Устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения как активной, так и реактивной электроэнергии при индуктивном, емкостном и переменном характерах нагрузки. Цель - упрощение устройства и снижение собственного потребления электроэнергии. Устройство содержит счетчик электроэнергии с диском 1. излучатель 2. два фотоприемника 3 и 4. четыре D- триггера 6 - 9 и генератор 5 импульсов. 3 ил.фи2. /ixjloo!0 |Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 11/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877813/21 (22) 26.10.90 (46) 07.12.92. Бюл. ¹ 45 (71) Специализированный трест "Сибцветметэнерго" (72) Б.Н.Порохнявый и А.А.Лапатский (56) Авторское свидетельство СССР

N1109650,,кл,,G 01 R 11/56. 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 1599783, кл. G 01 R 11/56. 1988.

„„5U„„1780023 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЗЛЕКТРОЗНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения как активной, так и реактивной электроэнергии при индуктивном, емкостном и переменном характерах нагрузки. Цель — упрощение устройства и снижение собственного потребления электроэнергии. Устройство содержит счетчик электроэнергии с диском 1, излучатель 2, два фотоприемника 3 и 4, четыре Dтриггера 6 — 9 и генератор 5 импульсов. 3 ил.

1780023

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения как активной, так и реактивной электроэнергии при индуктивном емкостном и переменном

><Вр8КТВр3х нагрузки.

Известно устройство для измерения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии, излучатель, имеющий оптическую связь с фотодатчиком через подвижной элемент электросчетчика, усилитель импульсов фотодатчика, соединенный через линию связи с приемником сигналов.

Недостатком данного устройства является необходимость применения механического стопора, исключающего обратный ход счетчика и значительное собственное энергопотребление, сни>кающее метрологические характеристики устройства. При учете реактивной электроэнергии потребителей с переменным характером нагрузки применяют два аналогичных устройства. При этом ка>кдое из устройств содержит механический стопор. предотвращающий соответственно левое или правое вращение диска.

Необходимость применения двух аналогичных устройств является следствием низкой функциональной возмо>кности устройства и приводит K повышению затрат на учет электроэнергии.

Известно устройство, содержащее счеT чИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ДИСКОМ, На СВЕтООтРа>кающую поверхность которого нанесено пятно, генератор импульсов. выход которого подключен к входу усилителя, к выходу которого подклю IBHI I входы первого и второго осветителей, Осветители оптически связаны соответственно с первым и вторым фотодатчиками, Выход первого фотодатчика связан с первым входом первой схемы совпадения, выход второгз фотодатчика связан с первым входом второй схемы совпадения. Вторые входы обеих схем совпадения подключены к выходу генератора импульсов. Выход первой схемы совпадения подключен к первому входу григгера, выход второй схемы совпадения подключен к второму входу триггера.

Недостатком этого устройства также является необходимость применения механического стопора и низкие функциональные возможности

Известно устройство, которое содержит счетчик электроэнергии с диском, на светоотражающую поверхность которого нанесено светопоглощающее пя1но, генератор лмпульсов, распределитель импульсов, два фотоприемни а. оптически связанные = из;5

10 15

55 лучателем, первый, второй и третий триггеры.

Недостатком этого устроиства является низкая функциональная возможность. Это связано с тем, что при изменении направления вращения диска на противоположное информационные импульсы HB выходе устройства не формируются. В связи с этим устройство не может использоваться для измерения реактивной электроэнергии при емкостном или переменном характере нагрузки, Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит счетчик электроэнергии с диском. на светоотражающую поверхность которого нанесено светопоглощающее пятно, генератор импульсов, выход которого через усилитель соединен с входами первого и второго излучателей. первый и второй фотоприемники, четыре элемента И, два инвертора (элемента НЕ), два триггера и два кл,оча.

В связи с большим количеством применяемых элементов это устройство является сло>к IbIM. Кроме того, наличие в этом ус1ройстве двух освети елей, наиболее энер оемких из содержащихся в нем элементов. увеличивает потребление электрознсргии, Целью изобретения является упроще ние устройства и сни>кение потребления элек1 роэнергии.

