла 12 согласования и далее через соответствующий вентиль 3 опроса и триггер 6 на блок приема 7 и обработки информации. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, инвертор 11. вентили 4 сброса и ключи 13. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gl)s 6 01 R 11/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648670/21 (22) 07.02,89 (46) 15.05.91. Бюл, N. 18 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства (72) В. В. Жуковин, Г, Г, Кузнецов, А. Д. Мителев и В. Е. Светличный

{53) 621.317(088.8) (56) Устройство формирования импульсов

Е440. Паспорт ПК-5.172.050ПС, 1987, ТУ250420.023-83.

Авторское свидетельство СССР

М 853558, кл. 6 01 R 11/48, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах учета расхода электроэнергии.

Цель изобретения — расширение функционал ьн ы х возможностей устройства, На фиг. 1 представлена схема устрбйства; на фиг. 2 — схема датчика импульсов; на фиг. 3 — временная диаграмма импульсов, поясняющая работу устройства.

Устройство для учета потребления электроэнергии содержит генератор 1 импульсов, выход которого подключен к входу распределителя 2 импульсов. N вентилей 3 опроса, N вентилей 4 сброса, N датчиков 5, N триггеров

6 и блок 7 приема и обработки импульсов, элемент И 8, формирователь 9 импульсов тока, два инвертора 10 — 11, блок 12 согласования и N ключи 13, причем выход формирователя 9 импульсов тока подключен к входу

„„Я „„1649459 Al в информационно-измерительных системах учета расхода электроэнергии, Цель изобретения — расширение области применения— достигается путем введения в устройство инвертора 10, элемента И 8 и формирователя 9 импульсов тока, которые формируют импульсы тока для управления поочередной работой датчиков 5 импульсов, выходы которых соединены вместе, Информационный импульс с выхода соответствующего датчика поступает на вход узла 12 согласования и далее через соответствующий вентиль 3 onроса и триггер 6 на блок приема 7 и об эаботки информации. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель

2 импульсов, инвертор 11, вентили 4 сброса и ключи 13. 2 з.п, ф-лы, 3 ил. первого датчика 5, первый выход каждого иэ

N — 1 датчиков 5 подключен к входу N датчика

5, выход N-го датчика 5 подключен к первому входу формирователя 9 импульсов тока, второй вход которого подключен к выходу элемента 8 И, первый вход которого подключен к выходу генератора 1 импульсов, второй вход элемента И 8 подключен к входу первого инвертора 10, вход которого подключен к N+1 выхода распределителя 2 импульсов, выход каждого из N датчиков 5 подключен к входу блока 12 согласования, первый выход которого через второй инвертор 11 подключен к первым входам N вентилей

4 сброса, вторые входы которых подключены к соответствующим из N выходов распределителя 2 импульсов, выход каждого вентиля 4 сброса подключен к R-входу каждого триггера 6, выходы каждого иэ N триггеров 6 через

N ключей 13 подключены к соответствую1649459

35 шине, другой вывод резистора 30 подклю- чен к источнику постоянного напряжения И, ключ 28 соединен с общей шиной. 40

55 щим входам блока приема 7 и обработки информации, первые входы N вентилей 3 опроса подключены к вторым входам вентилей 4 сброса, вторые входы N вентилей 3 опроса подключены к второму. выходу блока

12 согласования, выходы вентилей 3 опроса подключены к S-входам триггеров 6.

Устройство для учета потребления электроэнергии также содержит блок 12 согласования в виде последовательно соединенных генератора 14 тока, развязки 15 и согласующего ключа 16.

