Измеритель мощности

ИКАНИЕ О П Союз СоветскмиСоциапистическикРеспублик пе 798612 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.317.4 (088.8) ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю. А. Пасынков и С. В. Рубан Новосибирский электротехнический институт(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике.Известен измеритель мощности, содержащий два электротермических преобразователя, нагреватели которых включеныв смежные. плечи моста, в два другихплеча которого включены резисторы, авыходы электротермических преобразова 3телей соединены последовательно междусобой и с измерительным прибором 1 ).Известен также измеритель мощности,1 Осодержащий электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом источникапитания и через первый резистор - ст 5общей шиной, второй вывод источника питания соединен через второй резистор с обшей шиной и через третий резистор - со вторым выходным выводомэлектротермического преобразователя исо входом усилителя 21,Недостатком известных устройств является их низкая точность,Цель изобретения - повышение точности измерителя мощности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом источника питания и через первый резистор - с обшей шиной, второй вывод источника питания соединен через второй резистор с общей шиной, через третий резистор - со вторым выходным выводом электротермического преобразователя и со входом усилителя, введены шесть ключей, четвертый, пятый и шестой резисторы, источник смещения, модулятор ширины импульсов, два источника образцового напряжения, блок логики, блок управления, реверсивный счетчик, элемент И и второй выводы первого ключа соединены с соответствующими шинами входного сигнала, вход электротермического преобразователя соединен: через четвертый резистор с источником смещения, через пятый резистор - с третьим выводом первого3 79ключа и через шестой резистор - с первымвыводом второго ключа, второй вывод которого соединен через третий и четвертыйключи с выходами соответствующих источников опорного напряжения, третий выводсоединен через пятый и шестой ключи свыходами соответствующих источников образцового напряжения, управляющие входытретьего, четвертого, пятого и шестогоключей соединены с соответствующимивыходами блока логики, первый вход которого соединен с первым входом элемента И и с выходом модулятора ширины импульсов, вход которого соединенс выходом, усилителя, второй входблока логики, синхронизифующий входмодулятора ширины импульсов, второйвход элемента И, установочный и управляющие входы реверсивного счетчикаподключены к соответствующим выходамблока управления, выход генератора импульсов соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен ссинхронизирующим входом реверсивногосчетчика, выход которого подключен кшине выходного сигнала,На чертеже представлена блок-схемаизмерителя мощности.Измеритель мощности содержит элект,ротермический преобразователь 1, ключи 27, резисторы 8-13, источник 14 смещения,источник Ю питания, источники 16-1;16-2 образцового напряжения, блок 17логики, модулятор 18 ширины импульсов; усилитель 3.9, блок 20 управления,генератор 21 импульсов, элемент И 22,реверсивный счетчик 23, причем первыйвывод ключа 2 соединен с шиной 24входного сигнала, второй вывод ключа 2соединен с шиной 25 входного сигнала,. вход электротермического преобразователя 1 соединен через резистор 8 с третьим выводом ключа 2, через резистор 9с первым выводом ключа 3 и через резистор 10 - с выходом источника 1.4,первый выходной вывод электротермического преобразователя 1 соединен с первым выводом источника 15 и через резистор 12 - . с общей шиной, второй вывод источника 15 соединен через резистор 13 с общей шиной, через резистор11 - со вторым выходным выводомэлектротермического преобразователяи со входом усилителя 3.9, выход которого через модулятор 18 соединен с первым входом блока 17 логики и с первымвходом элемента И 22, синхронизируюший вход модулятора 3.8, второй входблока 17, установочный и управляющие 8612 4входы реверсивного счетчика 23, и второй вход элемента И 22 соединены с соответствующими выходами блока 20 управления, выход генератора 21 соединен с третьим входом элемента И 22, выход которого соединен с синхронизирующим входом реверсивного счетчика 23, выход которого соединен с шиной 26 выходного сигнала, выходы блоке 17 соединены соответственно с управляющими входами ключей 4-7, второй вывод ключа 3 соединен через ключи 4 и 5 с источниками 16-1 и 16-2, третий вывод ключа 3 соединен через ключи 6 и 7 с источниками 16-1 и 16-2Измеритель мощности работаетследующим образом.