Поставленная цель Достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик электро энергии с длском, на котооом BHBcBHQ сьетопоглощающее пятно, гснерато; импульсов, выход lединен с выходом второго фотоприемника, выход первого >-тригI Bp3 соединен с тактоьым Входом 1 ре-ьего

D-триггера л усгановочным Р-входом ет вертoгo D-триггера, Вь ход второго О-триг е ра соединен с та <говым входом етвертого

D-триггера и установо::,ным Р-входом третьего D-триггера.

На флг. i приведена функциональн; схема устроиства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работь.

Устройство для ди.танционного лзмерения пîTpåáëÿBI1ol1 элеI

1780023 излучатель 2, оптически связанный с первым 3 и вторым 4 приемниками, генератор

5 импульсов, первый D-триггер 6, второй

D-триггер 7, третий 0-триггер 8 и четвертый

D-триггер 9.

Выход генератора 5 импульсов соединен с входом излучателя 2, выход которого оптически через поверхность диска 1 соединен с входами первого 3 и второго 4 фотоприемников. Выход первого фотоприемника 3 соединен с тактовым входом второго D-триггера 7 и информационным входом первого 0-триггера 6, выход второго фотоприемника 4 соединен с тактовым входом первого D-триггера 6 и информационным входом второго D-триггера 7, Выход первого D-триггера соединен с тактовым входом третьего и входом сброса четвертого 0-триггеров. Выход второго D-триггера 7 соединен с тактовым входом четвертого и входом сброса третьего D-триггеров.

На фиг. 2 и 3 обозначены сигналы на выходах элементов: а — генератора, б — первого приемника 3. в — второго приемника 4, г — первого триггера б, д — второго триггера

7, е — третьего триггера 8. ж — четвертого триггера 9.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 5 импульсов вырабатывает импульсы (диаграмма а), которые поступают на вход излучателя 2 и он излучает световые импульсы, которые, отражаясь от поверхности диска 1, поступают на первый 3 и второй

4 приемники В освещенном состоянии на выходах приемников 3 и 4 формируются импульсы (диаграммы б и в), инверсные импульсам, вырабатываемым генератором 5.

При вращении диска 1 нанесенное на него светопоглощающее пятно поглощает лучи излучателя 2. При направлении вращения, показанном на фиг.1 стрелкой, в начальный момент поглощения t< на выходе первого приемника 3 установится и будет удерживаться до окончания периода поглощения напряжения логической единицы (диаграмма б).

До момента времени тз на выходе второго приемника будут присутствовать импульсы, а в момент з второй приемник 4 попадает в зону поглощения импульсов и на его выходе также установится уровень единицы (диаграмма в), В момент времени t2 на тактовом входе первого 0-три гера б происходит переход от уровня логического нуля к уровню единицы, а на информационном входе присутствует сигнал в уровне логической единицы. В связи с этим в момент tz на выходе первого триггера 3 установится уровень логической единицы (фиг.2 r). В момент

55 тз поступление импульсов на тактовый вход первого D-триггера б прекратится, следовательно, смена сигнала на его выходе не произойдет. После выхода первого фотоприемника из зоны поглощения в момент времени тз на информационном и тактовом входах первого D-триггера б вновь присутствуют импульсы, Тзк как в момент t-, формируется фронт импульса нз тактовом входе

0-триггера 6 и присутствует уровень нуля на его информационном входе, то на выходе этого триггера установится уровень логического нуля, Таким образом, на интервале времени t2-tg на выходе первого триггера будет сформирован информационный импульс, Так как в момент времени з на информационном входе второго 0-триггера 7 устанавливается уровень единицы, а нз тактовом входе импульсная последовательность отсутствует, то нз его выходе сохранится уровень нуля В момент tp на тактовый вход второго D-триггера 7 (фиг. 2д) поступает последовательность импульсов и на его выходе установится уровень единицы. В момент t5 второй D-триггер 7 аналогично первому D-триггеру 6 переключится в исходное состояние.

