Цифровой измеритель мощности Советский патент 1989 года по МПК G01R21/06 

10

15

1А9230Д

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности сигналов постоянного и низкочастотных сигналов переменного тока.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерения мощности.

На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя мощности.

Цифровой измеритель мощности содержит входные преобразователи напряжения 1 и тока 2, источник 3 опорного напряжения, два KONtMyTaTopa 4 и 5, интегрирующий двухтактный преобразователь 6 напряжения во временной .интервал (ПИВ 6), блок 7 управления и генератор 8 тактовых импульсов, причем входы входных преобразователей 1 и 2 напряжения и тока являются входами измерителя , а выходы подключены к первому и второму входам первого коммутатора 4, третий вход которого подключен к выходу источника 3 опор25 ного напряжения и первому входу второго коммутатора 5, четвертый вход первого коммутатора 4 и второй вход второго коммутатора 5 подключены к общей щине измерителя, выходы первого и второго коммутаторов 4 и 5 подключены к входам ПЫВ 6, выход которого подключен к первому входу блока 7 управления, второй вход которого

для двух тактов .интегрирования имеет вид

(Uo - UJ Т, - Учитывая, что Т Т из

ДЯТ

Те

То(1

и,.

Тс,

о (I)

(1) нахо- (2)

Как только выходное напряжение интегратора ПИВ 6 станет равным нулю, коммутатор 4 подключает на первый вход ПНВ 6 напряжение Uij, пропорциональное входному току, а коммутатор 5 на второй вход ПНВ 6 напряжение Un. Начинается третий такт, длительность которого определяется как

20

Т, 2То - Т

г.После подстановки (2) i чают.,

-)

и.

(1 +

(3)

(3), полу- (4)

30

После окончания третьего такта KOMNfyTaTop 4 подает на первый вход ПНВ 6 напряжение Ue, а коммутатор 5 подключает второй вход ПНВ 6 к общей щине. В четвертом такте производится считывание накопленного интервала. Такт заканчивается по достижению выходным напряжением интегратора ПНВ 6 нулевого уровня. Для третьего и чет- подключен к выходу генератора 8 такто- вертого тактов уравнение процесса

вых импульсов, первый и второй управляющий выходы подключены к управляющим входам первого 4 и второго 5 коммутаторов соответственно, а выход является выходом измерителя.

Цифровой измеритель мощности работает следующим образом.

Цикл измерения мощности занимает десять тактов длительностью То.

В первом такте коммутаторы 4 и 5 подключают на входы ПНВ 6 напряжение и, пропорциональное входному напряжению, и DO - напряжение источника 3 опорного напряжения. За время Т« TO ПНВ 6 интегрирует разность напряжений U - U.

Во втором такте коммутаторы 4 и 5 подключают ня первый вход ПНВ 6 напряжение Uo , а второй подключают к общей шине. В ПНВ 6 производится считывание накопленного интервала.

Такт заканчивается в момент достижения вьгходнь1м напряжением интег-рато- ра ПНВ 6 нулевого т начения. Уравнение

40

преобразования имеет вид

(Uo - и ) т - UO-T О

Подставив значение Tj в (5),

ДЯТ

т - т П + « Т - TO (1 - - -gf(5)

нахо(6)

45

50

55

В пятом такте длительностью Тд 2Тв - Т коммутаторы 4 и 5 подключают входы ПНВ 6 к общей шине. Тогда при U О и О U Uo, О Uy Uo интервал времени Tq может изменяться в пределах от нуля до 2 То.

Шестой и седьмой такты аналогичны первому и второму, только здесь вместо подключается Uy . Поэтому выражения для этих двух тактов пре- обраэования подобны выражениям (I) и (2):

(Uo - и.,) Те, -.Uo Ту

О

(7)

для двух тактов .интегрирования имеет вид

(Uo - UJ Т, - Учитывая, что Т Т из

ЯТ

Те

То(1

и,.

