Статический счетчик киловатт-часов

(51) 11 3 СУД АРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН(54) СТАТИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК КИЛОВАТТЧАСОВ Я 1(72) Теуво Лахт 621.317.385 (088,8) 57) Изобретение относится к измериельной технике и служит для повышеия надежности устройства, Счетчик одержит источники 1; - 1, и 2,-изерительных сигналов, преобразователь напряжения, счетчик 5, включаюгпй аговый двигатель 7 и счетчик 8, и лок б питания. цля достижения постав енной цели широтно-импульснь.й умноитель 3 состоит из суммирующего лемента на резисторах, генератора оследовательности треугольных имульсов и аналогового переключателя а КМОП-транзисторе, 5 ил, 1429948Изобретение касается статического счетчика киловатт-часов.1 ель изобретения - повышение надежности,5На Фиг, 1 представлена блок"схемастатического счетчика киловатт-часов; на Фиг, 2 - принципиальная схема широтно-импульсного умножителя; на Фиг. 3 - Формы сигналов, вырабатываемых широтно-импульсным умножителем; на Фиг. 4 и 5 - схемы преобразователя напряжения в частоту в разных режимах работы.Статический счетчик содержит источники 1;-1 и 2,-2 з измерительных , сигналов, пропорциональных напряжению и току, подключенные к проводам магистральной электросети, широтно- импульсный умножитель 3, входы которого соединены с выходами источников 1 -1 и 2 -2 а выход - с последо 1 зЗвательно соединенными преобразователем 4 напряжения в частоту и счетчиком 5, а также блок 6 питания, входы которого подсоединены к проводам электросети, а выход . - к нагрузке. Счетчик 5 содержит шаговый двигатель 7 и счетчик 8.Широтно-импульсный умножитель (Фиг.2) содержит суммирующий элемент, состоящий из первого и второго суммируюших резисторов 9 и 10, первый вывод первого резистора 9 подсоединен к источнику 1 измерительных сигналов, пропорциональных напряжению, первый 35 вывод второго резистора 10 подсоединен к генератору 11 последовательнос-, ти треугольных импульсов, а вторые выводы резисторов 9 и 10 объединены и подсоединены к управляющему входу аналогового переключателя (выборки) 12, информационный вход которого со" единен с источником 2 измерительного сигнала, пропорционального току. В точке соединения суммирующих резисто ров 9 и 10 получается суммарное напряжение У + Ур . Переключатель 12 выборки представляет собой аналоговый коммутатор, на который поступает сигнал 11 , пропорциональный силе то ка. Вход управления коммутатора подсоединен к суммирующей точке, Аналоговый коммутатор 12, в качестве которого можно использовать, например, плоскостной полевой транзистор или 55полевой МОП-транзистор, изменяет своесостояние при заданном пороговомзначении Б управляющего напряжения.ПоР Пороговый уровень Б,р аналоговогокоммутатора 12 (Фиг.3) определяет вэтом случае длительность импульсоввыборки, поскольку переключатель запирается, когда суммарный сигнал У ++ Бр выше порогового уровня Ул ипор фотпирается, когда суммарный сигналниже порогового уровня, Следовательно, выходной сигнал управляемого таким образом коммутатора выборки представляет собой последовательностьпрямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна напряжению, а амплитуда пропорциональнатоку, Напряжение постоянного тока,получаемое после фильтрации последовательности импульсов, управляетпреобразователем 4 напряжения в частоту,Преобразователь 4 напряжения вчастоту (фиг,4) обеспечен схемой коррекции напряжения смещения. Преобразователь напряжения в частоту содержит операционный усилитель 13, со"единенный с цепью, состоящей из конденсатора 14 и резистора 15, служащей интегрирующим устройством, детектор 16 порогового уровня, управляемый выходным сигналом интегрирующего устройства, и схему 17 синхронизации, которая управляет источником 18 постоянного тока, подсоеди"ненным к выходу интегрирующего