На первом такте ключи 2 и 3 находятся в положении, при котором вход электротермического преобразователя 1 соединен через резистор 8 с шиной 24, на которую подается сигнал 1, пропорциональный сумме напряжения и тока измеряемой мощности, а через резистор 9 и ключи 4 и 5 - с выходами источников 16-1 и 16-2, формирующих напряжения +Е и - Ео, соответственно. Блок 20 управления переключает блок 17 такчтобы напряжение с выхода модулятора 18 поочередно, с периодом Т задаваемым блоком 20 управления, подключалось к управляющим входам ключей 4 и 5. При этом ключи 4 и 5 поочередно замыкаются на время, равное длительности импульсов С с выхода модулятора 18, и 35на вход электротермического преобразователя 1 поступает знакопеременная последовательность импульсов (сигнал обратной связиО , среднеквадратическое значение которой равно где Ео - амплитуда импульсов непря 45жения обратной связи,задаваемая источниками16-1 и 16-2 образцовогонапряжения;Г - длительность импульсов в 50 первом такте;Т - период следования импульсов.Мост, состоящий из резисторов 1 1-13и выходного сопротивления электротермического преобразователя 1, автоматическиуравновешивается сигйалом обратной связи ЦОС подаваемым на вход электротермического преобразователя 1 через резистор 9.(2) 21 О ОС См или Р=К 4 (Иг- ) 5Рабочая точка электротермическогопреобразователя 1 корректируется напряжением смещения Ц с источника 14,Ь момент равновесия моста на входэлектротермического преобразователя протекает ток 1, который складываетсяо,из тока обратной связи Х сА, токасмещения Х,- и тока .1вызванного входным исследуемым сигналом,По окончании всех переходных процессов блок 20 переключает реверсивный счетчик 23 в режим "обратного счета" 15 и открывает элемент И 22 на время, равное длительности импульса с 1 с выхода модулятора 18 ширины импульсов. В реверсивном счетчике записывается число-импульсный код, пропорциональ ный длительности импульсаНа втором такте ключи 2 и 3 переключаются. При этом вход электротермического преобразователя 1 через резистор 8 соединен с шиной 25, на ко торую подается напряжение Ор , пропорциональное разности напряжения и то- ка измеряемой мощности, через резистор 9 и ключи 6 и 7 с выходов источников 16-1 и 16-2 образцового напряжения .о + Е и - Е соответственно, Блок 20оуправления переключает блок так, чтобы напряжение с выхода модулятора 18 подключалось к управляющим входам ключей 6 и 7. При этом ключи 6 и 7 пооче редно, с периодом Т, замыкаются на время, равное длительности импульсов Ъй с выхода модулятор 18 и на вход электротермического преобразователя поступает знакопеременная последователь ность импульсов, среднеквадратическое значение которой равнооса огде Ч, - длительность импульсов во втором такте.Под действием напряжений Ор, Цсд и ОСг, подаваемых на вход электротермического преобразователя 1, мост вновь окажется в состоянии равновесия. В момент равновесия моста на входе электротермического преобразователя 4. протекает такой же ток 1, как и в первом тактео р ос 2см55 Г 1 о окончании всех переходных процессов блок 20 управления переключает реверсивный счетчик 23 в режим "пря 12 6мого счета и открывает элемент И 22 на время, равное длительности импульсаС;д с выхода модулятора 18. В реверсивном счетчике 23;,ранее записанный число-импульсный код С 1 вычитается из число-импульсного кода д . В счетчике остается код, пропорциональный разности ," - Г )Сопоставляя значения входного тока электротермического преобразователя 3 получаем1 +1 +Тг 2СМ Р ОС 2 2 г 2 2Р ОС Х ос 1учитывая что 1 " К, (Ор,+1 вх ) фа 1 = К (0,-1 х), где Ц и 1 значения напряжения и тока исследуемогосигнала и то, что4 ХЗ=(ХтЗ) -(Х-Чполучаем г 1, -1 Р =40 вхтьх Кроме того Ео ,ОС 1 Ъ 2 Ос 2, Э ТПодставив полученные значения в выражения равенства входных токов электро- термического преобразователя 1 в обоих тактах имеемК Е де Р - исследуемая мощность, или Таким образом, предлагаемый измеритель мощности с высокой точностью осуществляет преобразование исследуемой мощности в разность длительностей импульсов, которые в реверсивном счетчи- ке преобразовываются в,цировой код; Формула изобретения Измеритель мощности, содержащий электротермический преобразователь, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом источника питания и через первый резистор - с об