Устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии

(57) Использовано потребляемой элтоматизированньность изобретенисчетчик электроэпульсов 2, два фотимпульсов 6, фазо6-7, 2-4-6-7, 5-6%28ованный ие; передача и ектрической э х системах я; устройство нергии 1, ген оприемника 3 вый компарат 2 з.п.ф-лы, 5 нформации нергии в авучета. Сущсодержит 1 ератор им, селектор ор 7. 5 - 2-3- ил. рест "Сибцв Лапатскийво СССР6, 1985.во СССР6, 1988,и и А.А етельсй 11/ детельс 1 В 11/ Необходимость ных устройств я функционально приводит к повь троэнергии. двух аналогичствием низкой ти устройства и атна учет элекприменения вляется след возможнос шению затр дения под импульсов ния подкл выход втор к второму К недоЙствд менекж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения как активной, так и реактивной электроэнергии при индуктивном, емкостном и переменном характерах нагрузки.Известно устройство для измерения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии, излучатель, имею. щий оптическую связь с фотодатчиком через подвижной элемент электросчетчика, и усилитель импульсов фотодатчика, соединенный через линию связи с приемником сигналов.Недостатками данного устройства являются необходимость применения механиче,ского стопора, исключающего обратный ход счетчика, и значительное собственное энергопотребление, снижающие метрологические характеристики устройства, При учете реактивной электроэнергии потребителей с переменным характером нагрузки примейя-ют два аналогичных устройства, При этом каждое из устройств содержит механический стопор, предотвращающий соответственно левое или правое вращение диска; ДЛЯ ДИСТАНЦИОНН ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕК Известно устройство, содержащее счетчик электроэнергии с диском, на светоотражающую поверхность которого йанесено пятно, генератор импульсов, выход которого подключен к входу усилителя, к выходу которого подключены входы первого и второго осветителей. Осветители оптически связаны соответственно с первым и вторым фотодатчиками, Выход первого фотодатчика связан с первым входом первой схемы совпадения, выход второго фотодатчика связан с первым входом второй схемы совпадения, Вторые входы обоих схем совпаключены к выходу генератор Выход первой схемы совпад ючен к первому входу триггер ой схемы совпадения подключе входу триггера. статкам указанного устро осятся необходимость при10 15 20 25 30 35 40 50 55 ния механического стопора и низкие функциональные возможности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее счетчик электроэнергии с диском, на светоотражающую поверхность которого нанесено светопоглощающее пятно, генератор импульсов, выход которого через усилитель соединен с входами первого и второго излучателей, первый и второй фотоприемники, четыре элемента И, два инвертора (элемента НЕ), два триггера и два ключа.В связи с большим количеством применяемых элементов это устройство является сложным.Целью изобретения является упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии с диском, генератор импульсов, первый и второй фотоприемники, входы которых через поверхность диска оптически связаны с выходом излучателя, введены селектор импульсов и фазовый компаратор, причем первый вход селектора импульсов соединен с выходом генератора, второй вход селектора импульсов соединен с выходом первого фотоприемника, третий вход селектора импульсов соединен с выходом второго фотоприемника, первый вход фазового компаратора соединен с первым выходбм селектора импульсов, второй вход фазового компаратора соединен с вторым выходом селектора импульсов, выход генератора импульсов соединен с входом излучателя,На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства для дистанционного измерения потребления электроэнергии; на фиг. . 2 - функциональные схемы селектора импульсов и фазового коммутатора; на фиг.3 - 5 - временные диаграммы работы устройства.Устройство для дистанционного измерения потребляемой электроэнергии содержит счетчик электроэнергии с диском 1 излучатель 2, оптически связанйый через поверхность диска с первым 3 и вторым 4 фотоприемниками, генератор 5 импульсов, селектор 6 импульсов и фазовый компаратор 7. Выход генератора 5 импульсов соединен с входом излучателя 2 ипервым входом селектора 6. Выход излучателя 2 через поверхность диска 1 оптически соединен с входами первого 3 и второго 4 фотоприемников. Для оптической связи может быть использовано, например, светопоглощающее пятно, нанесенное на поверхность диска 1, Выход первого фотоприемника 3 соединен с вторым входом селектора 6, а выход второго фотоприемника 4 - с третьим входом селектора, Первый выход селектора 6 соединен с первым входом фазового компаратора 7, а второй выход - с вторым входом компаратора 7,Селектор импульсов содержит первый 8 и второй 