Преобразователь активной мощности в цифровой код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 13 ЛИК 4 С 01 К 2 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕ П:НИЯМ И ОТНРЫТИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ С у 44итехн еский анарь,Ф,И.Жютякин88.8) Использование ИС еме ваттметра.-Зле 20, с. 66-67. е свидетельство СС л, С 01 В 19/26, 1(57) Изобретение может быть использо"вано при измерении активной мощности сигналов произвольной формы.Цель изобретения - расширение функ"циональных возможностей устройства.Преобразователь содержит преобразователи 1 и 2 тока и напряжения, источник 3 опорного напряжения, перемножитель 6, интегратор 9, блок 10сравнения и генератор 13 счетныхимпульсов. Введение переключателей4 и 5, управляемого инвертора 7, перемножающего цифроаналогового преобразователя 8, блока 11 управления,блока 12 памяти и счетчика 14 позволяет измерять непериодические сиг- а1441326 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при измерении активноймощности сигналов произвольной фор 5мы,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетизмерения непериодических сигналов.На чертеже представлена блок"схема преобразователя активной мощ"ности в цифровой код.Преобразователь активной мощности в цифровой код содержит входныепреобразователи 1 и 2 тока и напряжения, источник 3 опорного напряжения, первый и второй переключатели4 и 5, перемножитель.б, управляемыйинвертор 7, перемножающий цифроанало"говый преобразователь (ЦАП) 8, инте"гратор 9, блок 10 сравнения, блок11 управления, блок 12 памяти, гене"ратор 13 счетных импульсов и счетчик 14. Выходы входных преобразователей 1 и 2 тока и напряжения соединены с первыми входами соответственно первого и второго переключателей 4 и 5, вторые входы которыхсоединены с выходом источника 3 опорного напряжения, выходы первого ивторого переключателей 4 и 5 соеди".иены с соответствующими входами пе"ремножителя 6, выход которого черезпоследовательно соединенные управляемый инвертор 7, перемножающий ЦАП8, интегратор 9 соединен с пврвымвходом блока 10 сравнения, второйвход которого соединен с общей шиной,а выход - с первым входом блока11 управления, выход генератора 13счетных импульсов соединен с вторым 40входом блока 11 управления и входомсчетчика 14, .первый, выход блока 11управления соединен с управляющими.входами первого и второго переключателей 4 и 5, управляемого инвертора7 и входом установки в ноль счетчика 14, вторые выходы блока 11. управления соединены с входами блока 12,выходы которого соединены с цифровы"ми. входами перемножающего ЦАП 8, вы 5 Оходы счетчика 14 являются выходамиустройства, а входы входных преобразователей 1 и. 2 тока и напряжения -входами преобразователя.,а "цп, и и(с) с)йс,о (4) где К - коэффициент передачи интег ратора; я(с) - весовая функция. Весовая функция реализуется методом ступенчатой аппроксимации по формуле,) сигде К с . - значение коэффициенД 1та передачи перемно-,жающего ЦАП (п - текущее значение кодана цифровых входахПАП Б - число возможных кодовых комбинаций на цифровыхвходах ЦАП) в интервале времени от Преобразователь активной мощностив цифровой код работает следующим образом. Входные преобразователи тока 1 и напряжения 2 преобразуют ток д(с) и напряжение п(с) в пропорциональные им сигналы:х, (С) К, 1(С); (1)х(с) = Кцц(с) . (2) где К; - коэффициент преобразованиятока;К(, - коэффициент. преобразованиянапряжения.Преобразование активной мощности в код осуществляют методом двухтактного интегрирования.В первом такте в момент запуска блок 11 управления вырабатывает на первом выходе импульс с фиксированной длительностью,с,посредством которого переключаются переключатели 4 и 5, управляемый инвертор 7 пере-. ходит в режим прямой передачи сигнала, а счетчик 14 обнуляется. Сигналы х,(с) и х(с) поступают на входы перемножителя 6, выходное напряжение которого, как и выходное напряжение управляемого инвертора.7, равно0, =Кх, (с)хц(с) . (3) где К- коэффициент передачи перемножителя.