В устройстве для учета потребления электроэнергии датчик выполнен в виде развязывэющего 17 элемента выход которого соединен с входом усилителя 18 мощности, выход усилителя 18 мощности соединен с С-входом счетчика 19, вход селектора 20 импульса сброса соединен с выходом усилителя 18 мощности, выход селектора импульса сброса подключен к R-входу счетчика 19, соответствующий выход счетчика 19 подключен к входу усилителя 21 тока, выход усилителя

21 тока подключен к входу источника 22 света, выход источника 22 света связан оптически через поверхность диска 23 счетчика электроэнергии, на котором нанесено свежепоглощающее 24 пятно с входом фотодатчика 25, выход фотодатчика 25 подключен к входу выходного усилителя 26, при этом селектор 20 импульсов сброса выполнен в виде эмиттерного 27 повторителя, выход которого подключен к входу ключа 28, выход ключа 28 подключен к конденсатору

29 и резистору 30, вход порогового 31 элемента подключен к выходу ключа 28, другой вывод конденсатора 29 подключен к общей

Устройство работает следующим образом.

При включении питания генератор 1 начинает вырабатывать импульсы (фиг,3а) заданной частоты. Эти импульсы поступают на.вход распредедлителя 2 и на первый вход элемента И 8. На выходах распределителя 2 поочередно появляются "единичные" сигналы опроса, Так при поступлении на вход распределителя 2 первого импульса "единичный сигнал опроса имеет место на первом его выходе (фиг, Зв), Соответственно рвсрешающий сигнал будет на первых входах только первого вентиля 3 опроса и вентиля 4 сброса.

ПоМа на дополнительном И+1-м выходе распределителя 2 имеет место "нулевой" уровень сигнала, на второй вход элемента И

8 с выхода первого инвертора 10 поступает разрешающий сигнал, благодаря которому частота с генератора t проходит нв вход

30 формирователя 9 импульсов тока (фиг, 3б). С выхода формирователя 9 импульсы тока заданной величины поступают одновременно на вход развязывающих элементов 17 всех датчиков 5 импульсов, а с выходов импульсы, усиленные усилителями мощности 18, поступают одновременно на вход селектора

20 импульса сброса и на счетные входы счетчиков 19 Примем, что все счетчики 19 до поступления на их вход первого импульса "обнулены". С приходом первого импульса на вход всех счеетчиков 19 нэ их первых выходах появляются сигналы, однако только с выхода первого счетчика сигнал поступит на вход усилителя 21, а с его выхода на осветитель

22, преобразовавшись в нем в луч света.

Отразившись от поверхности диска 23 (если он не на пятно 24), световой сигнал принимается фотодатчиком 25, усиливается усилителем мощности 26 и создает в линии имгульс тока, величина которого определяется генератором тока 14 узла 12 согласования.

Этот импульс проходит развязку 15, ключ 16 и поступает на вторые входы всех вентилей опроса 3. Только первый вентиль

3 опроса может в данный момент пропустить принятый по линии связи сигнал на включающий вход триггера 6. Триггер запоминает этот сигнал и через выходной ключ

13 передает его в блок 7 приема импульсов, На втором импульсе генератора 1 происходит переключение распределителя 2 и синхронно с ним всех счетчиков 19 во второе положение (фиг.3, r). При этом сигнал опроса со второго выхода распределителя 2 откроет первые входы второго вентиля 3 опроса и второго вентиля 4 сброса, а сигнал соответствующего уровня поступит в линию связи только со второго датчика 5 импульсов.

В результате, если во втором датчике 5 световой луч попал на зеркальную поверхность диска 23. то отраженный сигнал по линии связи поступит на включающий вход S второго триггера 6, а затем на вход блока 7.

Если же световой луч попал на темное пятно 24 диска 23. то сигнал низкого уровня (отсутствие сигнала с датчика 5) по линии связи через инвертор 11 и второй вентиль 4 сброса поступит на сбросовый вход R триггера 6.

Аналогично происходит синхронное переключение распределителя 2 и счетчиков

19 всех датчиков импульсов в следующие положения и включение или выключение соответствующих триггеров 6.