Тс,

о (I)

(1) нахо- (2)

Как только выходное напряжение интегратора ПИВ 6 станет равным нулю, коммутатор 4 подключает на первый вход ПНВ 6 напряжение Uij, пропорциональное входному току, а коммутатор 5 на второй вход ПНВ 6 напряжение Un. Начинается третий такт, длительность которого определяется как

Т, 2То - Т

г.После подстановки (2) i чают.,

-)

и.

(1 +

(3)

(3), полу- (4)

преобразования имеет вид

(Uo - и ) т - UO-T О

Подставив значение Tj в (5),

ДЯТ

(5)

нахот - т П + « Т - TO (1 - - -gf(6)

В пятом такте длительностью Тд 2Тв - Т коммутаторы 4 и 5 подключают входы ПНВ 6 к общей шине. Тогда при U О и О U Uo, О Uy Uo интервал времени Tq может изменяться в пределах от нуля до 2 То.

Шестой и седьмой такты аналогичны первому и второму, только здесь вместо подключается Uy . Поэтому выражения для этих двух тактов пре- обраэования подобны выражениям (I) и (2):

(Uo - и.,) Те, -.Uo Ту

О

(7)

Т То (1 -)-(8)

Восьмой и девятый такты аналс гич- ны третьему и четвертому та исключением того, что вместо Uij подключается Vf. , а выражения для этих двух тактов аналогичны (3), (4), (5) и (6)

Tg 2То - (9)

Подставив (8) в (9), получают

UM

Tj 2То- Т Т,

(1

+ J). Uo

(10)

Аналогично выражению (6), находят

т - т С1 4--L: и, и Ь ц, /iiN Те - TO (I +--77- - -TTTS)

Ue, Uo U В десятом такте, как и в пятом, коммутаторы 4 и 5 подключают входы ПНВ 6 к общей шине. Тогда интервал времени Т может изменяться в пределах от нуля до TO. Складывая левые и правые части выражения (6) и ( О отдельно, получают

То 1л

Тд 21,, (I и.и,

где 2Тс,- - выражение среднего

значения мощности за

период преобразования Таким образом, в результате поочередного интегрирования входных сигналов и опорного напряжения получается величина, пропорциональная среднему значению измеряемой мощности за время преобразования.

0

5

5

0

Цифровой H:sMepMTejrb мощности, содержащий входные преобразователи напряжения и тока, источник опорного напряжения, два коммутатора, интегрирующий двухтактный преобразователь напряжения во временной интервал, блок управления и генератор тактовых импульсов, причем входы входных преобразователей напряжения и тока являют с я входами измерителя а выходы подклинены к первому и второму входам первого коммутатора, третий вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход интегрирующего двухтактного преобразователя подключен к первому входу блока управления, управляющие выходы которого подклкнены к управляющим входам первого и второго коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, первый коммутатор имеет четыре входа, а второй два, причем первый вход второго коммутатора подключен к выходу источника опорного напряжения, четвертый вход первого коммутатора и второй вход второго коммутатора подключены к общей щине, выходы первого и второго коммутаторов подклкяены к первому и второму входам интегрирующего двух- тактого преобразователя напряжения во временной интервал, второй вход 5 блока управления подклкнеи к выходу генератора тактовых импульсов, а выход является выходом цифрового измерителя мощности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности сигналов постоянного и низкочастотных сигналов переменного тока. Цель изобретения - повышение точности. Вместо аппаратного перемножителя операцию перемножения выполняет интегрирующий двухтактный преобразователь 6 напряжения во временной интервал. Интегрирование производится в течение восьми временных интервалов. Интегрируются входные сигналы, пропорциональные измеряемым напряжению и току, и опорное напряжение. Цифровой измеритель мощности содержит также входные преобразователи 1 и 2 напряжения и тока соответственно, источник 3 опорного напряжения , первый 4 и второй 5 коммутаторы, блок 7 управления и генератор 8 тактовых импульсов. 1 ил.