Преобразователь активной энергии в цифровой код Советский патент 1988 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к измерению и кодированию информации и может быт }испольэовано для построения преобра- ;зователей активной энергии (мощности |переменного токя в цифровой код. I .Цель изобретения - повышение точ- JBocTH преобразования,

I На чертеже нредставлена схема пре образователя активной ;)нергии в циф 1ровой код.

I Преобразователь содержит входной (блок 1, нреобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистра тор 6 результата, двоичный умножитель 7, состоящий из первого счетчика 8. импульсно-нотенциальных вентилей 9 и элемента ИЛИ 10, регистры 1 и 12, второй счетчик 13, управляемый делитель 14 частоты, генерато

15опорной частоты, делитель 16 час- тоты, элемент задержки и инвертор 20, Причем входы входного блока

1 подключены к входным шинам, первый выход - к входу преобразователя 2 напряжения в .частоту следования импульсов, и входу нуль-органа 4, а второй выход - к входу преобразователя 3 напряжения в частоту следования импульсов . Выход нуль-органа 4 соеди йен с входом запис и регистратора 6 результата и через первый элемент 17 задержки с установочным входом реверсивного счетчика 5, выходы разрядов которого подключены к -входам регистратора 6 результата. Выход преобразователя 2 напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи первого регистра 11 и через второй элемент 18 задержки к установочному входу первого счетчика 8, вход которого соединен с вь ходом генератора 15 опорной частоты, входом управляемого делителя 14 частоть и через инвертор 20 с входом делителя

16частоты, а выходы разрядов - с входами первого регистра 11 и импульсными входами вентилей 9, потенциальные входы которых гюдкл очены к выходам первого регистра 1, а выходы к входам элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом второго счетчика 13.Выход преобразователя 3 напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи второго регистра 2 и через третий элемент 19 задержки к установочному входу второго счетчика 13, выходы разрядов

которого соединены с входами второго регистра 12. Вход вычитания реверсивного счетчика 5 подключен к выходу делителя 16 частоты, а вход сложения - к выходу управляемого делителя 14 частоты, входы управления которого соединены с инверсными выходами регистра 12.

Преобразователь активной энергии в цифровой код работает следующим образом.

Входные напряжение u(t) и ток i(t) преобразуются входным блоком 1 в нормированные напряжения, им прямо пропорциональные, а затем преобразователями 2 и З - соответственно в частотно-импульсные последовательности

f«(t)

+ S;,; i(t).

(t) и f;(t)

10

Счетчик 8, на вход которого поступают импульсы опорной частотой следования f, с выхода генератора 15 опорной частоты,- подсчитывает их количество в течение каждого периода последовательности с выхода преобразователя 2

N,/t)

fo/f.(t).

0

По окончании каждого из эТих периодов код N (t) импульсов с выхода преобразователя 2 переносится в первый регистр 1 I , после ч.его счетчик 8 сбрасывается 9 нулевое состояние и приступает к подсчету числа импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты за следующий период последовательности с выхода преобразователя 2. В это же время на выходе п- разрядного двоичного умножителя 7, управляющим кодом которого является код N|(t) первого реги стра It, формируется частотно-импульсная последовательность со с.редней частотой следования импульсов

f(t) f.N(t)/2

Счетчик 13 в течение каждого теку- щего периода последовательности с вы- -хода преобразователя 3 подсчитывает число импульсов с выхода двоичного -умножителя 7

) fwjt)/f.(t)-- 1,

после чего импульсом с выхода преобразователя 3 оно переносится во второй регистр 12, а счетчик 13 через время, определяемое вторым элементом 19 задержки, сбрасывается в максимальное (единичное) состояние и приступает к подсчету числа импульсов с выхода двоичного умножителя 7 за следующий период последовательности с выхода преобразователя 3. Инверсия 2 N„,.(1) - 1 кода N.(t) BTOpo го реги,стра 12 является управляющей для делителя 14 частоты. Поэтому при емкости последнего 2 и частоте fp на входе на его выходе формируется частотно-импульсная последователь- ность с частотой следования импульсов

f,,j(t) fo/f2 - 2 -N,;(t)

-nJ

J- fi(f) f,(t),

поступающая на вход сложения реверсивного счетчика 5. В это время на вход вычитания реверсивного счет- чика 5 поступает опорная последовательность импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты, поделенная делителем 16 частоты на коэффициент

f /(2 f.). При этом в счетчике 5 за екущий период Т входного сигнала u(t) накапливается с учетом то

го, что для

f

симметричных входных

сигналов i(t)dt 0 и u(t),

о .°

показание . т

N,(t) Ufi(t)fv.(t)-fi,f«jdt

и °Т«

Я J u(t)-i(t)dt.

