Способ измерения мощности

(54)(57) СПОзаключающийсэталонное кои, эталонныйличающцелью повышеизмеряют раз Бюл. В 15солаповский политехнический инВ. Куйбышева38(088.8)ское свидетельство СССР6 01 К 21/ОО, 1974. ое свидетельство СССРС 01 К 21(06, 1978. ОБ ИЗМЕРБНИЯ МОЩНОСТИ,в том, что задают мпенсирующее напряжение компенсирующий ток, о ти й с я тем, что, с ния точности измерения, ность между током силовойсоздаваемая компенсирующипряжением. ос а т ком и цепи и эталонным компенсирующим то-. ком и разность между напряжением силовой цепи и эталонным компенсирующим напряжением, а мощность Р определяют по формуле:Р = Р(+ Р+ Р+ Р 1,где Р - мощность, создаваемая эталонным компенсирующим напряжением и разностью токов;Р - мощность создаваемая этагФлонным компенсирующим током и разностью напряжений 1Р - мощность, создаваемая раз 5костью напряжений и разностью токов;Изобретение относится к электро" измерительной технике,Известен способ измерения мощности основанный на сравнении измеряемой мощности с мощностью, пропорциональ ной эталонному напряжению, и измене-. нии величины последнего по результатам сравнения 11.Недостатком этого способа является высокая сложность, вызываемая необходимостью наличия меры эталонного напряжения с большим количеством дискретных значений.Так, для достижения точности измерения 0,02 необходима мера на пряжения с О значений.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности является способ измерения мощности путем соз" дания эталонных компенсирующих на пряжения н тока и сравнения их соответственно с напряжением и током силовой цепи с последующим изменением эталонных компенсирующих величин по результатам сравнения Я , . 25Недостатком известного способа является сравнительно невысокая точность измерения, ограниченная точностью используемых линейных прямоугольио-координатных компенсаторов и 30 практической нереалиэуемостью дискретных прямоугольно-координатных компенсаторов с требуемым количеством дискретных значений.1Цель изобретения - повышение точ 35 ности измерения. 10 Поставленная цель достигается тем, что согласчо способу измерения мощности, основанному на создании эта 40 лонйого компенсирующего напряжения и эталонного компенсирующего тока, измеряют разность между током силовой цепи и эталонным компенсирующим током и разность между напряжением . силовой цепи и эталонным компенси"45 Рующим напряжением, а мощность Р определяют по формуле:Р+ Р 2+ Р+ Рк егде Р 1 " мощность, создаваемая эталонным компенсирующим напряжением и разностью то"ков;Р - мощность создаваемая эта 9лонным компенсирукицим токоми разностью напряжений;Р - мощность, создаваемая разностью напряжений и разностью токов; Р " мощность, создаваемая эталонными компенсирующими током и напряжением.Повышение точности измерениямощности достигается за счет того,что наибольшая составляющая мощности,определяемая по небольшому числу образованных с помощью мер дискретныхзначений компенсирующих тока и напряжения, имеющих ту же частоту, чтои ток нагрузки, находится с высокойточностью. Остальные составляющиеизмеряемой мощности имеют на порядокменьше значения, поэтому их погрешность более чем на порядок меньшевлияет на точность измерения, Этисоставляющие могут измеряться методом прямого преобразования, например,стрелочными приборами или статическими преобразователями мощности, т.е.используя, например, ваттметры класса 0,2-1,0 компенсаторы тока, напряжения класса 0,02 можно измерятьмощность с погрешностью порядка 0,023.На чертеже представлена схемаустройства для осуществления предложенного способа.Устройство содержит измерители 13мощности, компенсатор 4 тока, компенсатор 5 напряжения и вычислительныйблок 6, нагрузку 7 силовой цепи ишунт 8. При измерении мощности переменного тока устройство содержиттакже блок 9 синхронизации.С помощью мер формируют компенсирующие ток и напряжение и фаэсвый сдвигмежду ними, вычисляют по ним .