Счетчик электроэнергии Советский патент 1986 года по МПК G01R22/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении счетчи- ков электроэйергии переменного тока

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена структурная схема счетчика.

Счетчик содержит переключатель

1полярности сигнала, перемножитель 2, инвертирующий усилитель 3 постоянного тока, коммутатор 4, конденсатор 5, преобразователь 6 напряжение частота, реверсивный счетчик 7, сче триггер 8 и усилитель-ограничитель 9.

Вход переключателя 1 полярности сигнала является первым входом устройства, а выход подключен к первому входу перемножителя 2, второй вход которого является вторым входом устройства. Выход перемножителя

2подключен к входу инвертирующего усилителя 3 постоянного .тока и к пе вому входу коммутатора 4. Выход .инвертирующего усилителя 3 постоянног трка подключен к второму входу коммутатора 4, выходы которого подключены к выводам конденсатора 5, и подключен к входу преобразователя

6 напряжение-частота, выход которог соединен со счетным входом реверсивного счетчика 7, знаковый вход которого соединен с управляющим входом переключателя 1 полярности сигнала и вьгходом счетного триггера 8, счетньй вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 9, вход которого соединен с входом устройства .

Крома того, выход счетного триггера 8 соединен с управляющим входом коммутатора 4, изменяющего полярность подключения конденсатора 5 в обратную связь инвертирующего усилитель 3 постоянного тока. Выходы заема и переноса реверсивного счетчика 7 являются выходами устройства для подсчета энергии прямого и обратного направлений соответ- .ственно.

Устро йство работает следующим образом.

Входной сигнал ограничивается по амплитуде усилителем-ограничителем 9 и поступает на счетный триггер 8 выходной сигнал которогл изменяет полярность сигнала на выходе переключателя 1 полярности сигнала, по

лярность подключения конденсатора 5 в обратную связь инвертирующего усилителя 3 глэстоянного трка с помощью коммутатора 4 также изменяет направление счета реверсивного счетчика 1 с частотой, равной половине частоты входного сигнала. При этом выходной ток перемножителя 2 появляется суммой переменных составляющих и определяется формулой

6i xz° a &« S SJBx,cos(Mt+4 )-R(wni).00

2i eK2 - Bx, :o5Cp-fi(cont)fK5,UexiUg 11к;со5

|J2Qt(i4i)a)if

ьо

О)

аЫХ:;

и

где К - коэффициент передачи перемножителя 2;

выходной ток перемножителя 2;

йи , входные напряжения устройства;

М - частота входных сигналов; Cf - сдвиг фаз между входными

сигналами; t - время,

S(«nt) ,t(2,4-l),n -целое -I,()f.a)t.(2,2)ir,nцелое J

KCwnt) - функция Радемахера (меандр)

с частотой (У ;

U - частота переключателя поляр- нести сигнала;

K-i-U - коэффициент разложения функции R() в ряд Фурье; ,l,2,...,M.

Первое слагаемое в (I) является полезным и определяет среднюю мощность, а второе - определяет вариации тока на выходе перемножителя 2. Анализ второго слагаемого (l) при условии

4S

Wr

показывает,, что в сумме комбинационных частот отсутствуют биения с чаСО

jg слотами, близкими к у , которые являются одной из причин возникновения вариаций.

Инвертирующий усилитель 3 посто- яв:ного тока с конденсатором 5 в обS$ ратной связи в каждьй полупериод сигнала со счетного триггера 8 представляют собой активный КС-фильтр, который за счет переключения полярности подключения конденсатора 5 пропускает на выход баз изменения .полезную составляющую сигнала и в (2i+l) подавляет все ос- тальные (где К - коэффициент передачи RC-фильтра . Таким образом, на- .пряжение на входе преобразователя 6 напряжение-частота определяется по формуле

Ueb,()Uex,UBMC054

00 Kico5 {tot(2,4i)|)

, Ir , ,

.ilfj R C5H (2)

где Е - сопротивление цепи обратной связи инвертирующего усилителя 3 постоянного тока; Cj - емкость конденсатора 5. Импульсы, частота которых пропорциональна полезной составляющей, с выхода преобразователя 6 напряжение- частота поступают на вход реверсивного счетчика 7, где они накапливаются с учетом знака, определяемого состоянием счетного триггера 8, а частота импульсов с выходов заема и переноса реверсивного счетчика 7 пропорциональна мощности прямого и обратного направлений соответственнаИспользование изобретения позволяет существенно повысить точность измерения за счет полного устранения вариаций, связанных с биениями частоты сигнала и частоты переключения полярности сигнала, уменьшения вариаций, связанных с составляющей удвоенной частоты сигнала в )/к( 2и) раз, где К(2со) - коэффициент передачи БС-фильтра на инвертирующем усилителе 3 постоянного тока и конденСоставитель С.Кабиков Редактор Н.Воловик Техред Н.Бонкало

Заказ 1947/45 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

11роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

12247354

сатора 5 на частоте, равной удвоенной частоте сигнала.

Формула изобретения

5

Счетчик электроэнергии, содержащий переключатель полярности сигнала, перемножитель, преобразова- ,тель напряжение-частота и реверсивный счетчик, причем вход переключателя полярности сигнала является первым входом устройства, его выход подключен к первому входу перемножителя,, второй вход которого является

Вторым входом устройства, выход преобразователя напряжение-частота подключен к счетному входу реверсивного счетчика, знаковый вход которого соединен с управляющим входом переключателя полярности сигнала, .а выход является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него дополнительно введены

инвертирующий усилитель постоянного тока, коммутатор, конденсатор, счетный триггер и усилитель-ограничитель , причем вход инвертирующего усилителя постоянного тока подключен к выходу перемножителя, а выход- к входу преобразователя напряжение- частота, входа коммутатора подключены соответственно к входу и выходу инвертирующего усилителя постоянного тока, выходы - к соответствующим выводам конденсатора, а управляющий вход комьгутатора соединен с управляющим входом переключателя полярности сигнала и с выходом счетного триггера, счетный вход ко- торого через усилитель-ограничитель Подключен к одному из входов устройства.

Корректор Е,Сирохман

Изобретение относится к элект-; роизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит переключатель 1 полярности сигнала, перемножитель 2, инвертирующий усилитель 3 постоянного тока, коммутатор 4, конденсатор 5, преобразователь 6 напряжение-частота, реверсивный счетчик 7, счетный триггер 8 и усилитель-ограничитель 9. Указанная цель достигается введением в устройство инвертирующего усилителя постоянного тока, коммутатора, конденсатора, счетного триггера, усилителя-ограничителя и образованием новых связей между элементами устройства. 1 ил. (Л Ю to Д:ь СО ел выкод