Измеритель мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное It авт. саид-ву (22) Заявлено 0901,80 (21) 2866196/18-21 (51) М. КЛ. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

6 01 В 21/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открмтий

Опубликовано 300982» Бюллетень HB 36

Дата опубликования описания 30,0981(53) УДК 621. 317. 784 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.В.Логинов и A.Â.Êóçüìèí

J

1.

1

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам перемножения двух напряжений в системах автоматического управления.

Известны измерительные преобразователи мощности, содержащие нелинейные элементы, входы которых соединены соответственно с шиной, напряжение которой пропорционально напряжению измеряемой цепи, и с шиной, напряжение которой пропорционально току измеряемой цепи, выходы нелинейных элементов соединены с входами вычитакщего устройства (1g .

Недостатком известных устройств является низкая точность и узкий диапазон измеряемых мощностей. Известно также устройство, содержафее трансформатор напряжения, вход коФорого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого выпрямителя, трансформатор тока, выход которого подключен к входной шине, а выход — к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиленно, конденса— тор j2).

Его недостатком является узкий диапазон измеряемой мощности, а также нелинейность характеристики измерения.

Цель иэобретения — расшнрение диапазона измеряемой мощности и получение линейной характеристики изме- рения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель мощности, содержащий трансформатор напряжения, вход которого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого выпрямителя, трансформатор тока, вход которого подключен к входной шине, а выходf5 через второй выпрямитель к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиления, конденсатор, введены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и дополнительные ключи, 20 а усилитель с переменным коэффициен- том усиления выполнен в виде масштабного усилителя, выход которого соединен с выходной шиной, а через конденсатор соединен c oáúåäèíåííûìè выводами вуодных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам ключей, управляющие входы которых подклю:ены к соответствующим выходам аналого-цифрового преобразователя, 30 вход которого подключен к выходу

868609 первого выпрямителя, входы дополнительных ключей соединены с выходом второго выпрямителя, причем номиналы резисторов определяются по формуле

R — — 2 " R, 5 где n — номер резистора, и - сопротивление резистора, подключенного к старшему разряду 3ЩП.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит трансформатор

1 напряжения, первый выпрямитель 2, трансформатор 3 тока, второй выпрямитель 4, ключ 5, усилитель 6 с пере- З менным коэффициентом усиления, конденсатор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, дополнительные ключи 9, входные резисторы 10 и резистор 11 обратной связи усилителя Щ . 6 с переменным коэффициентом усиления.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение в цепи измеряемой мощности подают на трансформатор 1 напря3кения, с выхода которого трансформированное напряжение подают на выпрямитель 2, а с него уже выпрямленное на АцП 8. С помощью АЦП 8 на- ЗО пряжение преобразуют в двоичный код, который с выхода АЦП подают на управляющие входы ключей 5 и 9. Каждый из ключей 5 и 9 открывают напряжением, соответствующим логической единице, и закрывают напряжением, соответствующим логическому нулю. При помощи ключей 5 и 9 коммутируют входные резисторы 10 масштабного усилителя 6. Таким образом, определенному напряжению в цепи измеряемой мощ- 40 ности соответствует определенный код AIIII 8 и определенное эквивалентное входное сопротивление, масштабного усилителя б, определяемое параллельным включателем тех резисторов 10, которые подключены к открытым ключам 5 и 9. Номиналы сопротивлений резисторов 10 определяются по формуле й„ 2 ° R 50 где ri — номер резистора, R — сопротивление резистора, подключенного к старшему разряду АЦП.

Поскольку коэффициент усиления усфителя 6 определяется отношением величины сопротивления резистора 11, которое неизменно, к величине эквивалентного входного сопротивления, то набор номиналов резисторов 10 @) позволяет получить линейное изменение коэффициента усиления усилителя 6 по отношению к коду АЦП 8, а ,следовательно, и к напряжению в цепи измеряемой мощности. Входы ключей 65 ю

5 и 9 соединены .с выходом выпрямителя 4, который выпрямляет напряжение, пропорциональное току в цепи измеряемой мощности, поданное на него с трансформатора тока 3. Таким образом, на выходе усилителя б получают напряжение, пропорциональное произведению напряжения и току в

)цепи измеряемой мощности. Емкость конденсатора 7, включенная в обратной связи усилителя 6, служит для фильтрации высокочастотной составляющей, возникающей в результате пере,ключения ключей 5 и 9. Соответствующим подбором емкости изменяют полосу пропускания усилителя 6, так чтобы получить на его выходе напряжение, отражающее либо мгновенную, либо полную мощность в измеряемой цепи. AIJJI 8 преобразует напряжение в цепи измеряемой мощности, в код столько раз за период изменения напряжения, сколько необходимо из условия получения точности преобразования при данной разрядности кода

АЦП 8 и допустимого эффекта устаревания информации.

Построение измерителя мощности по предложенной схеме позволяет расшить диапазон мощности, измеряемой устройством. Кроме того, применение усилителя, коэффициент усиления которого изменяется в соответствии с изменением входного сопротивления с помощью резисторов, номиналы которых соответствуют двоичному закону, исключает нелинейность характеристики измерения, так как напряжение питания Масштабного усилителя остается постоянным и оптимальным во всем диапазоне работы измерителя.

ФоРмула изобретения

Измеритель мощности, содержащий трансформатор напряжения, вход которого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого выпрямителя, трансформатор тока, вход которого подключен к входной шине, а выход черей второй выпрямитель - к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиления, конденсатор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемой мощности и.получения линейной характеристики измерения, в него введены аналогоцифровой преобразователь (АцП) и дополнительные ключи, а усилитель с переменным коэффициентом усиления выполнен в виде масштабного усилителя, выход которого соединен с выходной шиной, а через конденсатор соединен с объединенными выводами входных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам ключей

Г управляющие входы которых подключены к соответствующйм выходам аналогоцифрового преобразователя, вход ко868609

Составитель Т.Краснова

Техред Л.Пекарь Корректор М.Пожо:.

Редактор М.Янович

Эакаэ 8316/64 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 торого подключен к выходу первого выпрямителя, входы дополнительных ключей соединены с выходом второго выпрямителя, причем номиналы резисторов определяются по Формуле

R m 2в1 R где n - номер резистора; . R — сопротивление резистора, подключенного к старшему разряду АЦП.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Волгин Л.И. Линейные -электрические преобразователи для измерительных. приборов и систем. М., "Советское радио", 1971, с ° ;268-281.

2. Авторское свидетельство СССР

9585454, кл. | 01 R 21/00, 1977.