Цифровой ваттметр

 

398878

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 28.111.1972 (№ 1764090/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Ойубликовано 27.IX.1973. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 18.XII.1973

М. Кл, G 01г 21/Э6

Гасударственный кемите1

Савета Министров СССР па делам изсбретений и Открытий

УДK, 621.317.783:621. .317.61 (088.8) Авторы изобретения

И. Ф. Клисторин и П. М. Цапенко

Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТР

Йзобретение относится к области электроизмерительпой техники.

Известны цифровые ваттметры, содержащие источник вспомогательного напряжения, один из входов которого через коммутатор подключен ко входу широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи, блок управления, дешифратор и индикатор.

Предлагаемый ваттметр отличается от известных тем, что он снабжен блоками для получения суммо-разностного напряжения, интегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной площади, пороговым устройством, схемами пересчета, сумматором, ключами, генератором импульсов и реверсивным счетчиком, причем один из входов сумматора подключен к выходу широкополосного усилителя, а другой — к выходу источника вспомогательного напряжения, выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соединен со входами схем пересчета, подключенных к блоку управления и управляющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход — со входом делителя частоты и сигнальными входами двух ключей, выходы которых соединены со входом реверсивного счетчика.

Данные особенности ваттметра позволяют измерить как активную, так и полную мощность, и упростить прибор.

На чертеже изображена блок-схема опи5 сываемого прибора, содержащего блоки 1, 2, получения напряжения, пропорционального сумме и разности значений напряжения и тока нагрузки, выходы которых через последовательно соединенные переключатель 3, ком10 мутаторы 4, 5 соединены с входом широкополосного усилителя 6 с автоматической регулировкой усиления по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи.

15 Источник 7 вспомогательного напряжения подключен к интегратору 8 и к коммутатору

5. Другой вход интегратора 8 соединен с выходом широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления по эффектив20 ному значению и запоминанием коэффициента передачи. Выход интегратора 8 через последовательно включенные пороговое устройство 9 и переключатель 10 подключен к входам схем «счета на два» 11 и «счета на три»

25 12. Выходы этих схем подключены к блоку управления И, хронпзирующего работу всего прибора, и управляющему входу ключа 14, сигнальный вхоz которого соединен с выхо ом генератора импульсов 15, а выход подключен

30 ко входу делителя частоты 16 и к сигцаль898878

15 уг всп дея г всп, вд

4%Кв 1всп идея ив

2 яг 1всп, " on

65 н

ым входам ключей 17 и 18, управляющие входы которых соединсlibl с блоком управления И, а сигнальные выходы — с входом реверсивного счетчика 19. Выход делителя частоты 16 и знаковый выход реверсивного счетчика 19 соединены с блоком управления 13, а кодовый выход реверсивного счетчика 19 через дешифратор 20 подключен к индикатору

21.

Устройство в режиме измерения активной мощности работает следующим образом.

Измерение активной мощности осуществлястся за два такта. Сначала на вход широкополосного усилителя 6 через коммутаторы 5, 4 и переключатель 3 из блока 1 подается напряжение, пропорциональное сумме значений тока и напряжения нагрузки. В результате коэффициент передачи широкополосного усилителя К„устанавливается и запоминается обратно пропорциональным эффективному значению напряжения иа его входе:

К„= — (К, У (1) + Ква, Я) Ый где V,n — постоянное по эффективному значению опорное напряжение, Ki Кг — постоянные коэффициенты.

Перед началом считывания коэффициента передачи широкополосного усилителя 6 по команде блока управления 13 очищается цифровой делитель частоты 16 и в реверсивиый счетчик19 заносится число, равное емкости делителя частоты 16. После этого по команде блока управления 13 через широкополосный усилитель б на один из входов интегратора 8 подается напряжение Uncn, от источника вспомогательного напряжения. Напряжение на выходе интегратора 8 изменяется и достигает уровня срабатывания порогового устройства 9, которое при этом выдает управляющий сигнал через переключатель 10 и схему «счета иа три» 12 иа ключ 14 и блок управления 18.

При этом ключ 14 открывается и пропускает .импульсы генератора 15 на цифровой делитель частоты 16 и через ключ 17, открытый сигналом с блока управления 13, иа вход реверсивного счетчика 19. Ключ 18 при этом закрыт. Одновременно по команде блока управления 13 прекращается подача напряжения

Unc„, а напряжение U,ñ, подается иа второй вход интегратора.

