Аналого-цифровой преобразователь активной мощности Советский патент 1984 года по МПК G01R21/06 

Изобретение относится к измери тельнрй технике и используется для измерения мощности. , .

По основному авт. ев, № 631835 известен аналого-цифровой преобразователь 5 активной мощности, со держащий повторитель напряжения с парафазными выходами вьЕКОды которого подключены к, входам коммутатора, (входом сумматора) сое- . диненного выходом с первым входом сум- матора, а управляющий вход соединен с Заправляющим входом реверсивного счетчика и через формирователь импульсов с шиной сигнала напряжения и входом повторителя с парафазными выходами, вход реверсивного счетчика соеди ней с входом формирователя образцового напряжения и через селектор с выходом нуль-органа, вход которого соединен с выходом интегратора, соеди-20 йенного по входу с выходом сумматора, второй вход которого соединен с входом сигнала тока, при этом третий

вход соединен с.выходом формирователя образцового напряжения, синхрони 1 25 эирующий вход селектора соединен с выходом генератора .

Недостатком известного преоб разоват теля является его низкая точность.

Цель изобретения - повышение точ- ЗО ности..

Поставленная цель, достигается тем, что в аналого-цифровой преобразова-Г тель введены переключатель и образцовый конденсатор, причем первая обкладка конденсатора соединена с общей шиной, а вторая - с входом переключателя, первый выход которого соединен с дополнительным входом интегратора, а второй выход - с выхо- о дом формирователя образцового напряжения, вход которого соединен с выходом нуль-органа непосредственно, управляющий вход переключателя соединен с выходом селектора. с

На фиг.1 представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя активной мощности} на фиг.2 - временный диаграммы, поясняющие его работу. . . 50

Аналого-цифровой преобразователь aкtивнoй мощности содержит повтори ;, тель i напряжения с парафазными выког дами, выходы которого подключены к входам коммутатора 2, выход которого 55 соединен с первым входом сумматора 3, а управляющий вход соединен с управляющим входом реверсивного счетчика

4 и через формирователь 5 импульсов с шиной 6 сигнала напряжения и с входом повторителя 1, вход счетчика 4 соединен через селектор 7, а выход формирователя 8 образцового напряжения непосредственно соединены с выходом нуль-органа 9, вход которого соединен с выходом интегратора 10,вход которого соединен с выходом сумматора 3,второй вход которого соединен с шиной 1 сигнала тока,а третий выход соединен с выхрдом формирователя 8 и с первым выходом переключателя 12,второй выход которого соединен с дополнительным входом интегратора iО,первая обкладка конденсатора 13 соединена с общей шиной, а вторая обкладка . конденсатора 13 - с входом переключателя 12,управляющий вход которого соединен с выходом селектора 7, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора 14.

Интегратор содержит усилитель 15, конденсатор 16 и резистор 17.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пусть на шины 6 и 11 поданы соответственно сигналы

и (t) k U(t) и Ug (t)k.,i (t), где kj - коэффициенты пропорциональное ти

Ujj (t) H(t) - преобразуемые напряжение и ток.

Преобразование активной мощности в код осуществляется 3d два периода напряжения U (t). Пусть в одном из периодов напряжение на выходе коммутатора 2 находится в противофазе с и (t), что обусловлено управляющим сигналом с выхода формирователя 5. Тогда напряжение U. (t) на выходе сумматора 3 будет иметь вид:

Up (t) Uj (t) - U (t) +Чй где Vc - выходное напряжение формирователя 8 разнополярных образцовых напряжений,

(t) 1 (t)i .

