Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения

Союз советских Социалистических Республик(51) М. 03 13 20 кис присоединением зая 23) ПриоритетОпубликовано 15.01.76, Бю Государственныи комитет Совета Министров СССРтеньпо делам изобретений и открытийата опубликования описания 14.07.7(72) Авторы изобретения аилов, И, М, Абдуллаев и Р. М. Ахмедо 1) Заявите Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбеков(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НОЮТ Настоящее изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для преобразования действующего значения переменного напряжения в цифровую форму.Действующее значение является наиболее широко применяемой интегральной характеристикой периодических напряжений и используется прежде всего при энергетической оценке электрических цепей и процессов.Известен аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения, содержащий операционный усилитель с емкостной обратной связью, вход которого через первый сумматор на резисторах подключен к выходу источника одного преобразуемого напряжения и выходу источника напряжения смещения, а выход соединен со входом порогового элемента, второй сумматор на резисторах, один вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, переключатель, источник второго преобразуемого напряжения, преобразователь частота в к.Недостатком известного устройства является то, что это устройство обладает сложной структурой, и повышение точности затрудняется нестабильностью функции преобразования преобразователя,Для упрощения устроиства и повышенияточности, в предлагаемый преобразователь введены триггер, нуль-орган и функциональный генератор напряжения гиперболической 5 формы, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, другой вход которого подключен к общей клемме переключателя, а выход соединен с одним входом триггера, другой вход последнего подключен к выходу по- О рогового элемента и входу преобразователячастота - код, выход триггера соединен с входом функционального генератора напряжения гиперболической формы, входом операционного усилителя и первой клеммой пере ключателя, вторая клемма которого соединена с выходом второго сумматора на резисторах, второй вход которого подключен к выходу источника второго преобразуемого напряжения.О На чертеже показана блок-схема предлагаемого преобразователя.На чертеже обозначено: 1 - операционныйусилитель с емкостной обратной связью (интегратор), 2 - пороговый элемент, 3 - триггер, 4 - нуль-орган, 5 - функциональный генератор напряжения гиперболической формы, 6 - источник напряжения смещения, 7 - преобразователь частота - код, 8, 9 - сумматоры на резисторах, 10 - переключа 499662тель. Узлы 1 - 5 образуют преобразователь напряжение в часто с импульсной обратной связью.Устройство работает следующим образом.На вход интегратора 1 и на один из входов нуль-органа 4 подается однополярное нанн,яжение (рассматривается случай нахождения переключателя 10 в положении а): где Уо - постоянное напряжение от источника напряжения 6,У- мгновенное значение измеряемого напряжения.Частота выходных импульсов преобразователя напряжение - частота определяется выражением: где К, - постоянный коэффициент;Уо 1 оо - амплитуда и длительность импульсов обратной связи.В момент срабатывания порогового элемента 2, что соответствует достижению выходным напряжением интегратора 1 напряжения Ооп, триггер 3 переключается в такое состояние, при котором на второй вход интегратора подается напряжение Уоо обратной связи и запускается функциональный генератор 5 напряжения гиперболической формы. При этом сигнал обратной связи вызывает уменьшение напряжения на выходе интегратора со скоростью, пропорциональной разности У, (1) - Рос. Выходное напряжение функционального генератора гиперболической формы изменяется по закону где К 9 - коэффициент напряжения гиперболической формы.Продолжительность нахождения триггера в новом состоянии, т. е. длительность импульса обратной связи 1 оо, определяется интервалом времени между моментами запуска функционального генератора 5 и срабатывания нуль- органа 4 Выходной сигнал нуль-органа 4 переключает триггер 3 в исходное состояние, и процесс периодически повторяется. 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 Частота повторения импульсов на входепреобразователя частота - код 7(1) = К У, + с, (1)1 гпричем1Кг ос Следовательно, в преобразователе частота - код при измерительном интервале, равном периоду измеряемого напряжения, получаемый код будет пропорционален квадрату действующего значения,Преобразователь можно использовать и в режиме измерения мощности. Для этого переключатель 10 устанавливается в положение б, соответствующее поступлению на вход интегратора 1 сигнала У,(1) =- Уо+ У(1), пропорционального падению напряжения на нагрузке, а на вход нуль-органа 4 - напряжения Уг(1) = Уо+ У,(1), пропорционального току через нагрузку. В этом случае код, получаемый в преобразователе частота в к, будет пропорционален активной мощности,Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения, содержащий операционный усилитель с емкостной обратной связью, вход которого через первый сумматор на резисторах подключен к выходу источника одного преобразуемого напряжения и выходу источника напряжения смещения, а выход соединен со входом порогового элемента, второй сумматор на резисторах, один вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, переключатель, источник второго преобразуемого напряжения, преобразователь частота - код, отличающийся тем, что, сцельюупрощения устройства и повышения точности, в него введены триггер, нуль-орган и функциональный генератор напряжения гиперболической формы, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, другой вход которого подключен к общей клемме переключателя, а выход соединен с одним входом триггера, другой вход последнего подключен к выходу порогового элемента и входу преобразователя частота в к, выход триггера соединен со входом функционального генератора напряжения гиперболической формы, входом операционного усилителя и первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом второго сумматора на резисторах, второй вход которого подключен к выходу источника второго преобразуемого напряжения.499662 Составитель А. Кузнецо Редактор Шубина ред Е. Подурушина Корректор О. Тю Заказ 1504/2ЦНИИ писное Типогра пр, Сапунова Изд.116 Государственног по делам и 13035, Москва, Тираж 1029комитета Совета Министробретений и открытий