Преобразователь коэффициента мощности в код

(23) Приоритет -Опубликовано 30,06.80. Бюллетень .% 24 ва делам изобретений и открытийДата опубликования описания 02.07.80(71) Заявитель Пензенский политехнический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ В КОД,электроизмерительной техники и можетбыть использовано дпя цифрового измерения коэффициента мощности,Известен измеритель коэффициентамощности, основанный на методе сравнения, содержащий усилитель, управляемыйвыпрямитель, коммутаторы, усилительограничитель, управляемый делитель (УД),избирательный усилитель, индикатор нуля,фазочувствитепьный выпрямитель ( ФЧВ),югенератор частоты коммутации 11.Недостатком данного измерителя является то, что он не автоматический.Для автоматизации измерения к выходу ФЧВнеобходимо подключить реверсивный двигатель, кинематически связанный с реохордом УД. Наличие в схемеприбора двигателя и контактного реохорда приводит к усложнению структуры,снижению точности и надежности.Известен также преобразователь коэффициента мощности в код, содержашийкоммутатор, усилитель-ограничитель,2интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени, блок управления, ключи, реверсивный счетчик (РСЧ), генератор опорной частоты, делитель частоты, счетчик, преобразователь кода вчастоту. (ПКЧ) Е 23Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, так как цикл преобразования состоит из трех тактов. Кроме того, в преобразователь входят такие устройства, как ПКЧ и РСЧ, которые значительно усложняют структуру преобразователя.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь содержащий коммутатор, усилитель-ограничи- . тель, интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени (ИПНВ), генератор опорной частоты, ключ, счетчик и блок управления, причем входы коммутатора подключены к входным клеммам устройства, один из входов3 744 Мсвязан с входом ИПНВ, выход коммутатора соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен ктактовому входу ИПНВ, выход ИПНВсоединен с входом блока управления,5один из выходов блока управления соединен с управляющим входом ключа, выход ключа соединен с входом счетчика,введены, с целью повышения быстродействия преобразователь код-напряжение, регистр и устройство переписи, причемсигнальный вход ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, а выход счетчика соединен с сигнальнымвходом схемы переписи и выходной шиной устройства, управляющий вход счетчика соединен с вторым выходом блокауправления, выход схемы переписи соединен с входом регистра, выход которогосоединен с входом преобразователя к.однапряжение, а второй вход ИПНВ соединен с выходом преобразователя код-напряжение, управляющие входы схемы переписи и регистра соединены с третьими четвертым выходами блока управления, 25соответственно, пятый выход блока управления соединен с управляющим входомкоммутатора,На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого преобразователя, 30Она содержит коммутатор 1, усилитель-ограничитель (УО) 2, ИПНВ 3, блок4 управления (БУ) ключ 5, счетчик 6,генератор 7 опорной частоты, схему 8переписи, регистр 9, преобразователь 10 35код-напряжение (ПКН).Преобразователь коэффициента мощности в код содержит коммутатор 1, входыкоторого подключены к входным клеммамустройства, один из входов связан с40входом ИПНВ 3, выход коммутатора 1соединен с входом усилителя-ограничителя 2, выход которого подключен к тактовому входу ИПНВ 3, выход ИПНВ 345соединен с входом блока 4 управления;один из выходов блока 4 управления соединен с управляющим входом счетчика 6,выход ключа 5 соединен с выходом генератора 7 опорной частоты, а выходсчетчика 6 - с сигнальным входом схемы508 переписи и выходной шиной устройства,управляющий вход счетчика 6 соединенс вторым выходом блока 4 управления,выход схемы 8 переписи соединен с вхо 55дом регистра 9, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение 10, а второй вход ИПНВ 3 соединен с выходом преобразователя код-на,4 Фпряжение 10, управляющие входы схемы8 переписи и регистра 9 соединены стретьим. и четвертым выходами блока 4,управления соответственно, пятый выходблока 4 управления соединен с управляющим входом коммутатора 1.Цикл работы преобразователя состоитиз двух тактов,Перед началом работы по команде сБУ 4 происходит установка счетчика 6в нуль, а в регистр 9 записываетсятакое число Ио при котором выходноенапряжение ПКН равно номинальному значению образцового напряжения ИПНВ,01 г 1 Кн 1 ( 1)где М п - коэффициент преобразованияПКН.