Устройство для определения коэффициента мощности Советский патент 1990 года по МПК G01R21/00 

сл

со со

со

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается тем, что в устройство введены нуль-орган 4, генератор 6 опорной частоты, ключ 7, счетчик 8, схема 9 сравнения кодов, регистр 10 сдвига и вычислительный блок 11. Принцип работы устройства основан на определении коэффициента мощности по трем равноотстоящим дискретно-квантованным значениям напряжения, первое из которых взято в момент перехода сигнала тока через нуль. Устройство также содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 5 управления, входные шины напряжения 2 и тока 3, шину 15 "Пуск". 5 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента мопдности в широком диапазоне час- тот

Цель изобретения - повышение бвлст- родействияо

На фиго 1 представлена структурная схема предпагаемого устройства; на фиг.2 - вариант схемы блока управления; на фиг.3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиго 5 - блок-схема алгоритма работы вычислительного блока

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, шину 2 первого входного сигнала, шину 3 вто рого входного сигнала, нуль-орган 4, блок 5 управления, генератор б-опор ной чистоты, ключ 7, счетчик 8 схему 9 сравнения кодов, регистр 10 сдвига и вычислительный блок 11 о Вход АЦП 1 соединен с шиной 2 первого вход ного сигнала, а запускающий вход соединен с первым выходом 12 блока 5 управления, шина 3 второго входного сигнала связана с входом нуль-органа 4, выход которого подсоединен к первому входу блока 5 управления, второй выход 13 которого соединен с управляющим входом ключа 7, вход которого подключен к выходу генератора 6 опорной частоты, а выход соединен со счет- ным входом счетчика 8, выходы разря- дов которого подсоединены к первым информационным входам схемы 9 сравнения кодов, вторые информационные входы которой соединены с выходами разрядов регистра 10 сдвига, управляющий вход которого связан с выходом схемы 9 сравнения кодов и вторым входом блока 5 управления, третий выход 14 которого соединен с управ- ляющим входом вычислительного блока 1 1 J информационные входы которого подсоединены к выходам разрядов АЦП шина 15 Пуск устройства соединена с третьим входом блока 5 управле- ния, входом установки нуля счетчи- , ка 8, входом предварительной установки регистра 10 сдвига и входом начальной установки вычислительного блока 1К ..

.1 .

Блок 5 управления содержит RS-тряггер 16, одновибраторы 17 и 18 и схему ИЖ 19,

Устройство для определения коэффициента мощности работает следующим образомо

После подачи импульса на шину 15 Пуск (фигоЗб) устройства счетчик 8 обнуляется, вычислительный блок 11 перехс);щт к началу выполнения программы, в регистр 10 сдвига записывается код NI. На выходе триггера 16 устанавливается сигнал О,который, проходя через выход 13 блока 5, размыкает ключ 7о

В момент t перехода сигнала тока sincot через нуль (фиг«За) из отIn

рицательной полуволны в положительную (1,) срабатывает нуль-орган 4 (фйГоЗв). Сигнал с нуль-органа 4 поступает на вход одновибратора 17, на выходе которого формируется положительный импульс о Этот импульс, проходя через схему ИЛИ 19 и выход 12- (фигоЗе) блока 5 управления, запускает АЦП 1, на входе которого в это время величина напряжения U U gint|, На выходе одновибратора 18 (фигоЗж) формируется сигнал запроса на ввод, который поступает через выход 14 блока 5 управле1шя на управляющий вход вычислительного блока 11 о

Одновременно импульс с одновибратора .17 поступает на S-вход триггера 16, устанавливая на его выходе сигнал Сигнал с выхода Триггера 16 через выход 13 (фиг.Зг) блока 5 управления поступает на управляющий вход ключа 7о Ключ 7 замыкается, и импульсы с генератора 6 опорной частоты начинают поступать на счетный вход счетчика 8

I . .

Код NV с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению U,, записывается в вычислительный блок 11

В момент tg, когда код на выходе счетчика 8 принимает значение N, на выходе схемы 9 сравнения появляется положительный импульс (фиГоЗд), так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения кодов с выходов регистра 0 сдвига подан код N. Этот импульс поступает в блок 5 управления и, проходя через схему ШШ 19 и выход 1.2, запускает АЦП 1, на входе которого в это время величина напряжения равна SLn(), где Ut ti2-t;,. На выходе одновибратора 18 формируется импульс запроса на ввод, который поступает через выход 14 бло5 1599791

ка 5 управления на управляющий вход входе которого в :i го время величИвычислительного блока Нона напряжения (C|i+2ait) На

Одновременно по отрицательномувыходе одновибратора 18 формируется фронту импульса с выхода схемь 9 срав- импульс запроса на ввод, который

йения кодов .производится сдвиг вле-поступает через вход 14 блока 5 управ30 регистра 10 сдвига На выходах ре-ления на управляющий вход вычислитепьгистра 10 устанавливается код 2N ного блока По

Код NJ с выхода АЦП 1, пропорцио-Одновременно по отрицательному

нальный напряжению U, записывается Фронту импульса с выхода схемы 9 сраввЫчислительный блок 11,нения кодов производится сдвиг влево

В момент t-, когда код на выходерегистра 10 сдвига. На выходах регнсчетчика 8 принимает значение 2N,стра 10 устанавливается код 4N.

