Анализатор нагрузки Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для определения характера нагрузки электрической сети. Известно цифровое устройство, содержащее триггеры, счетчики, регистры,, логические элементы И, ИЛИ, НЕ и позволяющее измерять разность фаз между напряжениями flj. Однако это устройство не обеспечивает определения характера нагрузки электрической цепи. Наиболее близким по технической сущности является цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий последовательно соединенные формирователь, первый управяяекшй вентиль, к второму входу которого подключен эталонный генератор, первый счетчик, схему сравнения кодов, триггер, второй управляемый вентиль, к второму входу которого подключен выход первого управляемого вентиля, второй счетчик, связанный с схемой сравнения, и регистрирующее устройство, вы ход формирователя через блок управле ния связан с вторыми выходами первог счетчика и триггера f23. С помощью этого фазометра нельзя определить характер нагрузки электри ческой цепи и вычислить величины ее активной и реактивной составляющих. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения характера нагрузки и вычисления ее активной и реактивной составляющих. Поставленная цель достигается тем что в анализатор нагрузки, содержащи последовательно соединенные формирователь, первый управляемый вентиль, к второь входу которого Подключен эталонный генератор, и счетчик, а также триггер, второй yпpaвляe ый вентиль и блок управления, связанный с вторыми входами триггера и второго вентиля, введены амперметр, последовательно соединенные вольтметр, лргометр, к второму входу которого под ключен выход амперметра, блок умножения и первый регистр, синусный гемератор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, первый выход с вторым входом блока умножения, а второй выход - с первыми входами вто рого управляемого вентиля и блока уп равления, второй регистр, первый вхо которого подключен к выходу блока ум ножения, блок сравнения / Входы котор го соединены с вторым и третьим выхо дами формирователя, а выходы - с пер выми входами первого, и введенных второго и третьего триггеров, первая входная клемк1а, связанная с первыми Ьходами формиров ателя и амперметра, второй вход которого подключен к пер вому входу вольтметра, второму входу формирователя и выходу управляемого вентиля, и вторая входная клемма, соединенная с вторым входом вольтметра и третьим входом формирователя, четвертый вход которого связан с вторыми входами регистров, синусного генератора, второго и третьего триггера и второго управляемого вентиля, с третьим входами амперметра, вольтметра, логометра и блока умножения и с ылходом блока управления, чей второй вход подключен к выходу эталонного генератора, а на третий, четвертый, пятый и шестой входы подаются сигналы Пуск, Измерение, Нагрузка и код времени измерения. На чертеже представлена.блок-схема анализатора нагрузки. Анализатор нагрузки содержит амперметр 1, последовательно соединенные вольтметр 2, логометр 3, к второму входу которого подключен выход амперметра, блок 4 умножения и регистр 5, последовательно соединенные фор1чироватёль б, управляе1 лй вентиль 7, счетчик 8 и синусный генератор 9, регистр 10, первый вход которого подключен к выходу блока умножения, блок 11 сравнения, выходы которого связаны с первыми входами триггеров 12-14, управляемый вентиль 15, игход которого подключен к входам амперметра, вольтметра и формирователя, блок 16 управления, выход которого соединен с входами амперметра, вольтметра, логометра, блока умножения, регистров, формирователя, счетчика, синусного генератора, триггеров и второго управляемого вентиля, и два входа подключены соответственно к выходам синусного генератора и эталонного генератора 17, чей выход связан так же с вторым выходом первого управляемого вентиля, и клемлвл 18 и 19, соединенные с входами амперметра, вольтметра и формирователя. Устройство работает следующим образом. По сигналу Пуск блоком 16, котоpoj задан режим работы Нагрузка очищаются амперметр 1, вольтметр 2, логометр 3, блок 4, регистры 5 и 10, и счетчик 8, сбрасываются триггеры 12-14,закрывается вентиль 15 и затем запускаются формирователь 6, амперметр 1 и вольтметр 2. I -., Формирователь 6 имеет вход по току и вход по напряжению, которые соответствующим образом подключаются к исследуемой цепи, и три выхода. На одном из выходов формирователя 6 внфабатывается импульс в момент перехода напряжения через ноль,, на другом в момент перехода тока через ноль. Причем указанные импульсы формируются только тогда, когда кривые напряжения и тока ( или тока и напряжения . имеют в моменты соседних переходов через ноль первые производные одинакового знака. На третьем выходе формирователя 6 вырабатывается управля, кадий сигнал, длительность которого равна интервалу времени между импуль саМи выработанными иа первом и втором выходах формирователя 6.. Выходные импульсы формирователя 6 поступают в блок 11, имеквдий три шдхода-. Если эти .