Преобразователь активной мощности в цифровой код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТНЕСНРЕСПУБЛИН А 1 4 С 01 К 21/1 ОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСА ЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ А ВТОРСНОМ,Ф явл ния ски умно- трони СР974. ТИВНОЙ ЮЩНОСтся к элеке и можетэмерении акизобретения(57) Изобретение отнотроизмерительной технибыть использовано притивной мощности. Цель яется повышение точности измереДля достижения поставленной цели в устройство, содержащее входной преобразователь 2 напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 11, интегратор 15, генератор 16 импульсов, сравнивающий блок 17, цифровой делительный блок 18, введены аналоговые коммутаторы 4 и 5, ком параторы 6 и 7, формирователи 8 и 9 модуля, блок 10 управления, логический элемент 12 ИСКЛ 10 ЧАКЩЕЕ ИЛИ, управляемый инвертор 13, логический элемент ИЛИ 14. Независимо от знака произведения входных сигналов пере- множитель работает в одном квадранте в течение обоих тактов интегрирования, вследствие чего сокращается нелинейность и соответственно повышается точность.ил."паратора 7, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ14, выход которого соединен с управляющим входом управляемого инвертора 5 13, выход генератора 16 соединен свходом цифрового делительного блока18, первый выход блока 10 управлениясоединен с первым управляюшнм входомпервого коммутатора 4, с первым уп- О равляющим входом второго коммутатора5 и с первым управляющим входом цифрового делительного блока 18, второйвыход блока 10 управления соединенс вторым управляющим входом первого 5 коммутатора 4, с вторым управляющим .входом второго коммутатора 5, с вторым входом логического элемента ИЛИ14 и с вторым управляющим входом циф.рового делительиого блока 18, третий 40 выкод блока 10 управления соединен стретьим управляющим входом первогокоммутатора 4, с третьим управляющимвходом второго коммутатора 5 и с входом сброса интегратора 15, причем вы"ходы цифрового делительного блокаявляются выходами цифрового измерителя мощности.1 х. (е) = К,.(С)ц Ц(1) (2) 4 127Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при измерении активноймощности.Цель изобретения - повьппение точ"ности измерения,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь активной мощностив цифровой код содержит входной преобразователь 1 тока, входной преобразователь 2 напряжения, источник 3опорного напряжения, первый 4 и втброй 5 аналоговые коммутаторы, первый6 и второй 7 компараторы, первый 8 ивторой 9 формирователи модуля, блок10 управления, перемножитель 11, логический элемент ИСКЛ 1 ОЧЙОЩЕЕ ИЛИ 12,управляемый инвертор 13, логическийэлемент ИЛИ 14, интегратор 15, генератор 6 импульсов, сравнивающий блок17 и цифровой делительный блок 18,Выход входного преобразователя 1тока соединен е первым входом первого аналогового коммутатора 4 и с входом первого компаратора 6, выход преобразователя 2 напряжения соединенс первым входом второго аналоговогокоммутатора 5 и с входом второгокомпаратора 7, выход источника; 3опорного напряжения соединен с вторым входом первого аналогового коммутатора 4 и с вторым входом второгоаналогового коммутатора 5, третийвход первого аналогового коммутатора4 и третий вход второго аналоговогокоммутатора 5 соединены с общей шиной, выход первого аналогового ком"мутатора 4 соединен с входом первогоформирователя 8 модуля, выход которого соединен с первым входом перемножителя 11, выход второго аналоговогокоммутатора 5 соединен с входом второго формирователя 9 модуля, выходкоторого соединен с вторым входомперемножителя 11, выход которого со"единен с входом управляемого инвертора 13, выход которого соединен с входом интегратора 15, выход которогосоединен с первым входом сравнивающего блока 17, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вторым входом блока 10 управления, первый вход которого соединен свыходом первого компаратора 6 и спервым входом логического элементаИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ .12, второйвход которого соединен с выходом второго комПреобразователь работает следуюЗ 0 щим образом.Входные преобразователи тока 1 и,напряжения 2 преобразуют ток (1) и напряжение ц(п) в пропорциональные им сигналы где К; " коэффициент преобразованиятока;40К - коэффициент преобразованиянапряжения,Компараторы 6 и 7 переключаютсяв противоположное состояние соответственно в моменты перехода сигналов45 х. и хчерез нуль, причем по"ложительному сигналу на входе компаратора соответствует уровень логической единицы на его выходе,В первом такте в момент запуска50 блок 10 управлейия вырабатывает напервом выходе импульс длительностьюТ, где Т - период колебаний входногосигнала, посредством которого открываются соответствующие ключи перво 55 го 4 и второго 5 коммутаторов. Навход первого формирователя 8 модуляпоступает напряжение х;(С), на входвторого формирователя,9 модуля пос"(5) з 1275 тупает напряжение х(С), а цифровой делительный блок 18 начинает отсчет импульсов генератора 16 импульсов.Выходные напряжения формирователей 8 и 9 модуля равны соответственно 1 х(с)1 и х1. Выходное напряжейие перемножителя 1 равно= Кх,(е)х (е) (3) где К- коэффициент передачи пере Омножителя.