Счетчик электроэнергии Советский патент 1985 года по МПК G01R11/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в энергетике при измерениях электрической энергии постоя ного и переменного тока. Известен электронный счетчик эле троэнергии, содержащий последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, амплитудно-импульсны модулятор, фильтр низких частот, преобразователь напряжения в частот и счетчик импульсов ц. Недостатком известного счетчика является низкая точность, обусловле ная многократным преобразованием вход ных сигналов. . Наиболее близок к предлагаемому электронный счетчик электроэнергии, содержащий последовательно соединен ные реверсивный счетчик импульсов и индикатор, а также интегратор, к входам которого подключены вьгходы источника первого входного сигнала и источника опорного напряжения с управляемой полярностью, к управляю тему входу которого подключен выход первого компаратора, охваченного положительной обратной связью, вход которого соединены с вькодами источ ника второго входного сигнала и интегратора, второй комраратор, два ключа, генератор опорной частоты и логический блок, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, а входы - к выходам генератора опорной частоты и второго ко паратора, оба входа которого через резисторы подключены к выходу Интегратора и через соответствзтощие ключи - к нулевому потенциалу, причем управляющие входы ключей соединены с выходом первого компаратора Недостатком известного счетчика является также невысокая точность, о 5условленная тем, что переключение второго компаратора происходит не при переходе напряжения на выходе интегратора через ноль, так как реальные транзисторные ключи имеют остаточное напряжение, а также нелинейность пилообразного выходного напряжения интегратора в областях, близких к моментам смены напра ления интегрирования. Цель изобретения - повышение Точ ности. Поставленная цель достигается те что Б счетчик электроэнергии, содер жащий последовательно соединенные первую входнзто шину, интегратор, первый компаратор, охваченньй положительной обратной связью, источник опорного напряжения с управляемой полярностью, выход которого подключен к другому входу интегратора, а также второй компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - с первым входом логического блокаj второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выходы - к входам реверсивного счетчика, разрядные выходы которого являются выходом счетчика электроэнергии, введены последовательно соединенные су1 1матор и-нульорган, выход которого подключен к третьему входу логического блока, четвертый вход которого соединен с выходом первого компаратора, причем первый вход сумматора подключен 1К выходу интегратора, а второй вход к второй входной тине и второму входу второго компаратора. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого счетчика электроэнергии; на фиг. 2 - временные диаграммы «го работы. .: : . -л .. Счетчик электроэнергии содержит входные шины 1 и 2, сигналы на которых пропорциональны соответственно току и напряжению исследуемой цепи, сумматор 3, интегратор 4, компараторы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения с управляемой полярностью, блок 8 положительной обратной связи, нуль-орган 9, генератор 10 опорной частоты, логический блоК 11, реверсивный счетчик 12, выход которого может быть непосредственно соединен с входом индикатора 13, а входы подключены к выходам логического блока t1, входы которого соединены соответственно с выходами компараторов 5 и 6, генератора 10 и через-нульорган 9 - с выходом сумматора 3, один йход которого соединен с входной шиной i и ОДЯШ4 входом компаратора 6, а другой вход - с другим входом компаратора 6, входом компаратора 5, охваченного положительной обратной связью через блок 8, и выходом интегратора 4, один вход которого подключен к входной шине 1, а другой вход через источник 7 - к выходу ксотпаратора 5. При указанной на фиг. 1 полярности подключения компаратора 6, а также при использовании в качестве реверсивного счетчика 12 с раздельными прогрессивными и рехрессивными счетными входами логический блок 11 должен обеспечивать следующие логические функции: D F (А.В.С + А.В.), Е F (А.В.С + А.В.С) Счетчик электроэнергии работает следующим образом. При отсутствии входных сигналов интегратор 4 и компаратор 5 работают в автоколебательном режиме, генерируя на выходе интегратора 4 симметричное тр5еугольное напряжение, а на выходе компаратора 5, пёреключакицегося при достижении пороговых уровней iU., меандр. Нуль-орган 9 и компаратор 6 имеют нулевые пороговые уровни и переключаются одновременно в одном и том же направлении. На обоих выходах логического блока 11 сохраняется уровень О. Входным сигналом U на шине 1 изменяются скорости изменения напря-г жения на выходе интегратора 4. Они 1 (UQ+UJ) при положительном и (UQ-IJ) при отрицательном нап- 3,5 ряжении на выходе компаратора 5. (tUp - напряжение на выходе источника 7; TO - постоянная.времени интегратора 4) . Вторым входньм сигнале U вход;Ной шины 2 задаются пороговые уровни компаратора 6 и нуль-органа 9. Так как напряжение с выхода интегратора 4 и напряжение на входной шине 2 поданы На/разные входы компаратора 6, а у нуль-органа 9 суммируются, то компаратор б переключается в моменты равенства напрйжения пилы (моменты времени t и t4 на .« фиг. 2), а нуль-орган 9 - -U; (моменты времени t и t, на фиг. 2). Выходные сигналы компараторов 5 и б, нульоргана 9 и генератора 10 опорной частоты подаются на входы логичес- jj кого блока 11, на вькодах которого формируются пачки импульсов, одна из которых подается на суммирующий. дру ка ми 5 ком JQ инт ми и сче Т, где сан бот вхо отк пол где вр 1од :ное гии во ка гая на вычитающий вход счетчи12. Интервал времени , между моментапереключения нуль-органа 9 t, и паратора б t равен л т ервал времени ь между моментакомпаратора б переключения Число импульсов, записанное в тчике 12 -за период работы схемы равно Гиг частота генератора 10. fp Ле ГКО показать, что число. Запиное в счетчик 12 за период раы Т, пропорционально энергии дных сигналов за это время Период работы схемы Т равен удаПодставив это выражение в (4), учим . . Э - энергия за время Т. Таким образам, за любой интервал мени, кратный целому числу перив Т работы схемы, число, записанв счетчике, пропорционально энервходных сигналов. Технико-экономическое преимущестпредлагаемого электронного счетчиэлектроэнергии по сравиениго с

известным состоит в повышении точности счетчика, обусловленном исключением ключей из аналогового тракта, а также независимостью показаний

счетчика от линейности выходного напряжения интегратора в моменты, близкие к моментам смены направления интегрирования.

СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРОЭНЕРПад, с держащий последовательно соединенны первую входную шину, интегратор, пе вьй компаратор, охваченный положительной обратной связью, источник опорного напряжения с управляемой полярностью, выход которого подключен к другому входу интегратора, а также второй компаратор, первый вход которого соединён с выходом интегратора, а выход - с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выходы - к входам реверсивного счетчика, разрядные выходы которого являются выходом счетчика электроэнергии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные сумматор и нуль-орган, выход которого подключен к третьему вхоДу лЬгического блока,, четвертый вход которого соединен с выходом первого компаратора, причем первый вход сумматора подключен к выходу интегратора, а второй вход - к второй входной шине и второму входу второго компаратора.