Одновременно каждый входной импульс поступает на вход селекторов 20 каждого датчика 5 и пройдя эмиттерныйГповторитель 27, открывает ключ 28, Конденсатор 29 полностью разряжается через открытый ключ 28. Во вре1649459

10

50 мя паузы между импульсами, когда ключ 28 закрыт, конденсатор 29 заряжается от источника питания И через резистор ЗО (фиг. Зж), Параметры RC-цепи и длительность паузы между импульсами выбираются такими, чтобы за время ее действия конденсатор 29 не успевал зарядиться до уровня, необходимого для срабатывания порогового элемента 31.

Таким образом, селектор 20 импульса сброса не реагирует на N импульсов, поступающих а вход датчика 5, При поступлении N+1-импульса с генератора 1 распределитель 2 переключается в последнее N+ 1-е положение (фиг.З,е). При этом сигналы с N+1-ro его выхода посредством инвертора 10 закрывается элемент И 8.

В результате на-его выходе длительность паузы между импульсами увеличивается на время действия сигнала, поступающего с

N+1-го выхода распределителя 2, Увеличение длительности паузы приведет к тому, что конденсаторы 29 всех датчиков 5 зарядятся до уровня, превышающего порог срабатывания пороговых элементов

31 (фиг. Зж), В результате с их выходов на сбросовые входы R всех счетчиков 19 поступят сигналы сброса (фиг.З, э), все счетчики

19 будут одновременно обнулены.

Таким образом, через%аждые N импульсов генератора 1 происходит обнуление счетчиков 19 во всех датчиках 5 импульсов и тем самым осуществляется синхронизация их работы с распределителем 2, Формула изобретения

1, Устройство для учета потребления электроэнергии. содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, N вентилей onроса, N вентилей сброса, N датчиков, N триггеров и блок приема и обработки импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей,. оно снабжено элементом И, формирователем импульсов тока, двумя инверторами, блоком согласования и N ключами, причем выход формирователя импульсов тока подключен к входу первого датчика, первый выход каждого из N-1 датчиков подключен по входудатчика, выход датчика подключен к первому входу формирователя импульсов тока, второй вход которого подключен к выходу эле15

40 мента И, первый вход которого подключен к . выходу генератора импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу первого инвентора, вход которого подключен к N+1 выхода распределителя импульсов. выход каждого из N датчиков подключен к входу блока согласования, первый выход которого через второй инвертор подключен к первым входам N вентилей сброса, вторые входы которых подключены к соответствующим из N выходов распределителя импульсов, выход каждого вентиля сброса подключен к R-входу каждого триггера, выходы каждого из N триггеров через N ключей подключены к соответствующим входам блока приема и обработки информации, первые входы N вентилей опроса подключены ко вторым входам вентилей сброса, вторые входы N вентилей опроса подключены к второму выходу блока согласования, выходы вентилей опроса подключены к S-входам триггеров.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных генератора тока, развязки и согласующего ключа.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что датчик выполнен в виде развязывающего элемента, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен с С-входом, счетчика, вход селектора импульса сброса соединен с выходом усилителя мощности, выход селектора импульса сброса подключен к R-входу счетчика. соответствующий выход счетчика подключен к входу усилителя тока, выход усилителя тока подключен к вхору истюника света, выход источника света свяоптически через поверхность диска счетчика электроэнергии, на котором нанесено светопоглощающее пятно с входом фотодатчика, выход фотодатчика подключен к входу выходного усилителя, при этом селектор импульса сброса выполнен в виде эмиггерного повторителя, выход которого подключен к входу ключа, выход ключа подключен к конденсатору и резистору, вход порогового элемента подключен к выходу ключа, другой вывод конденсатора подключен к общей шине, другой вывод резистора подключен к источнику постоя юго напряжения, ключ соединен с общей шиной.

1649459 фиа2

Ф У411 г

Составитель В. Федотов

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор M,Mýêcèìèøèíåö

Заказ 1869 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушскэя наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101