Устройство для измерения среднего значения тока электропривода Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 

ел

00

со

14)

фиг.}

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода переменного тока и является усовершенствованием устройства по авт.св. ( 1465788.

Цель изобретения - повьшение точности измерения тока.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения среднего значения тока; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения среднего значения тока электропривода содержит датчик 1 тока, выход которого соединен с первым входом компаратора 2J второй вход которого подключен к нулевой шине, и с первым входом интегратора 3, выход которого соединен с первым входом компаратора 4, второй вход которого соединен с нулевой шиной, выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с первым входом распределителя 6 импульсов, который подключен к первым входам элементов И 7 и В и через элемент НЕ 9 к С-входом триггеров 10 и 11, D-вход триггера 10 соединен с вторым входом распределителя 6 импульсов и с выходом компаратора 2, а инверсный и мой выходы соединены соответственно с вторыми входами элементов И 7 и 8, третьи входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 11, D-вход которого соединен с третьим входом распределителя 6 импульсов и с выходом KOMnai)& тора 4, выход элемента И 7 является выходом распределителя 6 импульсов и соединен с вторым входом интегратора 3 и с входом блока 12 гальванической развязки, выход элемента И 8 является вторым выходом распределителя 6 импульсов и соединен с третьим входом интегратора 3 и с входом блока 13 гальванической развязки.

Кроме того, устройство содержит таймер 14 и формирователь 15 импульсов, первьш выход которого соединен с входом сброса счетчика 16, а второ выход подключен к входу записи регистра 17, выходы счетчика 16 соединены с соответствующими входами регистра 17, выходы которого являются выходами устройства, вход сложения счетчика 16 и первый вход элемента ИЛИ-НЕ 18 соединены с выходом блока

5

0

5

0

5

0

5

0

5

13 гальванической развязки, вход вычитания счетчика 16 и второй вход элемента ИЛИ-НЕ 18 соединены с выходом блока 12 гальванической развязки, выход элемента ИЛИ-НЕ 18 соединен с С-входом триггера 19, D-вход которого соединен с выходом таймера 14, а выход - с входом формирователя 15 импульсов.

На фиг.2 обозначено: а - импульсы на выходе таймера 14, б - сигнал на выходе датчика 1 тока; в - тактовые импульсы генератора 5; г - выходной сигнал компаратора 2; д - выходной сигнал на прямом выходе триггера 10; е - выходной сигнал интегра - тора 3; ж - выходной сигнал компаратора 4; 3 - выходной сигнал на прямом выходе триггера 11; и,к - импульсы на выходах элементов И 8 и 7 соответственно; л - импульс управления записью в регистр 17; м - импульс управления обнулением счетчика 16; н - среднее значение тока на интервале измерения.

Устройство работает следующим образом.

Таймер 14 вьфабатьгеает импульсы с периодом Т, равньм длительности интервала измерения. Импульс с выхода таймера 14 поступает на D-вход триггера 19, где синхронизируется со счетными импульсами, поступающими на С-вход. При наличии сигнала логической единицы на С-входе, что соответствует паузе в последовательности тактовых импульсов, указанный импульс поступает на вход формирователя 15 импульсов, на втором выходе которого формируется импульс управления записью в регистре 17, по заднему фронту которого на выходе формирователя 15 импульсов фору мируется импульс управления обнулением счетчика 16. При поступлении импульса на вход записи в регистр 17 осуществляется запись в регистр текущей информации с выходов счетчика 16 в виде п-разрядного цифрового кода и записанное значение сохраняется на выходе регистра в течение последукяцего интервала измерения. При поступлении импульса на вход сброса счетчика 16 происходит

его обнуление и начинается новый инI

тервал измерения и формирования цифрового кода.