9 элементы 2 И, элемент 2 ИЛИ-НЕ10 первый триггер 11 и второй триггер 12 Первые входы первого 8 и второго 9 элементов 2 И соединены с выходом генератора 5 импульсов, Второй вход первого элемента 2 И 8 соединен с выходом первого фотоприемника 3, второй вход второго элемента 2 И 9 - с выходом второго фотоприемника 4. Вторые входы элементов 2 И 8 и 9 соединены соответственно с входами элемента 2 ИЛИ-НЕ 10. Выход первого элемента 2 И 8 соединен с установочным входом 5 первого триггера 11, выход второго элемента 2 И 9 - с установочным входом Я второго триггера 12. Выход элемента 2 ИЛИ-НЕ 10 соединен с установочными входами Й первого 11 и второго 12 триггеров,Прямой выход первого триггера является первым выходом селектора импульсов, а прямой выход второго триггера - вторым выходом селектора импульсов.фазовый компаратор 7 содержит третий элемент 2 И 13, четвертый элемент 2 И 14, первый 16 и второй 15 инверторы. Первый вход третьего элемента 2 И 13 соединен с первым выходом селектора 6 и входом первого инвертора 16: Первый вход четвертого элемента 2 И 14 соединен с вторым выходом селектора 6 и входом второго инвертора 15. Второй вход третьего элемента 2 И 13 соединенс выходом второго инвертора 15, Второй вход четвертого элемента 2 И 14 соединен с выходом первого инвертора 16, Первый вход третьего логического элемента 2 И является первым входом фазового компаратора. Первый вход четвертогологического элемента 2 И является вторымвходом фазового компаратора; Устройство .работает следующим образом,Генератор 5 импульсов вырабатываетимпульсы (диаграммы а), которые поступают на вход излучателя 2, Излучатель 2 излучает световые импульсы, которые,отражаясь от поверхности диска 1, поступают на первый 3 и второй 4 фотоприемники,В освещенном состоянии на выходах фото- .приемников 3 и 4 формируются импульсыдиаграммы б ив), инверсные импульсам,вырабатываемым генератором 5.510 15 20 25 30 35 40 тельностью больше заданной, Фазовый компаратор 7 также может быть выполнен по другим схемам.50 Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает меньшим собственным потреблением электроэнергии, поскольку в нем исключен один излучатель, При этом отпадает необходимость установ ки механических стопоров, поскольку в немраспознается и учитывается направление движения диска, что позволяет повысить пороговую чувствительность счетчика, так как исключается влияние механической силы,При вращении диска 1 нэнесейное на него светопоглощающее пятно поглощает лучи излучателя 2. При направлении вращения, показанном на фиг, 1 стрелкой,. в начальный момент поглощения с 1 на выходе первого фотоприемника 3 установится и будет удерживаться до окончания периода поглощения напряжения логической единицы (диаграммы б).В результате дальнейшего вращения диска в момент 12 начнут поглощаться импульсы, направляемые на второй фотоприемник 4, и на его выходе. установится уровень логической единицы (диаграмма в). В момент 1 з закончится поглощение импульсов, направляемых на первый фотоприемник 3, и на его выходе вновь установится импульсная последовательность В момент 14 закончится поглощение импульсое, на= правляемых нэ вход второго фотоприемника 4, На выходах селектора 6 до момента поглощения присутствует ситнэл с уровнем логического нуля. На первом выходе селектора 6 уровень логической единицы устанавливается в момент начала поглощения импульсов первым фотоприемником 3 (момент 11, диаграмма г). На втором выходе селектора 6 уровень единицы устанавливается в момент начала поглощенйя импульсов вторым фотоприемником 4 (момент 12) (диаграмма д). Уровень логической единицы на первом и втором выходах селектора 6 сохраняется до момента т 4, когда поглощение импульсов, направляемых как на первый, так и второй 4 фотоприемники, прекращается. Фазовый компаратор 7 реализует логические функции у 1=х 1 х 2 и у 2=к 2 х 1, причем функции у 1 соответствует первому выходу компаратора,а у 2 - второму, переменная х 1 соответствует первому входу компаратора, а переменная х 2 - второму. При принятом направлении движения диска на интервале времени 11, ., 12 на входы компаратора 7 поступают сигналы с разными логическими уровнями(диаграммы г и д). Следовательно, 4 на первом выходе компаратора 7 формируется информационн ый им пул ьс (диаграмма е), На втором выходе компаратора (диаграмма ж) сохраняется сигнал в уровне логического нуля.При изменении направления вращения диска 1 очередность поглощения импульсов,. поступающих на входы фотоприемников 3 и 4, также меняется на противоположную:в первую очередь поглощаются импульсы, поступающие на вход второго фотоприемника 4, во вторую - на вход первого фотоприемника 3 (фиг, 4), Вследствие этого взаимоположение импульсов на выходах селектора 6 изменятся. Уровень логической единицы сначала устанавливается на выходе второго фотоприемника (диаграмма д), а затем - первого (диаграмма г), В результате реализации функций у 1 и у 2 на первом выходе компаратора сохраняется сигнал с уровнем логической единицы, а на втором выходе формируется информационный импульс.