Счетчик электроэнергии

( 91 ( ) 51)С 01 К 11 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енина поли И Ленина ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1, Г 1 егек Ногзг ег. а 1. Е 1 е 11 гопзсЬег 1 ЫЬаЫег дег К 1 аззе 05. "81 ешепз 2 е 1.йзсЬгЫг", 1973, 47, В 4, 8. 280-283.2, Авторское свидетельство СССР Ф 866491,.кл. С 01 К 21/00, 1979, (54)(57) СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРОЭНЕР 1 ИИ, содержащий последовательно соединенные первую входную шину, интегратор, пер вый компаратор, охваченный положительной обратной связью, источник опорного напряжения с управляемой полярностью, выход которого подключек к другому входу интегратора, атакже второй компаратор, первый входкоторого соединен с выходом интегратора, а выход - с первым входомлогического блока, второй вход которого подключен к выходу генератораопорной частоты, а выходы - к входамреверсивного счетчика, разрядныевыходы которого являются выходомсчетчика электроэнергии, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности, в него введеныпоследовательно соединенные сумматор и нуль-орган, выход которогоподключен к третьему входу логического блока, четвертый вход которогосоединен с выходом первого компаратора, причем первый вход сумматора подключен н выходу ннтегратора, а второй вход - к второй входной шинеи второму входу второго компаратора,Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в энергетике при измерениях электрической энергии постоянного и переменного тока. 5Известен электронный счетчик электроэнергии, содержащий последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, амплитудно-импульсныймодулятор, фильтр низких частот,преобразователь напряжения в частотуи счетчик импульсов Я .Недостатком известного счетчикаявляется низкая точность, обусловленная многократным преобразованиЕМ входных сигналов.Наиболее близок к предлагаемомуэлектронный счетчик электроэнергии,содержащий последовательно соединенные реверсивный счетчик импульсови индикатор, а также интегратор, квходам которого подключены выходыисточника первого входного сигналаи источника опорного напряжения суправляемой полярностью, к управляю.щему входу которого подключен выходпервого компаратора, охваченногоположительной обратной связью, входыкоторого соединены с выходами источника второго входного сигнала и интегратора, второй компаратор, дваключа, генератор опорной частоты илогический блок, выходы которогоподключены к входам реверсивногосчетчика, а входы - к выходам генератора опорной частоты и второго компаратора, оба входа которого черезрезисторы подключены к выходу интегратора и через соответствующиеключи - к нулевому потенциалу, причем управляющие входы ключей соеди-.нены с выходом первого компаратора 2.Недостатком известного счетчикаявляется также невысокая точность,обусловленная тем, что переключение 45второго компаратора происходит непри переходе напряжения иа выходеинтегратора через ноль, так как реальные транзисторные ключи имеютостаточное напряжение, а также 50нелинейность пилообразного выходного напряжения интегратора в облас"тях, близких к моментам смены направления интегрирования.Цель изобретения - повышение точностиПоставленная цель достигается тем,что в счетчик электроэнергии,. содержащий последовательно соединенныепервую входную шину, интегратор, первый компаратор, охваченный положительной обратной связью, источникопорного напряжения с управляемой полярностью, выход которого подключенк другому входу интегратора, а также второй компаратор, первый входкоторого соединен с выходом интегратора, а выход - с первым входом логического блока, второй вход которогоподключен к выходу генератора опорнойчастоты, а выходы - к входам реверсивного счетчика, разрядные выходыкоторого являются выходом счетчикаэлектроэнергии, введены последовательно соединенные сумматор и нульорган, выход которого подключен ктретьему входу логичеекого блока,четвертый вход которого соединен свыходом первого компаратора, причемпервый вход сумматора подключен к выходу интегратора, а второй вход -к второй входной шине и второму входу второго компаратора.