устройства. Во время работы схемы ин"тегрирующее устройство интегрирует входной ток 1;, пока выходной сигнал этого устройства не превысит пороговый уровень детектора 16. Вэто время запускается схема 17 синх-ронизации и с помощью переключателя подводит импульс тока в цепи обратной связи 1 р на время Т к входу интегрирующего устройства, Рабочая частота Е преобразователя в этом случае определяется по Формуле1,с=Тр Т1 ТеТ,Таким образом ясно, что частота 1 прямо пропорциональна входному току 1 и, следовательно, входному1 Инапряжению, потому чтоВи Пса11 игде В - сопротивление резистора 15.з14299Для коррекции влияния напряжения смещения Б 5 усилителя 13 на входной ток 1; преобразователь 4 напряжения в частоту содержит корректирующееч5 устроиство, которое во время интегрирования поддерживает нулевой уровень на выводе резистора 15 со стороны усилителя 13 или в точке А(фиг,4).10Корректирующее устройство содержит выключатель 19 выборки, соединяющий интегрирующее устройство с умно- жителем 3, выключатель 20, соединенный последовательно с интегрирующим конденсатором 14 и корректирующим конденсатором 21 между точкой А и инверсным входом усилителя 13, вы - ключатель 22, соединяющий инверсный Вход и выход усилителя 13. и Вьжлю чатель 23, заземлякиций точку А.чВыключатели 19 и 20 обеспечивают возможность интегрирования входного тока 1 когда они замыкаются в показанное на фиг4 положение, Во 25 время процесса интегрирования выключатели 22 и 23 размыкаются. Для выполнения коррекции интегрирование .прерывается между периодами выборки выключателя 19 выборки посредством размыкания выключателя 20, последовательно соединенного с интегрирующим конденсатором 14. Во время следующей фазы коррекции выход и инвертирующий вход усилителя 13 соединяются замыканием выключателя 22, а дру 35 гой вывод конденсатора 21 заземляется замыканием выключателя 23, благодаря чему напряжение смещения Поз усилителя 13 передается корректирую щему конденсатору 21, Таким образом, во время фазы корректирования управление выключателями 19,20,22 и 23 осуществляется так, что они оказываются в положении, показанном на фиг5. Во45 время следующей фазы интегрирования выключатели снова переводятся в положение, показанное на фиг, 4, благодаря чему корректирующий конденсатор 21 так соединяется е входной цепью, что во время фазы интегрирования напряжение в точке А остается на нулевом уровне, который компенсирует действие напряжения смещения на входной токФормула и з о б р е т е н и яСтатический счетчик киловатт-часов, содержапртй источники измерительных сигналов Сп и Б , пРОпоРЦиональных напряжениям П, Б , 01. и токам5 ф1 п, 15, 1, подключенные к провода:;магистральной электросети, пглротноимпулъсныи уыножитель входы которо"го соединены с выходами источниковизмерительных сигналов, а выход - споследовательно соединенньп 1 и преобразователем напряжения в частоту, вы:.полненным на аналоговом интегратореи аналоговых переключателях на КМОЙтранзисторах, и счетчиком, а такжеблок питания, входы которого подсоединень. к проводам электрос.ети, а вы"ход - к нагрузке, О т л и ч а ю -И Й С Я ТЕМр ЧТО С ЦЕЛЬЮ ПОВьППЕНИянадежности, пирот но-юлульснцй умножитель содержит суммкрующий элем: нт,состоящий из первого и второго суммирующих резисторов, к первому вь 1 воду первого из которых подсоединенисточник измерительного сигнала 0к первому выводу другого подсоединенгенератор последовательности треугольных импульсов, а в.орые выводы суммирующих резисторов объединены и подсоединены к управляющему входу аналогового переключателя, выполненногона КЛОП-транзисторе, информационныйвход котЬрого соединен с источникомизмерительного сигнала У;, 14299481429948 тель А.СтаростинаЛ.ОлийныкКорректор С.Шекма СостаТехред Редакт вецк з 5150/5 Тираж 772 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/