Цифровой измеритель мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик!

)970260 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.04,81 (2l) 3276282/18-21 с присоединением заявки Н9(23) Приоритет—

Опубликовано 3ЯАй64. -Б?оллетень М? 40

Р1 М К з

G 01 R 21/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Рз! УДК 621.317. .82(088.8) Дата опубликования описания 301082 (72) Авторы изобретения с=.сс вз,„g

В.Б.Дудыкевич, A.È.Наконечный и О.И.Чайков плткитмТЕХНИЧЕСКАЯ

ЪиБлиЭтИ(я

Львовский ордена Ленина политехнический ин имени Ленинского комсомола (71) Заявитель (5 4 ) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение предназначено для измерения мощности электрических сигналов.

Известно устройство, содержащее входные преобразователи тока и напряжения, перемножитель, ключи, интегратор, блок сравнения, цифровое делительное устройство, генератор импульсов и счетчик 111.

Недостатком его является низкая точность

Известно устройство, содержащее первый и второй входные преобразователи, входы которых подключены к шинам входных сигналов, а управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы которого подключены к выходам входных преобразователей, а третий выход соединен с синхронизирующим входом индикатора, вход которого через счетчик соединен з с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход соединен с выхддрм: элемента ИЛИ, первый вход которого сое. динен через двухтактный интегрирующий преобразователь, с выходом умножителя, а второй вход соединен с выходом блока выделения периода, вход которого через переключатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шиной опорного сигнала Pgj.

Недоотатком его является низкая точность

Цель изобретения - повышение точ" ности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй входные преобразователи, входы которых подключены к шинам входных сигналов, а управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы которого подключены к выходам входных преобразователей, а третий выход соединен с синхронизирующим входом индикатора, вход которого через счетчик соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а.второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен через двухтактный интегрирующий преобразователь с выходом умножителя, а второй вход соединен с выходом блока выделения периода, вход которого через переклю970250 устройство работает следующим образом.

Переменный входной опорный сигнал поступает на вход блока 13 выделения периода либо с выхода входного преобразователя 1 напряжения при сину, Соидальной форме сигнала vent) либо

t чатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шиной опорного сигнала, введены коммутатор, инвертор, источник опорного сигнала и блок управления коммутатором, при- чем первый вход блока упранления ком- 5 мутатором соединен с выходом блока выделения периода, второй вход соединен с выходом двухтактного интегрирующего преобразователя, а выходы соединены с управляющими входами ком- 10 мутатора, первый вход которого сое динен через инвертор, а второй непосредственно с выходом первого преобразователя, третий вход соединен с выходом второго преобразователя, четвертый и пятый входы соединены .с-. источником опорного сигнала, а выходы соединены с входами умножителя..

На чертеже представлена блоксхема цифрового .измерителя мощности.

Цифровой измеритель мощности содержит нходные преобразователя 1 и

2, входы которых подключены к шинам . 3 и 4 входного сигнала,.а упранля-. ющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока 5 выбора диапазона, входы которого подключены к выходам преобразователей 1 и 2, а третий выход подключен к синхронизирующему входу ин.дикатора 6, вход которого через счет чик 7 соединен с выходом элемента

Ц 8, перный вход которого соединен с выходом генератора 9 импульсов,. а " второй вход соединен с выходом эле- 35 мента ИЛИ 10, первый вход которого соединен через днухтактный интегрирующий преобразователь 11 с выходом умножителя 12, а второй вход соединен с выходом блока 13 выделения пе- 40 риода, вход которого через переклю.чатель 14 соединен с выходом преобразователя 1 или с шиной 15 опорного сигнала, первый вход блока 16 управления коммутатором соединен с выхо- 45 дом блока 13, второй вход соединен с выходом днухтактного интегрирующего преобразователя 11, а выходы соединены с управляющими входами коммутатора 17, первый вход которого через инвертор 18, а второй непосредственно соединены с выходом преобразователя 1, третий вход, соединен с выходом преобразователя 2, четвертый и пятый входы соединены с выходаисточника 19 опорного сигнала, а

55 коды подключены к входам умножителя 12. с шины 15, частота сигнала на которой равна частоте входного сигнала, когда сигнал u(t) периодический, но не синусоидальный ° В последнем случае измеряется активная мощность суммы гармоник.

В первом такте, в момент запуска, блок 13 выделения периода вырабатывает импульс длительностью nT (Т период колебаний входного сигнала), посредством которого через блок 16 включаются соответствующие ключи коммутатора 17.

