Преобразователь активной мощности в цифровой код

(5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ01 У"1 У СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ бюро извод- мометЛавров Н ровой дназ- мощГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР"Электротермометрия" Луцкого проственного объединения "Электротеррия"(56) Авторское свидетельство СССРМ 845109, 6 01 й 21/06, 1981,Авторское свидетельство СССРй 1366960, кл. 6 01 В 21/06, 1986,(57) Изобретение относится к цифэлектроизмерительной технике и прначено для преобразования активно 03 М 1/00, 6 01 й 21/06 ности в цифровой код. Преобразователь позволяет повысить точность преобразования активной мощности эа счет сведения до величины второго порядка малости аддитивной систематической погрешности преобразования опорного сигнала благодаря преобразованию знакопеременного опорного сигнала в одних и тех же периодах с входными сигналами, что, в свою очередь, приводит к упрощению преобразователя. Для этого в преобразователь введены источник 4 отрицательного опорного напряжения, коммутаторы 7 и 8, обеспечивающие последовательное подключение к умножителю 9 промежуточных результатов преобразования, и делитель 17 частоты, определяющий программу работы преобразователя, 2 ил,Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике .и предназначено для преобразования активной мощ-.ности (энергии) в цифровой код,Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя.На фиг; 1 представлена схема преобразователя активной мощности в цифровойкод; на фиг. 2 - временные диаграммы егоработы. 10Преобразователь активной мощности вцифровой код содержит образцовый токоограничивающий элемент, выполненный нарезисторе 1, фиксатор 2 уровня, источники3 и 4 опорного напряжения, аналоговый 15коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, коммутаторы 7 и 8, умножитель9, сумматор 10, регистры 11 - 13, постоянноезапоминающее устройство 14, формирователь 15 импульсов, генератор 16 опорной 20частоты, делитель 17 частоты импульсов иформирователь 18 управляющих сигналов,Аналого-цифровой преобразователь бпостроен на основе микросхемы К 1107ПВ 2, включенной в режим выдачи дополнительного кода.Формирователь 15 импульсов построен, как триггер Шмитта, с выходом, подключенным к С-входу О-триггера, О-входкоторого соединен с шиной питания, а прямой выход и Я-вход - соответственно с Овходом и инверсным выходом второготриггера, С- и В-входы которого подключены к входу синхронизации формирователя,импульсов, а инверсный выход является выходом формирователя, Формирователь 18управляющих сигналов представляет собойпостоянное запоминающее устройство наоснове микросхемы К 155 РЕЗ, включенной врежим разрешения считывания, куда предварительно записывается информация в соответствии с временными диаграммами нафиг. 2 с подключенной к выходу дифцепью,Преобразователь активной мощности вцифровой код работает следующим образом; формирователь 15 импульсов выделяет периоды Тх колебаний входного тока (т), определяющие интервалы преобразования 50 мощности, и в начале каждого текущего периода формирует импульс (фиг. 2 б), синхронизированный с текущим импульсом с первого выхода делителя 17 (фиг. 2 в). Делитель 17 осуществляет деление опорной час тоты следования импульсов с выхода генератора 16 (фиг. 2 а) последовательно на Э (фиг. 2 в, г) и на 2 (фиг, 2 д) и вместе с генератором 16 опорной частоты управляет работой формирователя 18, на выходах которого формируются сигналы соответственно: управления аналоговым коммутатором 5 (фиг, 2 е, ж), управления фиксатором 2 уровня и записи в регистр 11 (фиг. 2 э), записи в регистры первого и второго множителей умножителя 9 (соответственно фиг. 2 и, к), записи в регистр 12 (фиг, 2 л) и разрешения считывания с регистра 11 (фиг, 2 м). Сигналом разрешения считывания с регистра 12 является сигнал с первого выхода делителя 17 (фиг. 2 в). Сигнал сброса регистров 11 и 12 и записи в регистр 13 снимается с выхода формирователя, 15 (фиг. 2 б), а тактовой последовательностью для аналого-цифрового преобразователя 6 является последовательность импульсов с выхода генератора 16 (фиг. 2 а),В течение каждого текущего периода входных сигналов при состоянии "000" делителя 17 (фиг, 2 в, г, д) аналоговый коммутатор 5 пропускает на вход аналогоцифрового преобразователя 6 падение напряжения Я ф) на колиброванном резисторе 1 (фиг, 2 е, ж), По положительному фронту очередного импульса с выхода генератора 16 значение Впадения напряжения на резисторе 1 выбирается и фиксируется аналого-цифровым преобразователем 6 (фиг. 2 а), В это же время фиксатором 2 уровня осуществляется выборка и фиксация значения О входного напряжения (фиг. 2 з), С приходом отрицательного фронта очередного импульса с выхода генератора 16 осуществляется кодирование значения В ъ (фиг. 2 а).