Преобразователь активной мощности в цифровой код Советский патент 1989 года по МПК G01R21/06 

4

оо

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для преобразования активной мощности /энергии/ электрических сигналов промышленной сети в цифровой код. Цель изобретения - повышение точности преобразования - достигается за счет увеличения информативности первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код. Для этого преобразователь активной мощности содержит второй аналоговый коммутатор 23, делитель 24 напряжения, второй преобразователь 25 напряжения в цифровой код, мультиплексор 26, элемент ИЛИ-НЕ 27, элементы И 28 и 29. Второй аналоговый коммутатор 23 подает входные сигналы с шин напряжения и тока на делитель 24 напряжения, который согласует уровень входных сигналов импульсных помех с масштабом второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код, измеряющего их уровень. Момент прихода импульсной помехи на вход преобразователя определяет элемент ИЛИ-НЕ 27 по показаниям второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код. В это время элемент ИЛИ-НЕ 27 своим выходным сигналом при помощи элементов И 28 и 29 дает команду первому аналоговому коммутатору 4 отключить сигнал с входа первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код. Мультиплексор 26 выдает код, пропорциональный входному сигналу импульсной помехи, с разрядных выходов второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код на регистр 6 для последующей обработки. 1 ил.

М

ватель 25 напряжения в цифровой код, мультиплексор 26, элемент ИПИ-НЕ 27, элементы И 28 и 29. Второй зналого- шлй коммутатор 23 подает входные сиг- напы с шин напряжения и тока на делитель 24 напряжения, которьй согласует уровень входных сигналов импульс- нык помех с масштабом второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код, измеряющего их уровень. Момент прихода импульсной помехи на вход преобразователя определяет элемент ШШ-НЕ 27 по показаниям второго преИзобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для преобразования активной мощности .(энергии) электрических сигналов промышленной сети в цифровой код, и является усовершенствованием преобра- зователя по основному авт, св.

№ 1366960,

Цель изобретения - повьшение точности преобразования.

На чертеже представлена структур- но-функциональнал схема преобразователя активной мощности в цифровой

код. ,-,

Преобразователь содержит калиброванный резистор 1,.фиксатор 2 уровня источник 3 опорного напряжения, первый аналоговый коммутатор 4, первый преобразователь 5 напряжения в цифровой код, регистры 6-П, сумматор 12, умножитель 13, блоки 14 и 15 памяти, формирователь 16 импульсов, генератор 17 опорной частоты, счетчики 18 и 19, элемент 20 задержки, элемент И 21, формирователь 22 управляющих сигналов, второй аналоговый коммутатор 23, делитель 24 .напряжения, второй преобразователь 25 напряжения в цифровой код, мультиплексор 26, элемент ИЛИ-НЕ 27, первый и второй элементы И 28 и 29, причем вход фиксатора 2 уровня соединен с входной шиной напряжения, а выход - с вторым входом первого аналогового коммутатора 4. выход которого подключен к аналоговому входу первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код, выход источника 3 опорного напряжения

образователя 25 напряжения в цифровой код. В это же время элемент ИЛИ- НЕ 27 своим выходным сигналом при.помощи элементов И 28 и 29 дает команду первому аналоговому коммутатору 4 отключить сигнал с входа первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код. Мультиплексор 26 выдает код, пропорциональный входному сигналу импульсной помехи, с разрядных выходов второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код на регистр 6 для последующей обработки. 1 ил.

5

подключен к третьему, входу первого аналогового коммутатора 4, первый вход которого соединен через резистор 1 с входной шиной тока и входом формирователя 16 импульсов, первый выход регистра 6 через элемент И 2I подключен к входам выбо.ра режима и переноса первого канала сумматора 12, а вторые выходы - к вторым входам первого канала сумматора 12, первый вход первого канала сумматора 12 соединен с земляной шиной, а выходы - с входами регистра 8, выходы старших разрядов сумматора 12 соединены также с входами регистра 7 и входами второго канала умножителя 13, которые подключены также к выходам регистра 9, входы первого канала умножителя 13 соединены с выходами ре- ° гистра 7 и блоков 14 и 15 памяти, а выходы - с входами регистров 9 и 10 и входами третьего канала сумматора 12, входы второго канала сумматора 12 подключены к выходам регистра 8, выход генер.атора 17 опорной частоты соединен с входом синхронизации формирователя 16 импульсов, входом записи регистра 6 и входом счетчика 18, выходы разрядов счетчика 18 подключены к входам регистра 11, а вход сброса в О - к входу счетчика 19 и через Элемент 20 задержки к входу записи регистра 1 и выходу формирователя 16 импульсов, входы блоков 35 14 и 15 памяти подключены соответственно к выходам регистров 10 и 11, входы формирователя 22 управляющих сигналов соединены с выходами генера30