Таким образом при принятом направлении вращения первым начинает формировать импульс D-триггер б, вторь.л

0-триггер 7. Момент окончания формирования импульсов у обоих триггеров совпадает, В момент с2 на тактовом входе третьего

D-триггера 8 (фиг. 2 е) происходит смена уровней сигнала с нуля к единице. Информационные входы третьего 8 и четвертого 9

D-триггеров соединены с шиной напряжения логической единицы, в связи с чем в момент т2 на выходе D-триггера 8 установится уровень единицы. В момент ;, на вход сброса третьего триггера поступит сигнал высокого уровня и третий триггер возвратится в исходное состояние. Четвертый Dтриггер 9 (фиг. 2ж) будет удерживаться в исходном состоянии на всем интервале времени tg-t5. так как на его входе сброса присутствует сигнал логической единицы.

Применение 0-триггеров 8 и 9 исключает также формирование импульсов на выходе

D-триггеров 8 и 9 при самоходе диска счетчика, т.е. при неоднократном выходе одного из фотоприемников из зоны поглощения и обратного возвращения. Например, когда фотоприемник 3 неоднократно попадает и возвращается из зоны поглощения, то нз выходе приемника 4 постоянно присутствуют импульсы. В связи с этим в состояние логической единицы переключатся D-триггер б и D-триггер 8. 0-триггеры 7 и 9 будут

1780023

Г3- 1- 1.Г 1.П.П-П Г1.П.Л.Ш !

1 П П П П !П1 П ПЛ ! ! 1ПГ1 Г1ПГЧП

Р ! ! в П П.П П Г1 Г

Г L ! ) !! ! сохранять исходное состояние логического нуля. Переключения 0-триггеров 6 и 8 в исходное состояние не произойдет, то есть информационный импульс на выходе Dтриггера 8 не сформируется, 5

При противоположном направлении вращения диска 1 очередность поглощения импульсов, поступающих на выходы приемников 3 и 4, также меняется на противополо>кную, в первую очередь поглощаются 10 импульсы, поступающие на вход второго приемника 4, во вторую — на вход первого приемника 3 (фиг.3). Вследствие этого в состояние логической единицы второй D-триггер 7 установится первым (диаграмма д), а 15 первый D-триггер б вторым (диаграмма r), В связи с этим информационный импульс сформирует четвертый D-триггер 9 (диаграмма >K), а третий 0-триггер 8 будет находиться в исходном состоянии (диаграмма е). 20

В предлагаемом устройстве отпадает необходимость установки механических стопоров, поскольку в нем распознается и учитывается направление движения диска.

Это позволяет повысить пороговую чувстви- 25 тельность счетчика, так как исключается влияние механической силы, тормозящей диск счетчика

Одним из преимуществ предлагаемого устройства является то, что оно позволяет 30 снизить затраты на учет реактивной электроэнергии потребителей с переменным характером нагрузки, поскольку количество счетчиков в денном случае уменьшается в два раза, 35

Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает большей унификацией, поскольку оно без перестройки стопорной системы может использоваться как для учета активной электроэнергии, так и для учета реактивной электроэнергии с индуктивным емкостным и переменным õàрактерами нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии, содержащее счетчик. электроэнергии с диском, на светоотражающую поверхность которого нанесено светопоглощающее пятно, генератор импульсов, выход которого соединен с входом излучателя, оптически связанным с первым и вторым фотоприемниками, о т— л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью упрощения и снижения собственного потребления электроэнергии, в него введены четыре Dтриггера, причем тактовый вход первого Dтриггера соединен с выходом второго фотоприемника, информационный вход первого D-триггера соединен с выходом первого фотоприемника, тактовый второго

D-триггера соединен с выходом первого фотоприемника, информационный вход второго D-триггера соединен с выходом второго фотоприемника. выход первого D-триггера соединен с тактовым входом третьего 0триггера и входом сброса четвертого 0триггера, выход второго D-триггера соединен с тактовым входом четвертого 0триггера и входом сброса третьего D-триггера.

1780023!

8-Л Г Л Г !

l ! ! лс

Редактор И.Савина

Техред М.Моргентал

Корректор Т.Палий

Заказ 4433 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4!5

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