Измеритель мощности

 

".:с.н д:!, е

ИКАНИЕ

О П

Союз Советскми

Социапнстическнк

Республик (i ii798612

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено28.02.79 (21) 273) 458/g8 2 с присоединением заявки М (23) П рноритет

Опубликовано 23.03, 81 Бюллетень М 3

Дата опубликования описання26.01.81 (51)M. Кл.

60lR г /3.0

Государственный комитет (53) УДК 621. .317.4 (088.8) ио делам изобретений и атирытнй (72) Авторы изобретения

Ю. А. Пасынков и С. В. Рубан

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике.

Известен измеритель мощности, содержащий два электротермических преобразователя, нагреватели которых включены в смежные плечи моста, в два других плеча которого включены резисторы, а выходы электротермических преобразователей соединены последовательно между собой и с измерительным прибором (1).

Известен также измеритель мощности, 1О содержащий электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен.с первым выводом источника питания и через первый резистор — с тб общей шиной, второй вывод источника питания соединен через второй резистор с обшей шиной и через третий резистор — со вторым выходным выводом электротермического преобразователя и со входом усилителя (2).

Недостатком известных устройств является их низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности измерителя мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом источника питания и через первый резистор — с общей шиной, второй вывод источника питания соединен через второй резистор с общей шиной, через третий резистор — со вторым выходным выводом электротермического преобразователя и со входом усилителя, введены шесть ключей, четвертый, пятый и шестой резисторы, источник смещения, модулятор ширины импульсов, два источника образцового напряжения, блок логики, блок управления, реверсивный счетчик, элемент И и второй выводы первого ключа соединены с соответствующими шинами входного сигнала, вход электротермического преобразователя соединен: через четвертый резистор с источником смещения, через пятый резистор — с третьим выводом первого

3 79 ключа и через шестой резистор — с первым выводом второго ключа, второй вывод которого соединен через третий и четвертый ключи с выходами соответствующих источников опорного напряжения, третий вывод соединен через пятый и шестой ключи с выходами соответствующих источников образцового напряжения, управляющие входы третьего, четвертого, пятого и шестого ключей соединены с соответствующими выходами блока логики, первый вход которого соединен с первым входом элемента И и с выходом модулятора ширины импульсов, вход которого соединен с выходом, усилителя, второй вход блока логики, синхронизифуюший вход модулятора ширины импульсов, второй вход элемента И, установочный и управляющие входы реверсивного счетчика подключены к соответствующим выходам блока управления, выход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен с синхронизируюшим входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к шине выходного сигнала.

На чертеже представлена блок-схема измерителя мощности.

Измеритель мощности содержит элект., ротермический преобразователь 1, ключи 27, резисторы 8-13, источник 14 смещения, источник 15 питания, источники 16-l, l6-2 образцового напряжения, блок 17 логики, модулятор 18 ширины импульсов; усилитель 4.9, блок 20 управления, генератор 21 импульсов, элемент И 22, реверсивный счетчик 23, причем первый вывод ключа 2 соединен с шиной 24 входного сигнала, второй вывод ключа 2 соединен с шиной 25 входного сигнала, вход электротермического преобразователя l соединен через резистор 8 с третьим выводом ключа 2,-через резистор 9 с первым выводом ключа 3 и через резистор lO - с выходом источника 14, первый выходной вывод электротермического преобразователя 1. соединен с первым выводом источника 15 и через резистор 12 —. с общей шиной, второй вывод источника 15 соединен через резистор 13 с общей шиной, через резистор

3.1 - со вторым выходным выводом электро термического преобразователя и со входом усилителя 3.9, выход которого через модулятор 18 соединен с первым входом блока 17 логики и с первым входом элемента И 22, синхронизируюший вход модулятора 38, второй вход блока 17, установочный и управляющие

86 l2 4 входы реверсивного счетчика 23, и второй вход элемента И 22 соединены с соответствующими выходами блока 20 управления, выход генератора 23. соединен с третьим входом элемента И 22, выход которого соединен с синхронизируюшим входом реверсивного счетчика

23, выход которого соединен с шиной 26 выходного сигнала, выходы блоке 17 соединены соответственно с управляющими входами ключей 4-7, второй вывод ключа 3 соединен через ключи 4 и 5 с источниками l6-1 и 1,6-2, третий вывод ключа 3 соединен через ключи 6 и 7 с источниками l6-l и l6-2.

Измеритель мощности работает следующим образом.