При этом на первый вход .Умножителя 12 подается напряжение k„- u(t), а на второй вход,- сигнал, пропорциональный току k„.i(t) . Выходное напряжение перемножйтеля равно и = k>u(t) i(t)+Я н Ч л t где k - — коэффициент преобразоваИ ния;

Я - выходной дрейф напряжения

Д л смещения перемножителя

Выходной сигнал перемножителя интегрируется на протяжении времени

iïÒ преобразователем 11. При этом на-) йряжение на его выходе в конце первого такта определяется из выражения где Ерр<- дрейф напряжения-преобразователя 11 смещения . После выпол-. нения операции интегрирования получим ц -К„рт„+Ю(9 Я - Ъ КнитР Ит

"вых„ х z дap др.)- w z ñ Ар, К„иT ьых *Р где »= т1"®" АЙАГ FAp EAp "2 i

О

3а время первого такта на вход счетчика 7 поступит число импульсов, равное Х . пТ

N = > где 7 - период импульсов генератора опорной частоты.

После окончания первого такта интегрирования срабатывает блок 16 и с источника 19 опорных сигналов через коммутатор 17 на первый вход умно- . жителя подается напряжение - о, а на второй вход сигнал 1 . В течение второго такта интегрируется выходное напряжение ц, умножителя 12.

0 = k1(-Ц) iî+ ед, 970250 пока не станет равным нулю напряжение

Фйчл.

Тх 4 тхл

0 + ) ("о) о4 -+ Х (Ар + ар И О

a„(x -нт2, Тх- 9 .i КжЯ ap ) - -.— (-llo) Тр . — 4д О и < x,+ " м>=" Ак,(pp-ê åäð), где Q Тх„ -пТ, и = - - — пТ.. о и Едр

При этом на вход счетчика 7 поступит число импульсов, равноей

М о

Тогда из предыдущих выражений имеем

Формула изобретения

Цифровой измеритель мощности, содержащий первый и второй входные преобразователи, входы которых подключе4$ ны к шинам входных сигналов, à управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы кото рого подключены к выходам входных д преобразователей, а третий выход соединен с синхрониэирующим входом индикатора, вход которого через счетчик соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен через двухтактный интегрирующий преобразователь с выходом умножителя, а второй вход соединен с выходом блока выделения периода, вход которого через переключатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шиной опорного сигнала, о т.л и,ч а ю шийсятем, что, 6$ с целью повышения точности, в не .где аХ = Т вЂ” nl;

Тогда

N.g(Pp -k 8 A ) - N k

Мл

После окончания второго такта выходным сигналом двухтактного ин тегрирующего преобразователя 11 выключается блок 16 и коммутатор 17.

В третьем такте вновь с блока 13 выделения периода на вход блока 16 управления поступает импульс длительностью пТ, который .через коммутатор 17 подключает к первому входу перемножителя напряжение — k u(t), а к второму входу, — сигнал, пропорциональный току k. 1(t) . В момент времени пТ напряжение на выходе двухтактного интегрирующего преоб» разователя 11 равно

ju - —" f(-ОН,2) (Од +-Й рЮ= в к ь о

К ит

Й Фдр2

В течение третьего такта на вход счетчика 7 поступит N> импульсов

1 пТ х =м о

После окончания третьего такта срабатывает блок 16 и на входы пере.

-множителя подаются сигналы и и 1о.

При этом начинается четвертйй такт, который длится до тех пор, пока напряжение U . не будет равным нулю, т.е. и ха . T1(à.

n T

Иа вход счетчика 7 в четвертом такте поступит N+ импульсов

Ng = . о.

5 Из предыдущих выражений имеем р (Po + k f) + М Еду

Тогда измеряемая мощность будет равна

Ъ р p> + p ф

Х

Операция суммирования и деления на два осуществляется в счетчике 7.

При этом

Р 4 ИБРО K %A )-НлКаfAP

i l,,N<... +

И4(Ро Кт&АРМ4кййАр)

Ю н, ХМ1

Второе слагаемое последнего выражения представляет погрешность, кото25 рая вносится за счет дрейфов напряжения смещения умножителя 12 и преобразователя 11.

В прототипе мощность определяется следующим образом:

Р Маро k Едр(и а Ы, Х 1Ч»

Отсюда видно, что погрешность изза дрейфа напряжения смещения умноЗ жителя 12 и преобразователя 11 в настоящем устройстве значительно меньше, чем в прототипе.

970250 го введены коммутатор,инвертор, ис точник опорного сигнала и блок управления коммутатором, причем первый вход блок а упр авл ения коммутатором соединен с выходом блока выделения периода, второй вход соединен с выходом двухтактного интегрирующего преобразователя, а выходы соединены с управляющими входами коммутатора, первый вход которого соедичен через инвертор, а второй непосредственно с выходом первого преобразователя, третий вход соеди- нен с выходом второго преобразователя, четвертый и пятый входы соединены с выходами источника опорного сигнала, а выходы соединены с входами умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 508748, кл.G 01 R 19/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 577466, кл .G 01 R 21/06, 1976 .