Устройство измерения электрической энергии

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ТИИвСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 043.0,77 (21) 2530474/18-21 с присоединением заявки М С 01 В 21/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОмский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙЭНЕРГИИ Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к области измерения электрической энергии в сетях переменного и,постоянного тока различного5 назначения,Известны эЛектронные устройства для измерения электрической энергии, содержащее интегратор с подключенны ми к его выходу последовательно соединенными пороговыми элементом, устройством сброса и отсчетным устройством, На вход интегратора подается напряжение (ток), пропорцио нальное мощности в контролируемой, се-, ти,. Всякий раз, когда под действием этого напряжения (тока) выходное напряжение интегратора достигает срабатывания порогового элемента, уст ройство сброса возвращает интегратор в первоначальное состояние, выдавая одновременно импульс на отсчетное устройство. Данноеустройство имеет невысокую точность, что связано с 25 недоучетом энергии во время сброса интегратора (ошибка накопления), а также с влиянием дрейфа операционного усипителя, входящего в состав интегратора (11. Из известных электронных устройств измерения электроэнергии наиболее близким по технической сущности является устройство измерения количества поступающей энергии в обоих направлениях ее протекания при помощи электронных счетчиков. Оно состоит из переключателя полярности/мощности, выход которого через интегратор присоединен к двум пороговым элементам. Выходы пороговых элементов подключены к входам триггера. Выходы триггера связаны с последовательно соединенными элементом 2 ИЛИ и отсчетным устройством и с управляющим входом переключателя полярности мощности, Два выхода переключателя полярности мощности подключены к первым входам двух элементов ЗИ (2 .В этом устройстве ликвидируется погрешность накопления, т,е, псгрешность от дрейфа интегратора при уменьшении Мощности потребления погрешности"регистрации;энергии данным устройством возрастает по гиперболическому закону.Цель изобретения - повышение точности регистрации электроэнергии путем ликвидации погрешности.Пос. авленная цель достигаетсятем, что устройство измерения электрической энергии, содержащее переключатель полярности мощности, выходкоторого через интегратор присоединен к двум пороговым элементам, выходы которых соединены с входами триггера, а выходы триггера связаны с последовательно соединенными элементомМИЛИ и отсчетным устройствоми суФавляющим входом переключателя полярности мощности, и два элемента ЗИснабжено вторым элементом 2 ИЛИ, дискриминатором длительности, генератором импульсов, реверсивным счетчиком,индикатором знака и генератором ступенчатого напряжения,. при этом выхбды триггера соединены с первыми входами элементов ЗИ, вторые входы которых связаны с выходом генератора импульсов, а выходы подключены к входам реверсивного сЧетчика, выход ре- Иверсивного счетчика соединен с входом индикаторы знака, два выхода которого соединены с входами уйравляемого генератора ступенчатого, напряжения, а выход последнего присоединен к двходу интегратора, выходы пороговых .элементов через второй элемент 2 ИЛИсоединены с дискриминатором длитель.ности, выход которого подключен ктретьим входам схем совпадения, ЗОНа чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит переключатель1 полярности мощности, интегратор2, пороговые элементы 3 и 4, триггер 5, схемы ИЛИ б и 7, отсчетноеустройство 8, дискриминатор длитель-ности 9, схемы совпадения 10 и 11,генератор импульсов 12, реверсивныйсчетчик 1 3, индикатор знака 14 иуправляемтй генератор 15 ступенчато Ого напряжения.. В описании принятЫ следующие обозначения: О - напряжение на выходегенератора; 0 - напряжение на ныходетриггера; О+ и О,. - импулъсй на 4выходах индикатора знака; 0напряжение ва выходе генератора ступенчатого напряжения,Устройство работает следующимобраздм, . 50На вход переключателя 1 полярности мощности подается напряжение, пропорциональное мощности.контролируе-.