Селектор 6 импульсов работает следующим образом,При принятом направлении вращения в момент с 1 (фиг. 5) начинается поглощение направляемых на первый фотоприемник 3 импульсов и на его выходе устанавливается уровеньлогической единицы (диаграмма б), Аналогично, в момент т 2 устанавливается уровень логической единицы нэ выходе второго фотоприемника 4 (диаграмма в). Поскольку до момента времени 11 на входы элемента 2 И 8 поступают импульсы в противоположных уровнях (диаграммы а и б), то нэ его выходе присутствует уровень нуля (диаграмма к). В момент т 1 на второй вход элемента 2 И 8 поступает сигнал логй%еской единицы и нэ его выходе начинают формироваться импульсы. Первый из этих импульсов устанавливает по входу Я триггер .11 в состояние логической единицы (диаграмма г), В аналогичной последовательности в результате поглощения импульсов, найравляемых нэ второй фотоприемник 4, в момент 12 происходит установка второто триггера 12 (диаграммы и, д). В момент с 4 прекращается. -поглощение импульсов, йоступэющих на:второй фотоприемник 4, вследствие чего навыходе элемента 2 И-НЕ 10 начинают формироваться импульсы (диаграмма з), которые по входу й возвращают триггеры 11 и 12 в исходное положение, При смене направления движения дйска первыми поглощаются импульсы, направляемые на вход второго фотоприемника 4, В результате первым меняет свое состояние второй триггер 12, азатем первый триггер 11,В качестве селектора 6 импульсов могут использоваться и другие устройства, которые пропускают на выход импульсы, длитормозящей диск .счетчика. Кроме того,предлагаемое устройство позволяет снизить затраты на учет реактивной электроэнергии потребителей с переменным характером нагрузки, поскольку количество счетчиков в данном случае уменьшается в 5 два раза, и по сравнению с известными обладает большей унификацией, поскольку оно без перестройки стопорной сйстемы может использоваться как для учета активной электроэнергии, так и для учета реак тивной электроэнергии с индуктивным, емкостным и переменным характерами на- грузкиФормула изобретения 151, Устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии с диском, генератор импульсов, первый и вто рой фотоприемники, входы которых через поверхность диска оптически связаны с выходом излучателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства; в него введены селектор импульсов и фазовый 25 компаратор, причем первый вход селектора импульсов соединен с выходом генератора, второй вход селектора импульсов соединен с выходом первого фотоприемника, третий вход селектора импульсов соединен с выхо дом второго фотоприемника, первый вход фазового компаратора соединен с первым выходом селектора импульсов, второй вход фазового компаратора соединен с вторым выходом селектора импульсов, выход генера тора импульсов соединен с входом излучателя. 2, Устройство по и. 1,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что селектор импульсов содержит первый и второй логические элементы И, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй триггеры, причем первый вход первого логического элемента И, являющийся первым входом селектора импульсов, соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход первого логического элемента И, являющийся вторым входом селектора импульсов, соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ; второй вход второго логического элемента И, являющийся третьим входом селектора импульсов, подключен к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ., выход которого соединен с входами сброса первого и второго триггеров,.выходы первого и второго логических элементов И соединены с входами установки соответствующих триггеров, прямые выходы которых являются выходами селектора импульсов,3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фазовый компаратор содержит третий и четвертый логические элементы И, первый и второй инверторы. причем первый вход третьегологического элемента И, явля-, ющийся первым входом фазового компаратора, соединен с входом первого инвертора. первый вход четвертого логического элемента И, являющийся вторым входом фазового компаратора; соединен с входом второго инвертора. подключенного выходом к второму входу третьего логического элемента И, выход первого инвертора соединен с вторым входом четвертого логического элемента И.77516822Составитель Б.Порохнявский Редактор А.Лежнина Техред М,Моргентал Корректор Т,Вашкович Заказ 2688 Тираж Подписное ВНИИРИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5йзводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101