Усреднение . напряжения Ю, осуществляется известным методом весовой функции посредством перемножающего ЦАП 8, работающего в режиме управляемого делителя тока, и интегратора 9. Выходное напряжение интегратора 9 в конце первого такта интегрирования равно(8) 35 М, (12) до С, при1этом длительностьинтервала, времениСне зависитот значения 1 и рав"Сф1на ю с Окш о1с= с,;10ш - число ступеней аппроксимации;8(с) в . единичная функция,которая определяетсякак15 Так как в процессе усреднения ме 20 тодом весовой функции переменная составляющая функции р(С) ц 1 С)ь(с), которую обозначим Р(с), подавляется при нулевом ослаблении постоянной составляющей, равной Р - активной мощности, то выражение (4) с учетом выражения (5) можно представить в виде т630 и, -кк,к,к,к .(Р+Р(с 1 к- о и 1 и, Д 1С-ККККР ., К +8, (6)и и 1ш, 1 ф где 8 - остаточная погрешность от,и может быть обеспечена достаточно малой при соответствующем выборе вида весовой функции Я (С) и интер" 45 вала времени с. Например, функция Дольфа-Чебышева при длительности, интервала времени усреднения 3,2 периода усредняемого напряжения мини-, мальной частоты обеспечивает подав ление .переменной составляющей на 80 дВ. Управляющие коды, обеспечивающие соответствующие значения К , хранятся в блоке 12 памяти и ойределяют вид весовой функции. Выборка управляющих кодов из блоков 12 памяти производится сигналами, посту" пающими на его входы с вторых выходов блока 11 управления.По окончании первого такта интегрирования управляющим сигналом с первого выхода блока 11 управления производится переключение переключателей 4 и 5, управляемый инвертор 7 переходит в режим инверсной передачи сигнала, на счетчик 14 приходит сигнал, разрешающий счет.На входы перемножителя 6 поступает опорное напряжение О источника 3, сигнал с выхода перемножителя 6 инвертируется управляемым инвертором 7, при этом его выходное напряжение равно В течение второго такта интегрирования на цифровые входы ЦАП 8 поступает код, соответствующий коэффициенту передачи ЦАП 8 К1, поэтому на вход интегратора поступает полностью напряжение Б, . Интегрирование продолжается до момента сравнения выходного напряжения интегратора 9 с нулем, определяемого блоком 10 сравнения, сигнал с выхода которого поступает на первый вход блока 1 управления, следовательно,Пи КиКо ПоС учетом выражения (6) получимю К;Кц Р К +8-(С - С, )Б = О. 5= (10) В течение второго такта на вход счетчика 4 поступает число импульсов, равное м = К (с - с,), (11) где Е - частота генератора счетныхимпульсов.Так как значение 3 достаточно мало, то им можно пренебречь, и искомое значение активной мощности будет равно РК,КС,Г1 ат.е. прямо пропорционально состоя-. нию счетчика 14 в конце второго такта.По окончании второго такта начинается новый цикл измерения.Составитель С.Сафохин Техред И.Верес Корректор Г.Решетник Редактор М.Петрова Заказ 6994 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 13035, Москва, Ж, Раушская наб ., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 5 1443 Формула и э о б р е т е н и яПреобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий входные преобразователи тока и напряжения,5 входы которых являются входами пре" образователя, перемножитель, интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, источник опорного напряжения, генератор счетных импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены первый и второй переключатели, управляемый инвертор, пе" ремножающий цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, блок управ" ления и счетчик, причем выходы вход" ных преобразователей тока и напря" жения соединены с первыми входами соответственно первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом источника опор" ного напряжения, выходы первого и 2 б 6второго переключателей соединены ссоответствующими входами перемножитеия, выход которого соединен черезпоследовательно включенные управляемый инвертор, перемножающий цифроаналоговый преобразователь с входом интегРатора, второй вход блокасравнения соединен с общей шиной, авыход - с первым входом блока управления, выход генератора счетных импульсов соединен с вторым входомблока управления и входом счетчика,первый выход блока управления соединен с управляющими входами первого и второго переключателей, управляемого инвертора и входом установки в "О" счетчика, вторые выходыблока управления соединены с входами блока памяти, выходы которогосоединены с цифровыми входами перемножающего цифроаналогового преобразователя, выходы счетчика являются выходами устройства.