Во МНОГИХ практических случаях желательно получить на выходе устройства нанряжение, пропорциональное измеряемой мощности. Это особенно важно, например, при необходимости суммирования мощности по показаниям нескольких приборов в телемеханических системах измерений.
В настоящее время эта задача решается посредством устройств с квадратирующими и суммирующими статическими элементами, которые, несмотря на их сложность, не дают необходимой точности из-за нестабильности характеристик, входящих в схему этих устройств линейных и нелинейных элементов.
Предлагаемый способ измерения мощности лишен этого недостатка, так как основан на использовании только фазочувствительных выпрямительных схем.
Измерение мощности осуществляется с помощью двух таких схем, одна из которых служит для получения напряжения, пропорционального активной составляющей тока, потребляемого приемником, а вторая -для умножения полученной величины на напряжение, пропорциональное измеряемому напрялсению по время-импульсному методу. Вторая фазочувствительная выпрямительная схема управляется разностью выпрямленного вспомогательного напряжения постоянной, амплитуды и постоянного напряжения, пропорционального измеряемому.
На чертеже приведена принципиальная схема устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого способа.
С сопротивления i снимается напряжение, пропорциональное нагрузке. Это напряжение выпрямляется фазочувствительной выпрямительной схемой ФЧВ, коммутируемой напряжением, снимаемым со вто№123616- 2 -
ричной обмотки трансформатора Т, питаемого от сети. Выпрямленное напряжение на выходных зажимах фазочзвствительной выпрямительной схемы ФЧВ (между точками 1 и 2), пропорциональное произведению / cos to (/.- ток нагрузки, о - угол сдвига фаз между током нагрузки и напряжением сети), усредняется конденсатором Cj и подается на вход (точки 3 - 4) фазочувствительной вынрямительной схемы ФЧВ.
Со вторичной обмотки трансформатора Т снимается переменное напряжение, пропорциональное сетевому напряжению V, выпрямляется вентилем BI и усредняется конденсатором Cg. В результате этого между точками 5 м 6 появляется постоянное напряжение, пропорциональное напряжению сети V. Часть его падает на сопротивлении (сопротивление используется для исключения влияния конденсатора Cz на форму пилообразных импульсов).
Таким образом, к точкам 3-4 фазочувствительной схемы ФЧВ- приложено постоянное напряжение, пропорциональное /cose, а к точкам 5-7 этой- же схемы - постоянное напряжение, пропорциональное V. К точкам 8 н 9 фазочувствнтельной схемы ФЧВ подается пилообразное напряжение с амплитудой Е от генератора Г ПИ так, чтобы оно занирало вентили 3 и В (напрян ения, пропорциональные I VL V - отпирающие напряжения).
Очевидно, что ток через вентили 2 и В будет проходить лишь в продолжение времени, в течение которого мгновенное значение пилообразного напряжения меньше алгебраической суммы - и V (принимая
условно, что напряжения, пропорциональные -у и V, равны- и V).
При равенстве сопротивления R и R напряжение делится поровну между двумя частями фазочувствительной выпрямительной схемы ФЧВ, разделяемыми цепью коммутации.
Так как напряжение V приложено к обоим вентилям с одинаковым
/ знаком, а напряжение - -с разными знаками, то, естественно, что
токи через сопротивления RQ и R имеют разную величину (принято, что R& и много больше остальных сопротивлений, входяш;их в схему).
При указанных условиях напряжения на сопротивлениях RQ и Rj равны:
на сопротивлении Re: (Е - V-)
на сопротивлении Rj : (Е - V +-).
Разность падений напряжений на сопротивлениях R и Ri равна напряжению между точками 10 и 11. Легко показать, что это напряжение имеет форму трапецеидальных импульсов.
Среднее значение R р этого напряжения пропорционально частно У т . где 5 - плош;адь указанных импульсов и Г - период пилообразных импульсов.
Отсюда можно вывести:
S IV cos
& .,„ V,
где k - коэффициент пропорциональности.
Таким образом, при неизменном значении амплитуды пилообразного напряжения Еа измерительный прибор Я постоянного тока показывает мощность, потребляемую в цепи переменного тока.
