Способ измерительного преобразования мощности электрических сигналов

,14 51) 4 С 01 К 21/О ТЕЛЬСТВ МУ С АВТО ь сигналов е 2 ил е ель ван шение точер но леаключаетсяенного сравьного наого превосигналов, с и его ин-. за периодрвый и вто и 2, генев напряжения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПо ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Безинович А.Я., Шапиро Е.З,Измерение электрической мощности взвуковом диапазоне частот, - Л.:Энергия, 1980, с.24.Там же, с.39, 58-60,(54) СПОСОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯИЯ МОШНО СТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИ ГНАЛОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах, измеряющих мощность и энергию электрических сигнаетение относится к измеритехнике и может быть испольприборах, измеряющих мощэнергию электрических сигнаность и лов. Цель изобретения - пов ности и упрощение способа тельного преобразования м ктрических сигналов,Сушность изобретения з в том, что путем одноврем нения переменного треугол пряжения с частотой, нами ходяшей частоту входных с одним из входных сигналов ерсного сигнала, дважды переменного треугольноголов. Цель изобретения - повышениеточности и урощение способа измерительного преобразования мощности электрических сигналов. Одновременносравнивают переменное треугольноенапряжение с одним из входных сигналов и его инверсным значением. Частота переменного треугольного напряжения намного превосходит частотувходных сигналов, Дважды за периодпеременного треугольного напряжения.формируют импульсную последовательность. Длительность импульсов прямопропорпиональна среднему значениювходнс.о .сигнала на этих интервалахврем ни. Амплитуда. равна амплитудевторого входного сигнала. Полярностопределяется в зависимости от результатов сравнения полярностей обоих 2 . МВЬформируют импульсную последовательность с длительностью, прямо пропор-9 авйциональной среднему значению данного Фейвходного сигнала на этих интервалах ф,времени, амплитудой, равной амплиту- фде второго входного сигнала, и полярностью, определяемой в зависимости от результатов сравнения полярнос- .тей обоих входных сигналов,На фиг,1 представлена блок-схемаустройства реализующего способ из 1ееаЬмерительного преобразования мощностиэлектрических сигналов; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устр.ойства.Устройств перой усилител 1ратор 3 переменного треугольногонапряжения, формирователь 4 знака,первый и второй логические элементы5 и 6, первый и второй компараторы 7и 8 и первый и второй ключи 9 и 10,логический блок 11, усредняющий блок12, причем первый вход устройства соединен с входом первого усилителяинвертора 1, первый выход которогосоединен с первыми входами первогоключа 9 и формирователя 4 знака, авторой выход соединен с первым входомвторого ключа 10, второй вход устройства соединен с входом второгоусилителя-инвертора 2, первый выходкоторого соединен с первым входомпервого компаратора 7 и вторым входомформирователя 4 знака, а второй выходсоединен с первым входом второго 20компаратора 8, вторые входы первогои второго компараторов 7 и 8 соединены с выходом генератора 3 переменного треугольного напряжений, а выходы с входами логического блока 2511, выход которого соединен с первымивходами первого и второго логическихэлементов 5 и 6, вторые входы которых соединены с выходом формирователя4 знака, а выходы с вторыми входами 30первого и второго ключей 9 и 10 соответственно, выходы ключей соединеныс входами усредняющего блока 12, выход которого является выходом устрой.ства.Устройство, реализующее способизмерительного преобразования мощности электрических сигналов, работаетследующим образом.Нормализованные сигналы поступаютна входы устройства, например Ппропорциональное напряжение, попадает на первый вход, а Б , пропорциональное току, попадает на второй,Первый и второй усилители-инверторы1 и 2 преобразуют сигналы таким образом, что на первом выходе присутствтет сам сигнал, а на втором - его инверсия.