Из-за дискретности счета при некратности в общем случае длительностей периода Т.и периодов последовательностей с выходов преобразователей 2 и 3 со средними значениями периодов следования на этих интервалах импульсов с выходов соответственно делителей 14 и 16, генератора 15 опорной частоты и двоичного умно- Жителя 7 возникают три погрешности. Первая из них в относительных единицах и -ее среднеквадратичное значение с учетом .того, что (t ),

-,Q с

1Д)

,,(l-KJl, где К f(t)f,.

составляют

cS/ 2/N.(t}; 6; ,(t)

Tt

(I-K ). К,Г.„ f.(t)(t)dtj,

о

A для синусоидальных входных сигналов

6; 2( 1-К К; ,.„ Т. cos о) ,

где К,- f . (t)/f .g .

Вторая и третья погрещности в относительных единицах и их среднеквадратичные значения для текущих периодов следования импульсов на выходе делителя 14 частоты составляют соответственно

i5;-isf,(t)/f,; (t)/(if6-f);

l,f.i(t)/fbj,(t) f;(t)f,.(t)/();

б;; f,(t) f,(t)/(.

Тогда суммарные значения этих погрешностей для интервала преобразования с учетом их усреднения определяются соответственно как

f о.

nj,(t)

:

i

N),t-t)

-K.ui);

I N(W

r E

, -,,i( ь;; )VN,(t)

fi o fuo

F-N, (t)f,f

MMUH

I NJt)

IX ld+Kj.,

где M lj и Ч,,,- - значения функций iCt) и (t ) на текущих периодах

импульсной последовательности с выхода делителя 14.

А для синусоидальных сигналов при N 1

(Ь - -

fuo л| (1+К /2)(1-Ку) . 3f. T KiK cosU-o

Изобретение относится к измерению и кодированию информации. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь ср.держит входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистратор 6 результата, элемент 17 задержки и инвертор 20, введенный двоичный умножитель 7, включающий счетчик 8, им- , пульсно-потенциальный вентиль 9 и элемент ИЛИ 10, служащий для форми-. рования частотно-импульсной последовательности со средней частотой следования импульсов. Кроме того, в преобразователь введены регистры 11 и 12, счетчик 13, управляемый делитель 14 частоты, генератор 15 опорной частоты, делитель 16 частоты, элементы 18 и 1 9, 3адержки. 1 . ил

б

fo(l-K)

1+(KS.+КГ )/2+(Кн-К;) созЧ „ l-Ku

3 f,-Q TV

cos 0

Формула изобретения

Преобразователь активной энергии в цифровой код, содержащий входной блок, первый и второй преобразователи напряжения в частоту следования импульсов,, нуль-орган, реверсивный счетчик, регистратор результата, первый элемент задержки и инвертор, при чем входы входного блока подключены к входным шинам, первый вьпсод - к входу первого преобразователя напряжения в частоту следования импульсов и входу нуль-органа, второй выход к входу .второго преобразователя напряжения в частоту следования импульсов 5 вьпсод нуль-органа соединен с входом записи регистратора результата и через первый элемент заде-ржки с установочным входом реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам регистратора результата, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования5 в него введены двоич- 1-1ЫЙ умножительS состоящий из первого счетчика, импульсно-потенциапьных вентилей и элемента ИЛИ-, первый и второй регистры, второй счетчик, yn- равляемый делитель частоты, генератор опорной частоты, делитель частоты .

второй и третий элементы задержки , причем выход первого преобразователя напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи первого регистра и через второй элемент задержки к установочному входу первого счетчика, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, входом управляемого делителя частоты и через инвертор с входом делителя частоты, а вь гходы разрядов - с входами первого регистра и импульсными входами импульсно-потенциальных вентилей, потенциальные входы которых подключены к выходам первого регистра, а выходы - к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход второго преобразователя напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи второго регистра и через третий элемент задержки к установочному входу второго счетчики, выходы разрядов которого соединены с входами второго регистра, вход вычитания реверсивного счетчика подключен к выходу елителя частоты, а вход сложения - к выходу управл яемого делителя частоты входы управления которого соединены с инверсными выходами второго регистра.