Устройство для дистанционного измерения потребления электроэнергии Советский патент 1990 года по МПК G01R11/56 

ел

со ;о

00

оо

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах учета потребления электроэнергии и является усовершенствованием устройства по авт.св. N 1164607. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет разделения выходных сигналов в зависимости от направления потоков электроэнергии. Введение дополнительно в устройство второго триггера 14, двух элементов И 15, 18, двух инверторов 16, 17 и ключа 13 позволяет достичь поставленную цель. Устройство также содержит счетчик электроэнергии с диском 1, на светоотражающую поверхность которого нанесено светопоглощающее пятно 2, генератор 3 импульсов, усилитель 4, осветители 5 и 6, оптически связанные с фотодатчиками 7 и 8, первый, второй элементы И 9, 10, триггер 11, ключ 12. 2 ил.

ГЧ)

. tpi/g.1

Изобретение относится к электроиз I мерительной технике и может быть ис- I пользовано в информационно-измерителных системах учета потребления элект роэнергиио

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет разделения выходных сигналов в зависимости от направления вращения дис- ка (потребления или отдачи электроэнергии) ,

; На фиго1 представлена структурная i схема устройства для дистанционного : измерения потребления электроэнергии ; на фиго 2 - временные диаграммы, пояс ; няющие работу устройства

Устройство для дистанционного изм рения потребления электроэнергии со- ; держит счетчик с диском 1, на светоо ; ражающую пов ерхность которого нанесе- 1 но светопоглощающее пятно 2, после- ; довательно соединенные генератор 3 импульсов и усилитель 4, к выходу которого подключены осветители 5 и 6 оптически связанные с фотодатчиками 7 и 8, выходы которых подключены к первым входам элементов И 9 и 10 соответственно Выход элемента И 9 подключен к установочному S-входу, а выход элемента И 10 - к R-входу сбро- i са триггера 11, прямой и инверснь й j выходы которого соединены с первыми I входами ключей 12 и 13 соответствен- ;НОо Вторые входы ключей 12 и 13 объе- :динены и подключены к прямому выходу триггера 14, инверсный выход которого соединен с вторыми входами эле- ментов И 9 и 10, третьи входы которых соединены с входами элемента И 15 и через инверторы 16 и 17 подключены к выходам соответствующих фотодатчиков 7 и 8, связанных с входами элемента И 18, у которого третий вход подключен к выходу генератора 3 им- пульсов, при этом выходы элементов И 15 и 18 соединены соответственно с установочным S- и R-входом сброса триггера 14

Для нормальной работы устройства светопоглощающее пятно диска должно быть выполнено таким образом, чтобы обеспечивалось перекрытие как зон затемнения, так и зон засветки обоих фотодатчиков, а угол, образованный фотодятчиками относительно центра Диска, должен быть отличным от 180, Устройство работает следующим образом.

Генератор 3 вырабатывает короткие импульсы, причем пауза между импульсми значительно больше их длительности (фиго2а).

Импульсы усиливаются усилителем 4 (фиг,26), в результате осветители 5 и б излучают короткие сигналыо

Предположим, что в исходном .состоянии оба фотодатчика 7 и 8 находятся в зоне затемнения, а триггеры 11 и 14 находятся в состоянии О, В этом случае независимо от состояния излучателей 5 и 6 на выходах фотодатчиков 7 и 8 присутствуют сигналы 1 а на выходах ключей - сигналы О,

При появлении импульсов на выходе генератора 3 состояние схемы не изменяется, при этом через элемент И 18 по R-входу триггера 14 подтверждается его нулевое состояние.

Предположим также, что при прямом потоке электроэнергии .(напрл- -10-ние + ) диск 1 вращается таким образом, что в зону засветки (момент времени t, фиг,2) первым входит фотодатчик 8, который срабатывает при отражении от диска 1 короткого сигнала с выхода осветителя 6„ С фотодатчика 8 нулевой сигнал поступает на вход инвертора 17, формируя на его выходе сигнал 1, который поступает на вхбды элементов И 9 и 15о При этом сбирается схема совпадения на элементе И 9, и единичным сигналом с его выхода триггер I1 устанавливается в единичное состояние. Однако, состояние выходных шин не изменяется, так как ключи 12 и 13 по прежнему заблокированы нулевым сигналом с выхода - триггера 14

Если излучение сигнала осветителем 6 происходит в момент вхождения фотодатчика 8 в зону засаетки и при этом происходят многократные колебания диска (дребезг) таким образом, что световой луч попадает поочередно то на светопоглощающую, то на светоотражающую поверхности диска, на выходе фотодатчика 8 формируется пачка импульсов. Однако это не влияет на состояние триггера 14, а значит и на выходной сигнал,

