Измерительный преобразователь для ваттметра

Сфез Советски кСоциалистическиеРеспублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 901929(51)М. Кд. 0 01 К 21/00 3 Ьеударетеаеый квинтет СССР ае дави взееретеннв н открытииОпубликовано 30,01.82. Бюллетень1 т Дата опубликования описания 30.01.82) Авторыизобретения енский политехнический инстит(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ВАТТМЕТРА ключныхвотоо Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при создании ваттметрови счетчиков электроэнергии,Известен преобразователь, осуществляющий перемножение двух напряжений,построенный на основе интегрирующегопреобразователя напряжения в интервалвремени и генератора опорных треугольных импульсов 113.Его недостатком является то, чтнаступлению установившегося ражимапредшествует переходный процесс, длительность которого зависит от одногоиз перемножаемых напряжений, а этоснижает быстродействие прибора.Известен также измерительный преобразователь, содержащий два интегратора, четыре ключа, источник опорного напряжения, нуль-орган, блок управления, генератор тактовых импульсов (ГТИ), причем один из входов первого интегратора через ключ соединенс первой входной шиной, второй вход первого интегратора через второй соединен с выходом источника опор напряжений, управляющие входы пер го и второго ключей соединены с первым выходом блока управления, выход первого интегратора подключен через третий ключ к входу нуль-органа, .выход последнего связан с входом блока управления, управляющий вход третьего ключа подключен к выходу ГТИ, а вход второго интегратора через четвертый ключ соединен с второй входной шиной, управляющий вход четвертого ключа подключен к второму выходу блока управления, выход второго интегратора является выходом преобразователя 1 21.Недостатком данного устройства является низкая точность преобразования, обусловленная наличием в функции преобразования постоянной времени второго интегратора, нестабильность которой приводит к значительной погрешности преобразования.3 90192Щель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь для ваттметра, содержащий два интегратора, операционный усилитель, четыре ключа, источник опорных напряжений, нуль-орган, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу 10 блока управления, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, первый вход первого интегратора через первый ключ соединен с первой входной шиной, второй вход первого интегратора через второй ключ соединен с выходом источника опорных напряжений, управлящие входы первого и второго ключей соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, причем вторая входная шина подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которого через третий ключ д 5 соединен с третьим входом первого интегратора, выход которого подключен к входу нуль-органа и к неинвертируащему входу операционного усилителя, который через четвертый ключ соеди- Зь нен с выходной шиной, управляющий вход цетвертого ключа соединен с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу блока управления.(роме того, второй интегратор выполнен на реверсивном счетчике.На чертеже представлена схема устройства,Измерительный преобразователь дляваттметра содержит первый интегратор 1, четыре ключа 2-5, источник 645опорных напряжений, нуль-орган 7,блок 8 управления, генератор 9 тактовых импульсов, операционный усилитель10, второй интегратор 11.Измерительный преобразователь дляваттметра работает следующим образом.В исходном состоянии все ключи разомкнуты, выходное напряжение первогоинтегратора равно нулю, а напряжениена выходной шине отсутствует. С приходом тактового импульса с ГТИ 9, покоманде с блока 8 управления замыкается ключ 1. В результате первый ин 9 4тегратор 1 и операционный усилитель 10 оказываются охваченными отрицательной обратной связью через ключ ч.Под действием отрицательной обратной связи на выходе первого интегратора 1 практически мгновенно(при достаточно большом коэфФициенте усиления операционного усилителя 10) устанавливается напряжение, равное по значению входному напряжению О (й), подключенному к инвертирующему входу операционного усилителя 10.После того, как конденсатор первого интегратора оказывается заряженным до мгновенного значения входного напряжения, по команде с блока 8 управления открывается ключ 3 и закрывается ключ 4, Происходит линейный разряд первого интегратора 1 опорным напряжением, подаваемым с источника 6 опорных напряжений, до нуля. Иомент равенства выходного напряжения первого интегратора 1 нулю Фиксируется нуль-органом 7, который выдает сигнал на блок 8 управления. Интервал времени, в течение которого первый интегратор разряжается до нуля, измеряется счетно-импульсным методом путем заполнения второго интегратора 11, выполненного на реверсивном счетчике, импульсами с ге- нератора 9 тактовых импульсов, поступающими на вход сложения по команде с блока 8 управления. По окончании этого такта в интеграторе 11 фиксируется числоН = - (л "о,О 1 ,(1)Оогде Оь - мгновенное значение первого входного напряжения, заполненное конденсатором первого интегратора;О, - напряжение, подаваемоес истоцника 6 опорных напряжений;=ВС - постоянная времени первого интегратора;о - частота импульсов, поступающих на вход интегратора 11,После того, как срабатывает нульорган 7, блок 8 управления закрываетключ 3, открывает ключ 2 и разрешаетпрохождение счетных импульсов на входвычитания интегратора 11, причем часФормула изобретения 5 9019 тота поступающих на вход вычитания импульсов определяется вражением: -) (2) где и - масштабный коэффициент, задаваемый блоком 8 управления.Значение масштабного коэффициента и задается блоком 8 управления в зависимости от диапазона входных напряжений с целью получения необходи О мой чувствительности.Таким образом, в течение этого такта происходит интегрирование второго входного напряжения Оф(й) до тех пор, пока число (1), записанное в интегра торе 11 в течение предыдущего такта, не станет равным нулю, о чем интегратор 11 выдает сигнал на блок 8 управленияБлок 8 управления размыкает ключ 2, запрещает прохождение импуль- щ 0 сов на вход вычитания интегратора 11 и открывает ключ 5. В результате первыйинтегратор 1 переходит в режим хранения напряжения, до которого заряжается конденсатор первого ин тегратора в течение последнего такта, это же напряжение оказывается .)одключенным к выходной шине.При этом выходное напряжение устройства определяется выражением30ОрйЬюд)у фили с учетом (1) и (2) получаетО) Ор ВрОьих = - ) -- и (3)о35 где С=ВС - постоянная времени первого интегратора по второму входу;О - интегральное значениевторого входного напряжения.Выражение (3) является Функцией преобразования преобразователя. Если одно иэ входных напряжений пропорционально напряжению загрузки, а другое - току нагрузки, то выходное напряжение пропорционально электрической мощности.В функцию преобразования предлагаемого преобразователя входят вели 50 чины, которые могут быть заданы с высокой точностью и стабильностью во времени; в отличие от известного, в функцию преобразования которого вхо 29 6дит постоянная времени интегратора, не обладающая такими качествами.Таким образом, существенно выше, точность преобразования предлагаемого преобразователя чем у известного. Измерительный преобразовательдля ваттметра, содержащий два интегратора, операционный усилитель, четыре ключа, источник опорных.напряжений, нуль-орган, блок управления игенератор тактовых импульсов, выходкоторого подключен к первому входублока управления, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа,первый вход первого интегратора через первый ключ соединен с первойвходной шиной, второй вход первогоинтегратора через второй ключ соединен с выходом источника опорных напряжений, управляющие входы первого ивторого ключей соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющемувходу третьего ключа, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, вторая входная шина подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, выход которогочерез третий ключ. соединен с третьимвходом первого, интегратора, выход которого подключен к входу нуль-оргайаи к неинвертирующему входу операционного усилителя, который через четвертый ключ соединен с выходной шиной, управляющий вход четвертого ключа соединен с первым выходом блокауправления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу блока управления2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второйинтегратор выполнен на реверсивномсчетчике.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРН 581437, кл. О 01 В 21/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССРИ 464841, кл. О 01 а 21/00, 1975.писно филиал ППП -"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, Й ВНИИ Заказ 901929 Тираж 71