Далее напряжение П и его инверсное значение сравниваются на соответ- , ствующих входах первого и второго компараторов 7 и 8 с переменным треугольным напряжением Ц(Е) от генератора 3 переменного треугольного напряжения, Причем П. ,(фиг.2 а). Первый и второй компараторы 7 и 8 выдают информационный сигнал на своих выходах в моменты времени, когда соответствующее, прямое или инверсное, напряжение превышает треугольное (Фиг.2 б,в). Логический блок 11 анализирует сигналы на своих входах и выдаат управляющий сигнал на вторые входы первого второго логических элементов 5 и 6 согласно алгоритмуху + ху = 1,где х и у - соответственно сигналына выходе первого и вто-,рого компараторов 7 и 8,т.е, фактически в моментынесовпадения (Фиг.2 б,в)Таким образом, Формируются интер-,валы Т и Дц за один период Т,переменного треугольного напряженияотНапряжение Ги его инверсия попадают на соответствующие входыпервого и второго ключей 9 и 10, Одновременно Формирователь 4 знака анализирует полярности входных сигналови выдает информационные сигналы напервые входы первого и второго логических элементов 5 и 6 (Фиг.2 г), Приэтом один и тот же сигнал для одногологического элемента является отпирающим, а для другого - блокирующим,и наоборотТ.е, таким образом,исключается одновременная коммутацияпервым и вторым ключами 9 и 10 первого входного сигнала и его инверсии. Формирователь 4 знака работаеттаким образом, что если полярностисигналов совпадают, то он выдаеттакой управляющий сигнал, по которому через соответствующий логическийэлемент и ключ коммутируется положительная полуволна либо самого первого входного сигнала, либо сформированной его инверсии. При несовпадении по сигналу с формирователя 4знака коммутируется отрицательнаяполуволна (Фиг.2 г),Таким образом, логический блок 11 определяет моменты коммутации, а формирователь 4 знака - подключение соответствующей полуволны,Следовательно на входы усредняющего блока 12 поступает знакопеременная импульсная последовательность, сформи. рованная на соответствующих интервалах времени из первого входного сигнала и его инверсии. Эта последовательность суммируется и усредняется.15 112. 1 нВ 1;4 Бт макс или 20 Ы =йС, +31;усредняющим блоком 12, на выходекоторого получаем мощность.Соотношения способа измерительногопреобразования мощности выводятсяследующим образом,Исходя из уравнения треугольногосигнала т = (411 т Тт)ф 0 4 й 4 Тт/4, получают (Фиг. 2 а) для первого преоб- разования---- ГП+П (т. )3 =Тт4 1.1 2 1 2 нНВ 1+1макс--- 21.1 (Е )т254 П т сс 2 сР 111+1 ТтП ( )211Мс(нсА для второго преобразования ана 30ло гично(Д:-1) ( . ),2 Б 2 СР 1+2, +Эт максПлощадь импульсов, сформированных из первого напряжения путем ком( 35 мутации на интервалах Вс и Ь 1: определяется как Тт( ) --- -П (. )ф 2 1+Э 211 2 ср (ф (+3т макс 4 6А за весь период переменного треугольного напряжения я: - , - - - 1., (с .И ).Т(сР-) сР 1 1 фЗт макс При этом значение напряжения на выходе усредняюшего блока будет МБ. = Т(Е Г.Б ) =:-Х ---( ) г (с.):1(. ТтТ ., П1 а2 1макс1тТмакс т,е, пропорционально мощности. Формула изобретения Способ измерительного преобразования мощности электрических сигналов, заключающийся в том, что преобразуют аналоговые входные сигналы,пропорциональные току и напряжению,в параметры последовательности импульсов, близких к прямоугольным,производят интегрирование импульснойпоследовательности, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, дополнительно инвертируют входные сигналы,сравнивают один из них и его инверсию с переменным треугольным напряжением и коммутируют по результатамсравнения положительную полуволнулибо второго входного сигнала, либоего инверсного сигнала, если полярности входных сигналов совпадают,и отрицательную полуволну тех жесигналов, если полярности входныхсигналов не совпадают,ого комитета по иэобрет 35, Москва, Ж-З 5, Раушс м и открытиям при ГКНТ СССнаб д. 4/5