на выходе схемы 9 сравнения кодов по-Код N с выхода АЦП 1, пропорциоявляется положительный импульс, такJ5 нальный напряжению из, записывается

как на вторые информационные входыв вычислительный блок По

схемы 9 сравнения кодов с выходовВ вычислительном блоке 11 выполня

perHCTt a 10 сдвига подан код 2N.ются вычисления согласно выражению:

Этот импульс поступает в блок 5 уп- , jv

равления и, проходя через схему20 вьо( .

ИЛИ 19- и выход 12, запускает АЦП 1, на2 г i

ИЛИ

N д ,Us-Kfu ()-U,sin(()+2(OAt)-sinCf-U sin q)

2K,Ui-/K ufHK lMj7 (Cf-Kait)-A( ((f+Oit)(cf+2caut)sin7

2sin (ty+Qut)--3in(y+2oAt) -sinq -sin Cf 2sin({f+COut) -Jsin ((+Wut)-sin({p+2Mit)- sincp

„, ; Так как-то

,in4vH 4t) 1 ,-cos«f 2™t,,«..„. )(„.20.t). sinr .., °« 4 rcos2co4t-cos(2(j +2o4t)l ;Сомножитель в знамен тел.- выраже2 LJpjr

.НИЯ ( Cl-cos2Qit) обращается

sin(- I (l-cos2(|), l cos2U4t l, чего не мото выражение (1) принимает виддд жет быть, так как 2c3it 0,

IT,о, L о/-o/ii o ii-ClЗнаменатель выражения (1) может

l-cos2COit cos2cf-co3(2t(M.2(Jit)j если

вь«

2ein((.QUt)Ji (l-cos2c04t).,-п ()-0.

.rПгтст Ti-irn UTntiM vr.n

4S Для ТОГО, чтобы устранить возТятг тслк

idjs. лилможность деления на нуль в вычислиl-co82Q4t 2siivQAt,тельном блоке 11 производится анализ

/о,, кода N. .пропорционального напряжеC08(f-cos(2(p4.2wilt).нию и/и,если , то интервал вреe28in(2 f+COUt) sinoit,50 мени At увеличивается в 2 раза, ,

.,At i-Zut t.-ty.

то выражение преобразуется к виду этом случае процесс измерения

sinco it+sin(2tf-KjAt) sinajt продолжается после момента t.

Bbix 2sin{i:(-K.i&t) sinOit .В момент t (фиг,4), когда код на

а Ino & t Cs inO & t+s in (2tf+CO & t Д55 выходах счетчика 8 принимает значе (lp+Q4t)- sinCOAt ние AN., на выходе схемы 9 сравнения

кодов появляется положительный имТак какпульс, так как на вторые информационsinabt+8in(2lf+Qit)2sin(qi+(Jlt)-cosff,ные входы схемы 9 сравнения кодов с .1

выходов регистра 10 сдвига подан код 4N. Этот импульс поступает в блок 5 управления и, проходя через схему ИЛИ 19 и выход 12, запускает АЦП 1, на выходе которого в это время величина напряжения равна

(if+4Wit)(cf+2Mut ).

На выходе одновибратора 18 формирует ся сигнал запроса на ввод, который поступает через выход 14 блока 5 управления на управляющий вход вычис- лительного блока П

Код N с выхода АЦП 1, пропорцио- нальный напряжению И , записывается в вычислительный блок 11 о

В вычислительном блоке 11 выполняются вычисления (фиг,5) согласно выражению:

.1 2N3-N,N4-N,

N

вы

ik,cos(f.

2Nj4Nj-N,- N,

Выходной код N gjjiy пропорционален, коэффициенту мощности

Длительность импульса, формируемр го одновибратором 17 выбирается из условия ДtдцpSl t,„„,,ftt, гдсДй цр - время аналого-цифрового преобразова- ютя сигнала АЦП 1

В качестве А1Щ 1 йожет быть исползован параллельный аналого-цифровой преобразователь с вглходным регистром .памяти

tлитeльнocть импульса и t; „2, формируемого одновибратором 18 выбирается достаточной для выполнения опроса состояния выхода 14 блока 5 управления вычислительным блоком 11, но при выполнении условия:

.l ,

0

5

0

5

0

Формула изобретет ия

Устройство для определения коэффициента мощности, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с шино первого входного сигнала, а запускающий вход соединен с первым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены нуль-орган, генератор опорной частоты, ключ, счетчик, схема сравнения кодов, регистр сдвига и вычислительный блок, причем шина второго входного сигнала соединена с входом нуль-органа, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с

выходом генератора опорной частоты, а выход - со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого соединены с первыми информационными входами схемы сравнения кодов ,вторые информационные входы которой соединены с выходами разрядов регистра сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом схемы сравнения кодов rt вторым входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом вычислительного блока, информационные входа которого соединены с выходами разрядов аналого- цифрового преобразователя, шина Пуск устройства соединена с третьим входом блока управле.ния, входом установки нуля счетчика, входом предварительной установки регистра сдвига и входом начальной установки вычислительного блока

li

Й

Фиг.З

t3 tl,

/f/

гж:

сриг.

С

начало

/ вдодт /

/ вывод Ntbix /

с ) .5

Составитель С Хромов Редактор Ло Пчолинская Техред М.ХодаиичКорректор О. Ципле

Заказ 3140Тираж 547Подписное

8ГОШПИ Государственного ког-штета по изобретениям и Открытиям при ГКНТ С(СР 113035, М л:кна, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произвадственно издател1лски1 1 комбинат Патент, г, Ужгород, ул, Гагарина, 101