тора 17 опорной частоты и счетчиков 18 и 19, выходы формирователя 22 управляющих сигналов соединены с первым входом управления первого анало- гового коммутатора 4, входом управления фиксатора 2 уровня, тактовым входом первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код, первым входом элемента И 21, входами записи ре-Ю гистров 7-11 и умножителя 13, входами разрешения считьшания регистров 7 и 9, сумматора 12 и блоков 14 и 15, входами сброса регистров 8 и 10, входами выбора каналов сумматора 12; а 15 также входами управления регистром произведения умножителя 13, второй аналоговый коммутатор 23, делитель 24 напряжения и второй преобразователь 25 напряжения в цифровой код 2 соединены последсзатель но, . первый и второй входы второго аналогового коммутатора 23 подключены соответственно к первому и второму входам первого аналогового коммутатора 4, первый 2 и второй управляющие входы второго аналогового коммутатора 23 соединены с соответствующими выходами формирователя 22 управляющих сигнало-в и через первый и второй элементы И 28 и 3 29 с управляющими входами первого аналогового коммутатора 4, первые входы элементов И 28 и 29 подключены к управляющему входу мультиплексора 26 и выходу элемента ИЛИ-НЕ 27, вхо- ды которого соединены с выходами второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код и первыми входами мультиплексора 26, вторые входы мультиплексора 26 подключены к выходам первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код, а выходы - к входам регистра 6.

Преобразователь работает следующим образом. ,.

На входы второго преобразователя 25 напряжений в цифровой код подаются входные сигналы в той же последовательности во времени, что и к входам первого преобразователя 5 напря- жения в цифровой код. Коэффициент передачи делителя 24 напряжения выбран так, чтобы обеспечить необходимый масштаб входного сигнала второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код, т.е. расширить в некоторое число m раз верхний предел последнего по сравнению с первым преобразователем 5 напряжения в код. Данное число

-

m определит также количество S старших разрядных выходов второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код, которые подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 27.

Если уровни входных сигналов по шинам напряжения и тока не превьшают масштаб первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код, то на двух старших разрядных выходах (при m 4 и S 2, не считая знакового) второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код установлены уровни логического О, а на остальных разрядных выходах код изменяется синхронно с кодом на разрядных выходах первого преобразователя 5 напряжения в код.

На выходе элемента 1ШИ-НЕ 27 присутствует уровень логической 1 , и элементы И 28 и 29 повторяют сигналы, поступающие с соответствующих выходов формирователя 22 управляющих сигналов на управляющие входы первого и второго аналоговых коммутаторов 4 и 23.

Если по шинам напряжения или тока сигнал превысил масштаб первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код, то на двух старших разрядных выходах (при ш 4, S 2) второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код установятся соответствующие уровни логической 1.

На выходе элемента ИЛИ-НЕ 27 появится уровень логического О, запрещающий прохождение сигналов с выходов формирователя 22 управляющих сигналов через элементы И 28 и 29 на управляющие входы первого аналогового коммутатора 4, который закры- вается и прекращает прохождение вхо; ного сигнала на первый преобразователь 5 напряжения в код. При этом на выходе мультиплексора 26 появляется код с разрядных выходов второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код, характеризующий уровень возникшей импульсной помехи, превы- шакидей масштаб первого преобразователя 5 напряжения в цифровой код.

Эти значения кода второго преобразователя 25 напряжения в цифровой код используются для вычисления значений мгновенной мощности входного сигнала.

5-14711436

Суммарное среднеквадратическоерешностей предлагаемого преобразовазначение случайных составляющих пог-теля активной мощности

I u(t)-i(t)dt

мгновенные значения тока и напряжения; математическое ожидание it, U j;

случайные составляющие погрешности преобразо-. вателя напряжения в цифровой код;

период квантования.

Формула изобретения

Преобразователь активной мощности в цифровой код по авт.св. №1366960, отличающий ся тем что, с целью повышения точности преобразования, в него введены последовательно соединенные второй аналоговый коммутатор, делитель напряжения, вто20

25

выходом первого преобразователя напряжения в цифровой код и входом первого регистра мультиплексор, много- входовьй элемент ИЛИ-НЕ, первьш и второй элемент И, причем первый и второй входы второго аналогового коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам первого аналогового коммутатора, первый и второй управляющие входы второго аналогового коммутатора соединены с соответствующими выходами формирователя управляющих сигналов и через первый и второй элементы И с управляющими входами первого аналогового коммутатора, первые входы элементов И подключены к управляющему входу мультиплексора и выходу многовходового элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами второго преобразоварой преобразователь напряжения в циф- о напряжения в цифровой код и пер

ровой код, а также включенный между

выми входами мультиплексора.

выходом первого преобразователя напряжения в цифровой код и входом первого регистра мультиплексор, много- входовьй элемент ИЛИ-НЕ, первьш и второй элемент И, причем первый и второй входы второго аналогового коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам первого аналогового коммутатора, первый и второй управляющие входы второго аналогового коммутатора соединены с соответствующими выходами формирователя управляющих сигналов и через первый и второй элементы И с управляющими входами первого аналогового коммутатора, первые входы элементов И подключены к управляющему входу мультиплексора и выходу многовходового элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами второго преобразова напряжения в цифровой к

выми входами мультиплексора.