Компараторы 6 и 7 определяют знаки напряжений х,(й) и х(й). В случае совпадения знаков логический элемент ИСКЛЮЧМОЩЕЕ ИЛИ 12 через логи ческий элемент ИЛИ 4 переключает управляемый инвертор 13 в режим повторителя, в случае несовпадения знаков - в режим инвертора. Таким образом, происходит восстановление знака 20 произведения сигналов х.(с) и х (г) на выходе управляемого инвертора 13. Входное напряжение интегратора 15 равно П= Кх(т) х (С), (4)25Выходное напряжение интегратора15 в конце первого такта интегриро"вания равноК .К К Ки"ЭОа л -ф- ц(с).1.(С)дСи,1Со где К - коэффициент передачи интегратора; ЗЗс- постоянная времени интегрирования.За время первого такта интегрирования на вход цифрового делительного блока 18 поступит число импульсов М ,ф равное 308 4генератора 16 импульсов в течение второго такта интегрирования.Выходные напряжения формирователей 8 и 9 модуля равны 1 У, а выходное напряжение перемножителя 11 рав- но и и Ч (7)Входное напряжение интегратора 15 равно Ч 2 и о2(8)Второй такт интегрирования продолжается до момента сравнения с нулем выходного напряжения интегратора 15КК К Ки(С) хОдх д(й)се -- аП де щ О. (9)КК. Г аоО Из уравнения (9) следует, что длительность второго такта интегрирования д равна(10)оВ течение второго такта интегрирования на вход цифрового делительного 2 блока 18 поступит число импульсов Н равное Ь 1М (11)Следовательно, искомое значение мощности равно2РУ И(12)КК ИПо окончании второго такта интег.1 рирования цифровой делительный блок 18 вычисляет отношение в -2- котороея фТМТ фгде Т " период импульсов.45После окончания первого такта интегрирования блок 10 управления вырабатывает на втором выходе импульс, посредством которого открываются соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов, на входы перво" го 8 и второго 9 формирователей модуля поступает напряжение П источника 3 опорного напряжения, управляемый инвертор 3 переключается в режим иивертора через логический эле" мент ИЛИ 14, а цифровой делительный блок 18 начинает отсчет импульсов и является результатом измерения, блок 10 управления вырабатывает на третьем выходе импульс, посредством которого открываются соответствующие ключи первого 4 и второго 5 коммутаторов, входы формирователей 8 и 9 модуля подключаются к общей шине, а интегратор 15 переключается в режим сброса. Преобразователь готов к новому циклу измерения, который начнется в следующий момент перехода сигнала х (с) через нуль.Иэ принципа работы, предлагаемого устройства видно, что независимо от ,знака произведения входных сигналов перемножитель работает в одном квадСоставитель В.ШубинРедактор А.Коэориз Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5, Ф 5 12753 ранте в течение обоих тактов интегрирования, вследствие чего на точности устройства оказывается лишь нелинейность, проявляющаяся только в данном квадранте, которая значи-. тельно меньше нелинейности, проявляющейся при работе перемножителя во всех четырех квадрантах.Кроме того, из выражения (12) видно, что коэффициент передачи пере О множителя не входит в функцию передачи устройства, следовательно, его погрешность не влияет на точность предлагаемого преобразователя. 15 Формула изобретенияПреобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий входные преобразователи тока и напряжения, входЫ которых соединены с соответст вующими входными шинами, перемножитель, интегратор, соединенный выходом с входом сравнивающего блока, источник опорного напряжения, генератор импульсов, цифровой делитель ный блок, выход которого является выходом преобразователя, о т л и - ч а ю,щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены первый и второй ком мутаторы, первый и второй формирователи модуля, первый и второй компараторы, блок управления, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАК 1 ЦЕЕ ИЛИ, управляемый инвертор, причем выходы входных преобразователей тока и напря 08 Ьжения подключены к первым входам первого и второго коммутаторов соответственно и к входам первого и второгокомпараторов, источник опорного нап"ряжения соединен с вторыми входамикоммутаторов, третьи входы которыхзаземлены, управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующимивыходами блока управления, выходыкоммутаторов через соответствующиеформирователи модуля соединены свходами перемножителя, выход которого через управляемый инвертор соединен с входом интегратора, третий выход блока управления соедИнен с вторым входом интегратора, второй выходблока управления соединен с первымивходами элемента ИЛИ и цифрового делительного блока, вторые входы которых соединены соответственно с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым выходом блока управления, генератор импульсов соединен с третьим входом цифрового делительного блока,выходы которого являются выходамипреобразователя, выход первого компаратора соединен с первыми входамиблока управления и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго компараторасоединен с вторым входом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход элемента ИЛИ,соединен с управляющим входом управляемого инвертора, второй вход сравнивающего блока заземлен, а выходсоединен с вторым входом блока управления,