При положительной полярности измеряемого сигнала на выходе компаратора 2 формируется сигнал логической единицы, который поступает на D-вход триггера 10, где синхронизируется с тактовыми импульсами, после чего синхронизированный сигнал с прямого выхода триггера 10 потупает на второй вход элемента И 8, а сигнал логического нуля с инверсного выхода триггера 10 поступает на второй вход элемента И 7, запрещая возможное прохождение тактовых импульсов на второй (неинвертирующий) вход интегратора 3. Интегратор непрерывно интегрирует выходной сигнал датчика 1 тока, поступающий на его первый (неинвертирующий) вход. Если выходной сигнал интегратора 3 больше нуля, что соответствует сигналу логической единицы на выходе компаратора 4, поступающему на D- вход триггера 11, на прямом выходе триггера 11 будет сигнал логической единицы, который, поступая на третий вход элемента И 8, разрешает 1рохождение текущего тактового импулса через этот элемент на третий (инвертирующий) вход интегратора 3, на котором с помощью входных делителей задается необходимое значение амплитуды уравновешивающего импульса и осществляется вычитание вольтсекундной площадки, соответствующей этому импульсу из текущего значения интеграла входного сигнала. Одновременно с этим тактовый импульс через €лок 13 гальванической развязки поступает на вход сложения реверсивного счетчика 16. Если п.ри появлении следующего тактового импульса уровень выходного сигнала компаратора А остается неизменным, то этот импульс через элемен И 8 поступает на те же входы интегратора 3 и счетчика 16. При измене-

НИИ полярности выходного сигнала интегратора 3 и, соответственно, уровня выходного сигнала компаратора 4 (это означает, что интеграл импульсного уравновешивающего сигнала превысил по модулю значение интеграла измеряемого) переключается триггер 11 и тем самым блокируется прохождение тактовых импульсов через элемент И 8, в то же время как на инверсном выхоле триггера 11 формируется сигнал логической единицы, который поступает на третий вход эле-

0

5

0

5

.

5

0

5

0

5

мента И 7, однако тактовые импульсы через этот элемент не проходят, так как на втором входе присутствует сиг- гал логического нуля.

Таким образом, на текущем такте уравновешивающий импульс не формируется и осуществляется интегрирование только входного сигнала до тех пор, пока значение сигнала не превысит нулевой уровень, что фиксируется компаратором 4, который переключает триггер 1-1 и разрешает прохождение текущего уравновешивающего импульса на третий вход интегратора и вход сложения счетчика 16. При противоположной полярности входного сигнала сигнал логической единицы имеется на втором входе элемента И 7, и тактовые импульсы будут проходить через этот элемент на второй вход интегратора 3 и через блок 13 гальванической развязки на вход вычитания счетчика 16 только при условии, что сигнал на выходе интегратора 3 меньше нуля, которому соответствует сигнал логической единицы на третьем входе элемента И 7, в противном случае формирование и подсчет уравновешивающих импульсов осуп;ествляться не будет.

Таким образом, полярность подклю чения тактовых импульсов на входы интегратора 3 и счетчика 16 определяется полярностью входного сигнала и знаком выходного сигнала интегратора 3, т.е. полярностью ошибки уравно - вешивания, и каждое последующее подключение направлено на уменьшение этой ошибки, максимальное значение которой при данном способе измерения не превьппает цены одного уравновешивающего импульса, так как вольтсекунд- ная площадка формируемого однополяр- ного импульсного сигнала пропорциональна интегралу тока на интервале измерения, то, подсчитывая количество импульсов, поступающих на соответствующий вход счетчика, в зависимости от полярности входного сигнала, определяют цифровой код, соответствующий среднему значению входного сигналт ла за интервал измерения, который при появлении импульса управления записыр в регистр 17 записывается в него. Данная информация хранится в течение следующего интервала измерения. При появлении нового импульса на выходе

(Яймера описанный цикл измерения повторяется аналогичным образом.

Формула изобретения Устройство для измерения среднего значения тока электропривода по авт. св. f 1А65788, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности измерения среднего тока, в него введен второй компаратор, а в распределитель введен второй триггер, D- вход которого является третьим входом распределителя и подключен к выходу второго компаратора, а его инверсный и прямой выходы соединены с третьими входами первого и второго элементов И соответственно, первый вход второго компаратора соединен с выходом датчика тока, второй вход - с нулевой шиной.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода переменного тока. Цель изобретения - повышение точности измерения тока - достигается тем, что в известное устройство введены компаратор 2 и триггер 10, в связи с чем максимальное значение погрешности не превышает цены одного уравновешивающего импульса, т.е. уменьшается в два раза. Кроме того, устройство содержит датчик 1 тока, интегратор 2, компаратор 4, генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6, блоки 12 и 13 гальванической развязки, таймер 14, формирователь 15, счетчик 16, регистр 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, триггер 19. Распределитель 6 содержит логические элементы И 7 и 8, инвертор 9 и триггер 11. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.