компенсирующуюмощность, образуют разность напряжений на нагрузке и компенсирующих разность токов нагрузки, измеряютпервую мощность, которая может бытьсоздана компенсирующим током и разностью напряжений, измеряют вторуюмощность, которая может быть созданакомпенсирующим напряжением и разностью токов, измеряют третью мощность,которая может быть создана разностьюнапряжений и разностью токов, суммируют первую, вторую и третью измеренные мощности с компенсирующеймощностью,Измеряемая мощность может бытьпредставлена через отдельные соста-вляющие следующим образом:РР+Р+Р+Р (1)Где Р 4Р и Р " первая, вторая итретья измеряемые мощности;Рк - мощность, которая может бытьсоздана компенсирующим то1087909 4ность 61(С) является входным сигналомпо токовому входу измерителей 2 и 3,мощности. Блок 9 формирует опорныйсинхросигнал, так что компенсатор 5напряжения формирует с определенным, фаэовым сдвигом компенсирующее напряжение П (С) относительно тока1 к(С), фаза которого является опорной для компенсатора 5.Выходное напряжение компенсатора 5непосредственно подается на входнуюцепь напряжения измерителя 2 мощности. На входные цепи напряжения измерителей 1 и 3 мощности подается раз"но.ть напряжений 11(С)-ЮК(С), так какнапряжения на нагрузке 7 и на выходакомпенсатора 5 действуют в общейцепи последовательно и встречно одинк другому.Выходные дискретные сигналы скомпенсатора 4 о значении тока1 (с) и с компенсатора 5 о значеКкиях напряжения 11(С) и фазовогосдвига-ср, между током 11(С) и на"пряжением 11(С) поступают на вычислительный блок 6, который производитвычисление мощности Рк, а также суммирование с ней сигналов с выходовизмерителей 1 - 3 мощности, пропорциональных соответственно значениямР 1 е РЯ и Р 3Функции блока б может выполнятьтакже оператор.Так как число дискретных значений 11,(С) Е,(С),су к (С) может бытьпорядка 3 - 5, то конструкция компенсаторов тока 4 и напряжения 5весьма несложна.Компенсаторы 4 и 5 могут бытьвыбраны полярно-координатные, такчто, например, в компенсаторе 5 напряжения, где в качестве опорнойиспользуется фаза тока 1(С), формируемый фазовый сдвиг ср: с - (р,является фазовым сдвигом между током 1(С) и напряженйем 01(С).В общем случае сигналы 1(С) иП(С) могут быть не синусоидальными,а могут, например, представлять собой совокупность импульсов прямоугольной формы, Основным требованиемк сигналам 1(С) и 11(С) являетсяблизость их скалярного произведенияк произведению тока и напряжениянагрузки с учетом соответствующих/фазовых сдвигов. о т ком под действием напряжения, равного компенсирующему напряжению.Пусть напряжение на нагрузке Ц(С) 11 в 1 п(ис+ц), ток нагрузки 1(С)= ,1 вша цС, компенсирующее напряжениею11(С)Ц,(вдпиС+ ф), компенсирующий ток 1 К(С)=1(вЫЫС+Я 2), тогда, например, активные составляющие мощности могут быть определены следую щим образом;т где Ы 3(С) =11(С) Пк(С) 1д 1(С)=1(С)-1 (С); Т - период.Подставляя в (1) выражения для Р, Р, Р и Рк, получим соотношение дйя среднего значения активной мощности,т= вММ=-о.от,е. выражение (1) соответствует точному значению измеряемой мощности. Определение Рк осуществляется в цифровой форме по дискретным значениям компенсирующих тока и иапряжения, поэтому точность определения мощности Рк зависит практически только от точности задания компенсирующих тока, напряжения и сдвига между40 ними с помощью мер.Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом.Ток нагрузки 1(С) протекает через 45 шунт 8, токовые цепи измерителей 2 . и 3 мощности и сопротивление нагрузки 7.Компенсирующий ток 1 К(С), создаваемый компенсатором,4 тока течет 50 через токовые цепи измерителя 1 мощности, измерителей 2 и 3 мощности и шунт 8.Токи 1(С) и 1 к(С) направлены встречно, поэтому падение напряжения . 55 к 6 1(С), где ц,о" сопротивление шун- та 8,. является сигналом рассогласования для компенсатора 4 тока, а раз" Применение известного способа поэволяет, используя соответствующие087909 измерения в диапазоне звучастот порядка 0,02 Ж и Составитель С.КабиковРедактор А.Коэориз .Техред М,Тенер Корректор И.МускаВ ююююеюаааюавеет ваааваююютеююю юЗаказ 265 /41 Тираа 711 Подписное ВНИИПИГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 измерители мощности сравнительно низкой точности н точные компенсаторы тока и напрюкения, обеспечить погрешнсь ковых выше.