Не первом такте ключи 2 и 3 находятся в положении, при котором вход электротермического преобразователя 1 соединен через резистор 8 с шиной 24, на которую подается сигнал I +, пропорциональный сумме напряжения и тока измеряемой мощности,. а через резистор 9 и ключи 4 и 5 — с выходами источников

l6-1 и l6-2, формирующих напряжения

+Е и — Eo соответственно. Блок 20 управления переключает блок l7 так чтобы напряжение с выхода модулятора 18 поочередно, с периодом Т задаваемым блоком 20 управления, подключалось к управляющим входам ключей 4 и 5. При этом ключи 4 и 5 поочередно замыкаются на время, равное длительности импульсов Г с выхода модулятора l8, и

35 на вход электротермического преобразователя l поступает знакопеременная последовательность импульсов (сигнал обратной связиtJ „,среднеквадратическое значение которой равно где E - амплитуда импульсов непря

45 жения обратной связи, задаваемая источниками

16-1 и 16-2 образцового напряжения; à — длительность импульсов в

50 первом такте;

Т вЂ” период следования импульсов.

Мост, состоящий из резисторов l l-13 и выходного сопротивления электротермического преобразователя 1, автоматически уравновешивается сигйалом обратной связи 0<<<, подаваемым íà вход электротермического преобразователя 1 через резистор 9.

7986

10 (2) 2 г

1о g ос см или Р = 4 {<ã- .„).

Рабочая точка электротермического преобразователя 1 корректируется напряжением смещения Ц с источника 14.

l3 момент равновесия моста на вход электротермического преобразователя про- 5 текает ток I который складывается

l из тока обратной связи 7осА, тока смещения Xr и тока .7 + вызванного входным исследуемым сигналом.

По окончании всех переходных процессов блок 20 переключает реверсивный счетчик 23 в режим "обратного счета" 15 и открывает элемент И 22 на время, равное длительности импульса 1 с выхода модулятора l8 ширины импульсов.

В р ев ерсивном счетчике записыва ется число-импульсный код, пропорпиональ- 26 ный длительности импульса

На втором такте ключи 2 и 3 переключаются. При этом вход электротермического преобразователя l через резистор 8 соединен с шиной 25, на которую подается напряжение Ор, пропорциональное разности напряжения и то-. ка измеряемой мощности, через резистор

9 и ключи 6 и 7 с выходов источников

16-1 и l6-2 образцового напряжения . о

+ Е и — Е© соответственно. Блок 20 о управления переключает блок так, чтобы напряжение с выхода модулятора 1.8 подключалось к управляющим входам ключей 6 и 7. При этом ключи 6 и 7 пооче редно, с периодом Т, замыкаются на время, равное длительности импульсов Ъй с выхода модулятор lß и на вход электротермического преобразователя поступает знакопеременная последователь ность импульсов, среднеквадратическое значение которой равно ocr Eol

1де Ч. — длительность импульсов во втором такте.

Под действием напряжений Цр, Ц и U, подаваемых на вход электротермического преобразователя l, мост вновь окажется в состоянии равновесия.

В момент равновесия моста на входе электротермического преобразователя 3. протекает такой же ток Х>, как и в первом такте г о р оc2. с

Г1о окончании всех переходных процессов блок 20 управления переключает реверсивный счетчик 23 в режим "пря12 6 мого счета и открывает элемент И 22 на время, равное длительности импульса С;д с выхода модулятора 18. В реверсивном счетчике 23;,ранее записанный число-импульсный код С вычитается из число-импульсного кода д . В счетчике остается код, пропорциональный разности ((," — Г }.

Сопоставляя значения входного тока электротермического преобразователя l., получаем

+T +I .= « г г г

ac,g

2 г 2 2

7. Р ось осa.

Учитывая> что g > К, (Q> + 8К ), а Ip = К (Ug, 18 ), где ц и значения напряжения и тока исследуемого сигнала и то, что

4x3={x ) -(-ю, получаем 2 г

I <-I< =4 вхТьх

Кроме того; о 1

Ос1 Ъ T o<2,.

Ос2, Э Т

Подставив полученные значения в выражения равенства входных токов электротермического преобразователя 1. в обоих тактах имеем

К Е де Р— исследуемая мощность, или

Таким образом, предлагаемый измеритель мощности с высокой точностью осуществляет преобразование исследуемой

1 мощности в разность длительностей импульсов, которые в реверсивном счетчи- ке преобразовываются в, цифровой код.

Формула изобретения

Измеритель мощности, содержащий электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом источника питания и через первый резистор — с об