До момента времени t.(фиг.2a) конденсатор 13 подключен к +V., и имеет заряд С| , где С - ем.кость конденсатора 13. В момент t. выходное напряжение интегратора 10 достигнет нуля. Это приводит к срабатыванию нуль-органа 9, и соответственно, к запуску селектора 7, который с момента времени t| начинает формирование интервала длительностью TO(фиг.26) и заканчивает его в момент времени окончании целого числа периодов импульсной последовательности с выхода генератора 14 (фиг.2 а) . Срабатывание нуль-органа 9 в момент времени t вызьгеает также смену знака образцового напряжения VQ с + на -. На интервал времени длительностью TQ t -t конденсатор 13 отключается от выхода формирователя 8 и подключается к дополнительному входу интегратора 10. Заряд, накопленный на конденсаторе 13, будет перетекать на конденсатор Т6 интегратора 10, одновременно изменяя свой знак с + на - и к моменту времени t,, практически конденсатор 1.3 будет разряжен до нуля. Одновременно конденсатор 16 заряжается в течение интервала времени t - t током, обусловленным выходным напряжением сумматора 3, равным

.,

У. т.е. по окончании перетекания заряда с конденсатора 13 (момент времени t) выходное напряжение интегратора 10 будет линейно возрастать со скоростью - ( V, V)o/ , Таким образом, уравнение баланса зарядов за интервал времени TV- будет иметь вид .- -VP GO -(V2; -V,; -V T,./R О . Отсюда инте)вал времени можно определить так: т,. v c R/tVo. (Vj-v,.). По окончании интервала времени TQ конденсатор 13 вновь подключается к выходу формирователя 8 образцовых напряже.ний и получает заряд о (р,. В момент времени t выходное напряжение интегратора 10, лине но возрастающее после момента времемени t со скоростью - ( ) , достигает нуля, что приводит к срабатыванию нуль-органа 9, и, следовательно, к смене знака образцового напряжения Vg с на + и к запуску селектора 7 по переднему фронту выходного импульса которого конденсатор 13, имеющий заряд - VoCo .подключается к дополнительному входу интегратора 10. Далее до момента времени tc протекают процессы, аналогичные выше описанным с той лишь разницей, что образцовые напряжения j и заряд на образцовом конденсаторе 13 имеют другой знак. Тогда уравнение баланса зарядов за

интервал времени будет иметь

вид: .

VoCo -(V5;-V,;+Vo) TS,/R О .

Отсюда интервал времени Т. имеет следующую зависимость:

, V,C,R(LVp (.- Тогда частоту импульсов, поступа|рщих на вход реверсивного счетчика 4 в течение первого периода (t) на сложение, можно представить следующим образом:

MiH((v....

Количество импульсов N, поступающих в реверсивный счетчик 4 за первый период Т напряжения Щ(t), равно;

--1 i i i--r;4тИ

о В следующем периоде напряжения U;( (t) выходное напряжение сумматора 3 будет иметь выражение: и (t) U2 (t)U (t) +V. a реверсивный счетчик 4 переключается в режим вычитания.В остальном процессы преобразования за второй период протекают аналогично вьш1ерписанным за первый период. Количество импульсов Ng, поступающих в реверсивный счетчик 4 за второй период напряжения U (t)i равно: .W - it. По окончании второго периода напряжения l)(t) записанное в реверсивном счетчике 4 число N можно представить выражением: )U2W VoLftK дVn О где К коэффициент пропорциональности. Код в реверсивном счетчике 4 прямо пропорционален активной мощности и не зависит от Тд , а поэтому нестабильность его формирования, связанная с невозможностью синхронизации моментов срабатьшания нульоргана 9 и моментов прихода ближайщего импульса с выхода генератора

14 образцовой частоты, не оказывает влияния на точность преобразования. Таким образом, предлагаемое устройство имеет большую точность преобразования по сравнению с базовым, в качестве которого выбран тестор контроля бескорпусных операционных усилителей АМЦ 1440.

АНАЛОГО-ЦИФР05д1Й ®1РЕрБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТЙП ю-ч вт. ев. 631835, отличающийс я --,,,. тем, что, с целью повьппения точности, в него введены переключатель и образцовый конденсатор, причем первая обкладка конденсатора соединена с общей шиной, а вторая - с входом переключателя, первый выход которого соединен с дополнительным входом интегратора, а второй выход - с выходом формирователя образцового напряжения, вход которого соединен с выходом нуль-органа непосредственно, управляющий вход переключателя соединен с вь1ходом селектора.