При состоянии "100" делителя 1 (фиг. 2 в, г,д) аналоговый коммутатор 5 пропускает на вход аналого-цифрового преобразователя б значение О напряжения с выхода фиксатора 2 уровня (фиг; 2 е, ж). По положительному фронту очередного импульса с выхода генератора 16 значение О выбирается и фиксируется аналого.цифровым преобразователем б, а результат Й, кодирования й Ъ переносится в его выходной буферный регистр. По отрицательному фронту очередного импульса с выхода генератора 16 (фиг. 2 а) осуществляется кодирование О, а код И записывается в регистр первого множителя умножителя 9 (фиг. 2 и).При состоянии "010" делителя 17 (фиг, 2 в, г. д) аналоговый коммутатор 5 пропускает на вход аналого-цифрового преобразователя б опорное напряжение Чо с выхода источника 3 (фиг, 2 е, ж). По положительному фронту очередного импульса с выхода генератора 16 Чо фиксируется аналого-цифровым преобразователеи 6, а результат К кодирования О переносится510 15 20 30 35 40 45 50 55 а произведение. Ь е 1 Л еявляется величиной второго порядка малости по сравнению с произведением й 1 к Ок,и,Я МкМак =(Кацп+ЬКацп) Хк=1иХ , Й 1 кОкек=1 В то же времяИнок может бытьк=1представлена следующим образом:Мчок = (Чо + Л Ечо ) Х2 О гк=1Х(Кацп+ЛКацп) + - -(Чо+ЛЕЧо ) ХО 2Х ( Кзцп + Л Кацп ) = ( Кацп + Л Кацп ) Х2Х П 4 +Л еч ) =(Кацп +ЛКацп) про,г де Ь еч - суммарная погрешность от смещения нуля узлов 3 - 6;2Ь ечо - величина второго порядка малости по сравнению с Чо .2При этом коэффициент коррекции Ккор определяется2 . 2 2КацпЧо КацпКкор2,12 О ( Кацп + Ь Кацп )окк =1При этом при большом числе ииКацп2Ккор -гцкйцк -й ХктхХ Х(1) О ( 1. ) а 1.формула изобретения Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий аналоговый коммутатор, первый информационный вход которого является шиной входного тока, объединен с первый входом формирователя импульсов и через образцовый токоограничивающий элемент, выполненный в виде резистора, подключен к общей шине, второй информационный вход соединен с выходом фиксатора уровня,.третий информационный вход соединен с выходом первого источника опорного напряжения, а выход подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, умножитель, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами первого регистра и первыми входами сумматора, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, а выходы подключены к соответствующим информационным входам второго и третьего регистров; формирователь управляющих импульсов, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходы подключены соответственно к управляющему входу фиксатора уровня, к первому и второму управляющим входам аналогового коммутатора, входам записи второго и третьего регистров и входам записи умножителя и входу разрешения второго регистра, а информационный вход фиксатора уровня является шиной входного напряжения, постоянное запоминающее устройство, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразователя, в него введены первый и второй коммутаторы, делитель частоты импульсов и второй источник опорного напряжения, выход которого соединен с четвертым информационным входом аналогового коммутатора, э выходы эналого+циф-. рового преобразователя подключены к соответствующим первым информационным входам первого и второго коммутаторов, вторые информационные входы которых соединены соответственно с объединенными выходами второго и третьего регистров и выходами постоянного запоминающего устройства, управляющие входы первого и второго коммутаторов объединены с входом записи первого регистра входом сброса второго и третьего регистров и подключены к выходу формирователя импульсов, а выходы первого и второго коммутаторов соединены с соответствующими первыми и вторыми информационными входами умножителя, выходы сумматора подключены к соответствующим входам постоянного запоминающего устройства, а выход генератора опорной частоты подключен к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя и входу делителя частоты импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертыми входами формирователя управляюих импульсов, второй вход которого обьединен с входом синхронизации формирователя импульсов и входом разрешения считывания третьего регистра.1647893 ЛСоставитель В.Махнанов Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец Заказ 1414 Тираж 175 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10