При дальнейшем вращении диска в зону засветки (момент времени t, на фиг,2) входит также фотодатчик 7 и при очередном излучении осветителей 5 и 6 засвечиваются оба фотодатчи5

ка 7 и 8, в результате чего собирается схема совпадения на элементе И 15 и триггер 14 устанавливается в единич ное состояние При этом единичным сигналом с прямого выхода триггера 14 разрешается работа выходных ключей 12 и 13, и на выходной шнне +, связанной через ключ 12 с прямым выходом триггера 11, формируется единичный сигнал Одновременно нулевым сигналом с прямого выхода триггера 14 блокируются элементы И 9 и 10, предотвращая возможное переключение триггера 11 до возвращения триггера 14 в исходное состояние

Возможное появление на выходе фото датчика 7 пачки импульсов не изменяет состояние триггеров и,следовательно, не оказывает влияния на выходной сигнал

Дальнейшее вращение диска 1 приводит в момент времени tj к выходу фотодатчика 8 из зоны засветки. При зтом на его выходе появляется единичный сигнал, поступающий на вход элемента И 10, однако, вследствие того, что последний заблокирован нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 14, состояние триггера II, а следовательно, и выходного сигнала не меняется.

Возможное появление пачки импульсов (дребезга) в этот момент времени на выходе фотодатчика 8 также не . влияет на состояние выходных шин устройства

Выходной сигнал I на выходе ключа 12 сохраняется до момента выхода фотодатчика 7 из зоны засветки (момент вpeмeни/t4)При этом при появлении очередного импульса на выходе генератора 3 собирается схема совпадения на элементе И 18, и единичным сигналом с его выхода триггер 14 по R-входу возвращается в исходное состояние и блокирует ключи 12 и 13

Возможное появление кратковременных импульсов на выходе фотодатчика 7 приводит К переключению триггера 11, так как выполняются условия для срабатывания элемента И 10, однако это не оказывает влияния на. выходные сигналы, так как выходные ключи 12 и 13 уже заблокированы нулевым сигналом

Если направление вращения диска 1 не изменяется, то при дальнейшем его вращении цикл работы повторяется

99783

Вращение диска в противоположном направлении (при обратном потоке элек- ;трознергии) вызывает обратный порядок работы фотодатчиков 7 и 8, а выходной сигнал формируется на шине - устройства (правая часть временной диаграммы на фиг,2).

Таким образом, в предлагаемом уст1Q ройстве выходные сигналы в зависимости от направления вращения диска формируются либо на шине + при прямом потоке, либо на шине - при обратном потоке электроэнергии При этом

5 число импульсов, формируемых устройством, пропорционально величине измег ренного электросчетчиком значения энергии (равно числу оборотов диска) Если происходят многократные ко20 лебания диска, вызываемые, например, вибрациями, в моменты вхождения фотодатчиков в зоны засветки и затемнения, и если эти колебания приводят к формированию пачки импульсов на их

25 выходах, то схема предложенного устройства исключает возможность ошибки. Это обеспечивает точность преобразования вращения диска в импульсный сигнал при одновременном автоматичес30 ком разделении выходных сигналов

в зависимости от направления враще-.. НИН диска.

Использование устройства для дистанционного измерения потребления электроэнергии в счетчиках расхода электроэнергии позволяет при построении систем учета энергопотребления упростить их те::ническую реализацию, поскольку отпадает необходимость усдО тановки двух электрических счетчиков, снабженных стопорами обратного хода, на каждом фидере, работающем на отдачу и потребление энергии, и, следовательно, повысить надежность

45 передачи информации в вычислитель- - ные и телемеханические комплексы

Формула изобретения Устройство для дистанционного изме 50 рения потребления электроэнергии по авт. св. № 1164607, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет разделения выходных сигналов в зависи- 55 мости от направления вpaщeш я диска, в него введены два инвертора, третий и четвертый элементы И, второй триггер, установочный вход и вход сброса которого подключены к выходам соответ35

ственно третьего и четвертого „-лс- ментов И,.и второй ключ, первьй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, а второй вход объединен с дополнительным вторым входом первого ключа и подключен к прямому )выходу второго триггера, инверсный быход которого соединен с вторыми Входами первого и второго элементов

k

Jращение диска б ГРИМОМ напраблении

Зоны зас фотодагл

2

i

irnj

б Л

Л-Л

п

л.

сов.

И, третьи входы которых соединены с первым и вторым входами четвертого элемента И соответственно и через инверторы подключены к выходам соответствующих фотодатчиков, связанных с первым и вторым входами третьего элемента И, у которого третий вход подключен к выходу генератора импульбеткичика 8

Зоны засдеглки дзотзбатчика 7

Вращение диска 6 обратноfi направлении

1

л

л

п