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого счетчика электроэнергии; на фиг, 2 - временные диаграммы,его работы,Счетчик электроэнергии содержитвходные шины 1 и 2, сигналы на которых пропорциональны соответственнотоку и напряжению исследуемой цепи,сумматор 3, интегратор 4, компараторы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения с управляемой полярностью,блок 8 положительной обратной связи,нуль-орган 9, генератор 10 опорнойчастоты,. логический блок 11, реверсивный счетчик 12, выход .которогоможет быть непосредственно соединенс входом индикатора 13, а входы подключены к выходам логического блока11, входы которого соединены соответственно с выходами компараторов 5и б, генератора 10 и через нульорган 9 с выходом сумматора 3, одинвход которого соединен с входнойшиной 2 и одним входом компаратора 6,а другой вход - с другим входом компаратора б, входом компаратора 5,охваченного положительной обратнойсвязью через блок 8, и выходом интегратора 4, один вход которого подключен к входной шине 1, а другойвход через источник 7 - к выходукомпаратора 5,1147984 другая на вычитающий вход счетчика 12.Интервал временимежду моментами переключения нуль-органа 9и(г) Счетчик электроэнергии работаетследующим образом,При отсутствии входных сигналовинтегратор 4 и компаратор 5 работаютв автоколебательном режиме, генерируя на выходе интегратора 4 симметричное треугольное напряжение, а навыходе компаратора 5, переключающегося при достижении пороговых уровней +Ус, меандр, Нуль-орган 9 и компаратор б имеют нулевые пороговыеуровни и переключаются одновременнов одном и том же направлении. На обоих выходах логического блока 11 сохраняется уровень "0".Входным сигналом Пп на шинеизменяются скорости изменения напря-.:30жения на выходе интегратора 4. Они1равны в . - (О +О ) при положительномТ. оо1и Т (По Пп) при отрицательном нап 35Твряженки на выходе компаратора 5.(Щ - напряжение.на выходе источника 7; То - постоянная времени интегратора 4).Вторым входным сигналом У вход О.,ной шины 2 задаются пороговые уровни компаратора 6 и нуль-органа 9.Так как напряжение с выхода интегратора 4 .и напряжение на входной шине 2 поданы на, разные входы компаратора 6, а у нуль-органа 9 суммируются,то компаратор б переключается вмоменты равенства напряжения пилыфЦ (моменты времени й 1. и С нафиг. 2), а нуль-орган 9 - -0; (моменты времени 1 и й на фиг. 2). Выход"ные сигналы компараторов 5 и 6, нульоргана 9 и генератора 10 опорнойчастоты подаются на входы логического .блока 11, на выходах .которого формируются пачки импульсов, одна из которых подается на суммирующий,Их разность равна откуда При указанной на фиг. 1 полярности подключения компаратора 6, а так-.же при использовании в качестве реверсивного счетчика 12 с раздельными прогрессивными и реГрессивными счетными входами логический блок 11 должен обеспечивать следук)щие логические функции: 0 = Р (А.В.С + А.В.С),Е = Г (А.В.С + А,В.С) интервал временимежду моментал ми переключения к мпаратора 6 С 1 и нуль-органа 9 Е л, 2% о 2 Р П П о-ф ц,ц (3)о Число импульсов, записанное всчетчике 12 за период работы схемыТ, равно я е -- (4)4 ТО 1 где Ео - частота генератора 10.Легко показать, что число, записанное в счетчик 12 за период ра-. боты Т, пропорционально энергиивходных сигналов за это время.Период работы схемы Т равен 4 ТоТ-т-го Пе 1 сПфПодставив это выражение в (4),получим Т, Гегде Эт - энергий за время Т.Таким образом, эа любой интервал времени, кратный целому числу пери 1 одов Т работы схемы, число, записан;ное в счетчике, пропорционально энергии входных сигналов. Технико-экоиомическое преимущество предлагаемого электронного счетчика электроэнергии по сравнеияо с147984 Фиг аказ 1570/37 Тираж 748 : Подпи И ффйатеВтф, г.Узиород, ул.Проектная, 4 известным состоит в повышении точности счетчика, обусловленном исключением ключей из аналогового тракта, а также независимостью показаний счетчика от линейности выходногонапряжения интегратора в моменты,близкие к моментам смены направления интегрирования.