Цифровой ваттметр

398878 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ависимое от авт, свидетельстваявлено 28.111,1972 ( 1764000/18-10присоединением заявки-Ч Кл б 01 асударственныи камите 1Савета Министров СССРпа делам изабретенийи аткрытий риоритет йубликовано 271 Х.1973. Бюллетень3 ата опубликования описания 18.Х 11.1973 УДК 621,317.783:621. .317,61(088.8) вторы зобретения. Ф, Клисторин и П. М. Цапенко Заявитель Н ССС нститут автоматики и электрометрии ИФРОВОЙ ВАТТМЕТ Йзобретение относится к ооласти электро. измерительной техники.Известны цифровые ваттметры, содержащие источник вспомогательного напряжения, один из входов которого через коммутатор 5 подключен ко входу широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления по эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи, блок управления, дешифратор и индикатор. 10Предлагаемый ваттметр отличается от известных тем, что он снабжен блоками для получения суммо-разностного напряжения, интегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной площади, пороговым 15 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 вспо могательцого напряжения, выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соединен со входами схем пересчета, подключенных к блоку управления и управляющему входу ключа, 2 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. 3 Данные особенности ваттметра позволяют измерить как активную, так и полную мощность, и упростить прибор.На чертеже изображена блок-схема описываемого прибора, содержащего блоки 1, 2, получения напряжения, пропорционального сумме и разности значений напряжения и тока нагрузки, выхолы которых через последовательно соединенные переключатель 8, коммутаторы 4, 5 соелицены с входом широкополосного усилителя 6 с автоматической регулировкой усиления по эффективному значениюению и запоминанием коэффициента передачи.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 эффективному значению и запоминанием коэффициента передачи. Выход интегратора 8 через последовательно включенные пороговое устройство 9 и переключатель 10 подключен к входам схем счета на лва 11 и счета ца три 12. Выходы этих схем полключецы к блоку управления И, хроццзируюгцего работу всего прибора, ц управляющему входу ключа 14, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов 15, а выход подключен ко входу делителя частоты 16 и к сигцальн ым входам ключей 17 и 18, управляющиевходы которых соединены 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 Кп устанавливается и запоминается обратно пропорциональным эффективному значению напряжения иа его входе:Кп -- К,у, + К,Г,.Яа где оп - постоянное по эффективному значению опорное напряжение,К Кг - постоянные коэффициенты.Перед началом считывания коэффициента передачи широкополосного усилителя 6 по команде блока управления 13 очищается цифровой делитель частоты 16 и в реверсивиый счетчик 19 заносится число, равное емкости делителя частоты 16. После этого по команде блока управления И через широкополосный усилитель б на один из входов интегратора 8 подается напряжение с 1 всп, от источника вспомогательного напряжения. Напряжение ца 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 И и блок управления 13. При этом ключ 14 открывается и пропускает импульсы генератора 15 ца 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 Увсп, а напряжение Ьвсп подается иа второй вход интегратора,Причем напряжение Ьвспимеет полярность, противоположную по отношению к напряжению (Упсп Кп). Напряжение с 1 всп, подается в течение времени, пока не появится импульс переполнения на выходе цифрового делителя частоты, После этого блок управления 13 выдает команду, по которой источник 7 вспомогательного напряжения отключает напряжение с 1 всп, и снова начинает выдавать напряжение Увсп, Напряжение на выходе интегратора 8 снова начинает приближаться к уровню срабатывания порогового устройства5 10 15 угвсп.,Лсп п - г1 всп,оп 20 24%Ка 1 всп пдепи,=2 уг0 всп, "оп 50 55 60 65 25 30 35 40 45 9. После второго импульса с порогового уст ройства 9 блок управления И вновь подаег команду иа включение напряжения сввп, . Одновременно направление счета в реверсивном счетчике 19 меняется па обратное. При этом, когда в реверсивном счетчике установится ноль, отключается напряжение Свсп, и включается Увс. 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 пт, полученных в реверсивном счетчике 19: где плвп - емкость цифрового делителя частоты, вырахкеиная в количестве импульсов (Ппвп=т Ц.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 13 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 Увсп,;моменты окончания подачи напряжения Увсп, определяются только импульсами пере полнения цифрового делителя частоты 16,В остальном второй такт измерения не отличается от первого.Окончательный результат можно выразить в виде числа импульсов пг, полученных в реверсивном счетчике 19 где К, - 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 достигаетсяПодпнсноов СССР Тираж 75 Совета Мин открытии 1 аб., д. 4,5Изд.974 дарственного по делам изоб осква, Ж-З 5, Р 275, 4ЦН ака ПИ Го митета тений ушская ова, 2 нпографпя, пр 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 осущесп 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 т 7 всп РделК 1 К вз в 2Х ХГ 7 всп,опПредмет изобретенияЦифровой ваттметр, содержащий источниквспомогательного напряжения, один из входов которого через коммутатор подключен ко входу широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления по эффективному значению и запоминанием коэффициента 5 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, ин тегратором с формирователем импульсов стабильной вольтсекундной площади, пороговым устройством, схемами пересчета, сумматором, ключами, генератором импульсов и реверсивным счетчиком, причем один из входов сум матора подключен к выходу широкополосного усилителя, а другой - к выходу источника вспомогательного напряжения, выход интегратора через последовательно соединенные пороговое устройство и переключатель соеди 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 25 входами двух ключей, выходы которых соедипены со входом реверсивного счетчика,