импульсы совпадают, то н первом выходе, блока 11 вырабатывается сигнал, ВЗВОДЯЩИЙ триггер 12, что соответствует активному саракт-еру на грузки. Если И14пульс, вырабатывае с1й в мо мент -перехода напряжения через ноль, опережает импульс, В фабатывае1 1й при переходе тока через ноль, то на втбром выходе блока 11 формируется сигнал, взвбдящий триггер 13, что со ответствует индуктивному характеру н грузки. Если импульс, В1фабатывае «:1й в мо мент перехода тока ерез ноль, опере жает импульс f вырабатываемой в мЬмен перехода напряжения через ноль, то н третьем выходе блока 11 формируется сигнал, взводящий триггер 14, что со ответствует емкостному характеру .нагрузки.. Управляющим сигналом с третьего . выхода формирователя 6 открывается вентиль 7, через котсч ый в течение вршкенного интервала между импульсами, выработанными на первом и вторсм выходах формирователя б, в счетчик 8 поступают выгодные импульсы эталонного генератора 17. Таким образом, в счетчике 8 формируется код, щ опорци ональный фазовому сдвигу f межДу напряжением и током t или током и напряжением) , на основании которого си нусным генератором 9 вырабатывае тся . В течение времени измерения Т|, , заданного блоку 16, амперметром 1 и вольтметром 2 определяются величисш тока и напряжения U . После этого по.сигналу блока 16 вы .чйсляются величины активной и реактивной ооставляняцих нагрузки. Для этого коды величин напряжения и тока поступают из вольтметра 2 и амперметра 1 в логометр 3, где в соот;ветствйи с выражением 7- V /Эопределяется модуль нагрузки. Затем кодвл Z и Sin из логометра 3 и синусного генератора 9 поступают в блок 4,.где в соответствии с выражением Х вычисляется код реактивной составлякздей нагрузки-, который из блока 4 заносится в регистр 5. Синусным генератором 9 в соответствии с выражением (О-Ч)формируется код , , который поступает в блок 4 и перемножается там с кодом модуля нагрузки Z , поступившим из логометра 3. Полученный в результате умножения, код активной составляющей нагрузкиЯ Zcos fsaносится в регистр 10, после чего устройство првкрад ает работу. Таким образом, состояние триггеров 12, 13 и 14 определяет характер нагрузки, в счетчике 8 зафиксирован код, соответСтвукмций фазовому сэдвигу между током и напряжением (или .напряжением или током), влогометре3 код модуля нагрузки, в регистре 5 код реактивной составляющей нагрузки ив регистре 10 - код активной составляющей нагрузки. С помощью предлагаемого устройства можно измерять параметры радиодеталей (емкостей, индуктивностей, сопротивлений) и входное сопротивление различных радиоэлектроншх схем. Для этого исследуемый объект подключается к -клеммам 18 и 19i Блоку 16 управления задается режим работы Измерение. По сигналу Пуск блоком 16 управления очищаются амперметр 1, вольтметр 2 логометр 3, блок 4 умн.ожения, регистры 5 и 10 и счетчик 8, сбрасывают.ся триггеры 12-14, открывается вентиль 15, запускаются формирователь 6,амперметр 1, вольтметр 2 и синусный генератор 9, который имеет ци4«)Овой и аналоговый выходы. С аналогового К1Хода синусного генератора 9 ситнусоидальный сигнал, пройдя открытый вентиль 15, пос.тупает на входы формирователяб и вольтметра 2 и через амперметр 1 подается на исследуемый объект, подключенный к клекмам 18 и 19. Дальнейшая работа схемы гдаалогична работе в описанном выше режиме Нагрузка. Таким образом, предлагаемое уст- ; ройство позволяет определять характер нагрузки сети и вычислять величиныее активной и реактивной составляющих,а также измерять параметры радиодеталей и входное сопротивление различных радиоэлектронных схем.

АНАЛИЗАТОР НАГРУЗКИ, содержащий последовательио соединенные формирователь, первый управляемый вентиль, к второму входу которого подключен эталонный генератор, и счетчик, а также триггер, второй управляемый вентиль и блок управления, связанный с вторыми входами триггера и ч вентиля, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения характера нагрузки и вычисления ее активной и реактивной составлякицих, в него введены амперметр, последовательно соединенные вольтметр, логометр, к второму входу которого подключен выход амперметра, блок умножения и первый регистр, синустлй генератор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, первый выход ,- с вторым входом блока умножения, а второй выход - с первыми входами второго управляемого вентиля и блока управления, второй регистр , первый вход которого подключен к выходу блока умножения, блок сравнения, входы которого соединены с вторым и третьим выходами формирователя , а выходы - с первыми входами, первого,и введенных второго и третьего триггеров, первая входная клемма , связанная с. первыми входами форкшрователя и амперметра, второй вход которого подключен к первому входу вольтметра, второму входу формирователя и выходу второго управля® емого вентиля, и вторая входная , соединенная с вторым входом вольтметра и третьим входом формирователя, четвертый вход которого связан с вторыми входами регистров, сиS нусного генератора, второго и третьего триггера и,второго управляемого вентиля, с третьими входами амперметра, вольтметра, логометра и блока умножения и с выходом блока управления, чей второй вход подключен к выходу - to эталонного генератора, а на третий, четвертый, пятый и шестой входа пода1 0 ются сигналы Пуск, - Измерение, Нагрузка и код времени измерения.