Длительность каждого из тактов определяется общим временем преобразованияИПНВ, которое в свою очередь, зависитот периода сигнала, подаваемого на входУО 2, Выходной сигнал с УО 2 задаетвремя интегрирования ИПНВ, Функцияпреобразования ИПНВ в общем случаеимеет вид 70огде К - коэффициент преобразованияИПНВ;T - выходной информативный инг 1 ЙВтервал ИПНВ,В первом такте по команде с БУ 4коммутатор подключает к входу УО 2напряжение У;Ц =Ц 5 пь , и интегрирование осуществляется в течениеполупериода этого сигнала ( Т = - )Т2т.е. синфазно с полупериодом интегрируемого сигнала У-. Выходнойинтервал времени ИПНВ определяетсяв этом случае как(2)ИПНВ 1 У РЭтот интервал времени измеряетсясчетно-импульсным методом путем заполнения счетчика 6 через открытый(по команде с БУ 4) ключ 5 импульсами генератора 7 опорной частоты счастотой.Поокончанииинтервала ТИПНВ 1в счетчике фиксируется числоТУ-у : ТтИПНВ О У Ю 0(3)Перед началом второго такта покоманде с БУ 4 осуществляется перепись через схему 8 переписи числа Ю ,Код с выхода регистра 9 подается на ПКН 10, при этом на его выходе устанавливается опорное напряжениеВо втором такте по команде с БУ 4 коммутатор подключает к входу УО 2 напряжение Уй) = Ущ 5(п(Ь 31 фУ),т.е. О интегрирование напряжения 0 :Ц 5), ц осуществляется за полупериод напряжения Цу )Выходной информативный интервал времени ИПНВ в этом случае определяется 5 выражением(6)о7 ипнв у225Данный интервал Гц,ц также измеипнвряется счетно-импульсным методом путем заполнения счетчика 6 через открытый ключ 5 импульсами. В результате .о30 в счетчике 6 фиксируется число.(7)ЛГ Фсок РТаким образом, по оокончании второго З 5 такта на выходе счетчика будет код, линейно связанный (7) с коэффициентом мощности со РКак видно, весь цикл преобразования состоит из двух тактов в отличие от 40 известного устройства, цикл работы которого состоит из трех тактов, следовательно, предлагаемый преобразователь обладает более высоким быстродействием.Кроме того, в предлагаемом устройст ве отсутствуют реверсивный счетчик и преобразователь код-частота, которые усложняют структуру прибора, Введенный ПКН не усложняет структуру преобразователя, так как от него не требуется высокой точности, и он может быть выполнен по самой простой схеме. Формула изобретения Преобразователь коэффициента мощности в код, содержащий коммутатор, усилитель-ограничитель, интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени, генератор опорной частоты, ключ,счетчик и блок управления, причем входыкоммутатора подключены к входным клеммам устройства, один из входов связанс входом интегрирующего преобразователя напряжения в интервал времени, выход коммутатора соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к тактовому входу интегрирующегопреобразователя напряжения в интервалвремени, выход интегрирующего преобразователя напряжения в интервалвремени соединен с входом блока управления, один из выходом блока управлениясоединен с управляющим входом ключа,выход ключа соединен с входом счетчика,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, в него введены преобразователь код-напряжение, регистр, схема переписи, причемсигнальный вход ключа соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходсчетчика соединен с сигнальным входомсхемы переписи и выходной шиной устройства, управляющий вход счетчика соединен с вторым выходом блока управления, выход схемы переписи соединен свходом регистра, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, а второй вход интегрирующегопреобразователя напряжения в интервалвоемени соединен с выходомпуеобразователя код-напряжение, управляющие входысхемы переписи и регистра соединепыс третьим и четвертым выходами блока управления,соответственно, пятый выход блока управления соединен с управляющим входом коммутатора,Источники информациизпринятые во внимание при экспертизе1. Орнатский П. П, и др. Измерительные приборы периодического сравнения.М"Энергия, 1975, рис, 5-5.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2404538,кл. (т 01 Я 21/00, .1977,31/21 Тираж 995ИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откр113035, Москва, Ж, Раушс Подписноеета СССРытийкая набд. 4 Составитель А, Кузнецов С. Тимохина Техред Я, Бирчак Корректор Е. Па