Причем напряжение U,cn, имеет полярность, противоположную по отношению к напряжению (У,с„К). Напряжение Uncn, подается в течение времени, пока не появится импульс переполнения на выходе цифрового делителя частоты. После этого блок управления 18 выдает команду, по которой источник

7 вспомогательного напряжения отключает напряжение U„n., и снова начинает выдавать напряжение U„,, Напряжение на выходе интегратора 8 снова начинает приближаться к уровню срабатывания порогового устройства

9. После второго импульса с порогового уст ройства 9 блок управления И вновь подает команду иа включение напряжения U . Одновременно направление счета в реверсивном счетчике 19 меняется па обратное. При этом, когда в реверсивном счетчике установится ноль, отключается напряжение U„,, и включается U„„. С третьим импульсом порогового устройства заканчивается первый такт измерения. Таким образом, здесь используется метод двойного интегрирования, но повторяется он два раза подряд. Причем, в первый раз задается постоянная эталонная вольтсекундная площадь, а во второй раз она прямо пропорциональна предыдущему результату.

Промежуточный результат можно выразить в виде числа импульсов и, полученных в реверсивном счетчике 19: где пд,-, — ем кость цифрового делителя частоты, вырахкеиная в количестве импульсов (Пде: =т t) .

Далее следует второй такт измерения, который отличается от первого тем, что: иа вход широкополосного усилителя 6 подается . напряжение, пропорциональное разности значений напряжения и тока нагрузки; перед считыванием коэффициента передачи усилителя б очищается только цифровой делитель частоты; по команде с блока управления 18 открывается ключ 18 и закрывается ключ 17, при этом иа реверсивный счетчик 19 поступают только те импульсы с генератора 15, которые приходят в момент подачи вспомогательного напряжения Uacn, моменты окончания подачи напряжения

Uncnz определяются только импульсами переполнения цифрового делителя частоты 16, В остальном второй такт измерения не отличается от первого.

Окончательный результат можно выразить в виде числа импульсов аг, полученных в реверсивном счетчике 19 где К2 — постоянный коэффициент.

Таким образом, окончательный результат, полученный в реверсивном счетчике 19, про. порционален активной мощности.

Рассмотрим теперь работу ваттметра в режиме измерения, полной мощности. Она аналогична работе ваттметра во время первого такта измерения активной мощности. Разница лишь в том, что этот такт разбит на два подтакта: первый, в течение времени между первым и вторым, и второй — Между вторым и третьим импульсами порогового устройства

9. Разделение на два подтакта достигается

398878

На, Составитель 8. Скоморохов

Техред T. Ускова

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Редактор С. Хейфиц

Заказ 3275, 4 Изд. № !974 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр, Сапунова, 2 тем, что импульсы с порогового устройства 9 через переключатель 10 поступают на вход схемы «счет на два» 11, а не на вход схемы

«счет на три» 12, как это было в первом случае. В тсченис первого подтакта коэффициент передачи широкополосного усилителя 6 устанавливается и запоминается обратно пропорциональным эффективному значению напряжения, а во время второго — эффективному значению тока нагрузки. Причем, во время второго подтакта эталонная вольтсекундная площадь пропорциональна эффективному значению напряжения нагрузки. В результате осущес i вляется перемножение эффективного значения напряжения на эффективное значение тока нагрузки 1„.

Окончательный результат измерения полной мощности можно выразить в виде числа импульсов пз, полученных в реверсивном счетчике 19 всп тлел l a з 2 2

Х Х 7всп, оп

Предмет изобретения

Цифровой ваттметр, содержащий источник вспомогательного напряжения, один из входов которого через коммутатор подключен ко входу широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи, блок управления, дешифратор и индикатор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения прибора, он снабжен блоками для получения суммо-разностного напряжения, ин10 тегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной площади, пороговым устройством, схемами пересчета, сумматором, ключами, генератором импульсов и реверсивным счетчиком, причем один из входов сум15 матора подключен к выходу широкополосного усилителя, а другой — к выходу источника вспомогательного напряжения, выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соеди20 нен со входами схем пересчета, подключенных к блоку управления и управляющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход— со входом делителя частоты и сигнальными входами двух ключей, выходы которых соедипены со входом реверсивного счетчика.