мой сети. Допустим, переключатель 1нах 9 дился вначале в положении, показанном на чертеже. Напряжение навыходе интегратора 2 линейно изменяется до уровня 0, после чего срабатывает пс оговый элемент 3, переводя триггер 5 в противоположное состояние, Переключатель 1 тоже пере- Щводится в противоположное состояние,и интегрирование подключается в обратную сторону до уровня срабатыва.ния порогового элемента 4, Триггер5 и переключатель 1 возвращаются в исходное состояние, и дальше процесспродолжается аналогично. Импульсыот триггера 5 через схему ИЛИ бпоступают на отсчетное устройство 7.В результате общее число импульсов,поступивших на отсчетное устройство7, пропорционально энергии в контролируемой сети,Если смещение нуля интегратораотсутствует, скорость изменения еговыходного напряжения одинакова приинтегрировании в положительном иотрицательном направлениях. При наличии смещения д О наклон лийий,соответствующих положительному и отрицательному направлениям измененияОц,различен, На выходе триггера приэтом наблюдается последовательностьимпульсов со скважностью,отличнойот двух. Это может служить признаком наличия смещения ЬОВыделение признака происходит насхемах совпадения 10 и 11, реверсивном счетчике 13 и индикаторе знака14, Это происходит следующим образом. На вторые входы схем совпадения10 и 11 постоянно поступают счетныеимпульсы от генератора импульсов12. Если есть разрешение от дискриминатора длительности 9, то приположительном направлении интегрирования, когда триггер 5 находитсяв состоянии ф 1, счетные импульсычерез схему совпадения 10 пропускаются на вход прямого счета реверсивного счетчика 13, а при отрицательном - через схему совпадечия11 на вход обратного счета (триггер5 в 0.), В результате при несимметричности кривой интегрированияпосле каждого периода интегрирования 1 на реверсивном счетчике 13остается положительное или отрицателЬное число в зависимости от полярности напряжения смещения дО,Если на счетчике 13 есть ненулевой остаток, в конце каждого периодас индикатор знака 14 проводит анализзнака остатка на нем и в зависимостиот этого подает управляющий импульсна положительный или отрицательныйвход управляемого генератора 15 ступенчатого напряжения. Генератор 15состоит из двух одинаковых частейна положительную и отрицательнуюполярность напряжения, При поступлении импульса на один из входов, допустим, на вход +ф напряжение наего выходе возрастает на одну ступень аЕ. Это напряжение подается навход интегратора компенсируя егосмещение ьО,Когда этого напряжения недостаточно для компенсации, кривая интегрирования останется несимметричной,что приведет к ненулевому остатку нареверсивном счетчике 13 и срабатыванию индикатора знака 14, Напряже737855пазон счетчика с сохранением высо- кого класса точности, так как смещеНие нуля интегратора особенно сказывается в области малых сигналов.Формула изобретенияУстройствоизмерения электричес- .кой энергии, содержащее переключатель полярности мощности, выход кото рого через интегратор присоединенк двум пороговым элементам,выходыкоторых соединены с входами триггера,а выходы триггера связаны с последовательно соединенными элементом 2 ИЛИ 5 и отсчетным устройством и с управляющим входом переключателя поляр- .ности мощности, и два элемента ЗИо т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, устройщ ство снабжено вторым элементом 2 ИЛИдискриминатором длительности, генера-"тором импульсов, реверсивным счетчиком, индикатором знака и генератором ступенчатого напряжения, приэтом выходы триггера соединены спервыми входами элементов ЗИ,вторыевходы которых связаны с выходом генератора импульсов, а выходы подключены к входам реверсивного счетчика,выход реверсивного счетчика соединенс входом индикатора знака, два выхода которого соединены с входамиуправляемого генератора ступенчатогонапряжения, а выход последнего .присоединен к входу интегратора,выходы пороговых элементов черезвторой элемент 2 ИЛИ соединены с дискрийинутором длительйости, выход которого подключен к третьим входамсхем совпадения.4 СИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 1807581,кл. 21 Р 11/00, опублик, 1970,2. Патент Швейцарии Р 535435,кл. 6 01 В 21/06, 1971.737855,адскийКорректс ИПо о 3 с Патент филиал ПП Ужгород, ул Проектная,Редактор т Рыбалов ввЗаказ 2654/25 Цставитель Ф. Цахред Н.Ковалева Тйраа 1019 Государственного елам изобретений Москва, Х, Рауш одписноеета СССРнтийиаб., д. 4/