Реверсивный счетчик ампер-часов Советский патент 1991 года по МПК G01R11/34 

1

(21)4611566/21

(22)29,11.88

(46) 30003.91„ Бил. Р 12 (72) С„А. Пустельников

(53)621о317,787()

(56)Авторское свидетельство СССР № 756298, кл. Н 01 М 10/48, 1976.

Авторское свидетельство СССР К 759964, кл„ Н 01 М 10/48, 1977„

(54)РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧАСОВ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах питания ограниченной мощности с аккумуляторной батареей в качестве буферного источника. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности - достигается исключением двух элементов за счет применения

в качестве триггера 7 D-триггера и изменения подключения его к обмоткам трансформаторов 1 и 2. Счетчик содержит также выпрямительный мост 3, нагрузку 4, преобразователь 5 напряжение - частота, подключенные к одной из диагоналей. Реверсивный счетчик 6 импульсов осуществляет счет прошедшего через первичную цепь количества электричества в зависимости от направления протекания тока, которое отслеживается цепью реверса на резисторе 10, конденсаторе 11 и триггере 7. В зависимости от направления тока триггер 7 осуществляет подключение импульсов с преобразователя 5 на вход сложения или вычитания счетчика 6„ 2 ил.

(Л

О5

со оо сэ

4

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах электропитания ограниченной мощности с аккумуляторными ба- тареями в качестве буферного источника для контроля их степени заря- женности о

Целью изобретения является упро- щение счетчика и повышение надежности о

На фигс 1 приставлена функциональная схема счетчика ампер-часов; на фиго 2 - временные диаграммы на- пряжений в характерных точках.

Реверсивный счетчик ампер-часов содержит трансформатор постоянного тока, выполненный на двух трансформаторах 1 и 2, диодный мост 3, ре- зистор 4, преобразователь 5 напряжение-частота, реверсивный счетчик 6 импульсов, триггер 7, диоды 8 и 9, резистор 10 и конденсатор 11,

Первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно (концом с началом)0 Вторичные обмотки соединены началами Между концом вторичной обмотки первого трансформатора 1 и концом вторичной обмотки второго трансформатора 2 включена RC-цепь из резистора 10 и конденсатора 11. Точка соединения начала вторичных обмоток через диод 8 соединена с С- входом D-триггера 7, а точка соединения резистора 10 и конденсатора 11 с D-входом триггера 7„ Прямой Q-выхо триггера 7 соединен с установочным входом реверсивного счетчика 6, вход которого соединен с выходом преобра- зователя 5 напряжение - частота, вход которого подключен к выходной диагонали диодного моста 3, зашун- тированной резистором 40 Один из выводов входной диагонали подсоеди- нен к концу вторичной обмотки второг трансформатора, другой вывод ее подключен к первой клемме источника напряжения переменного тока, вторая клемма которого подсоединена к концу вторичной обмотки первого трансформатора.

Реверсивный счетчик ампер-часов работает следующим образом

При протекании измеряемого тока по первичной цепи напряжение на резисторе 4 пропорционально величине этого токас С резистора 4 напряжени подается на вход преобразователя 5

0

напряжение - частота, с выхода которого поступает на вход реверсивного счетчика 6

Таким образом, частота переменного напряжения на выходе преобразователя пропорциональна измеряемому току, а число импульсов, накопленное в счетчике, - количеству электричества -t

N k j i(t)dt,

о где k - consto

Данное положение справедливо для положительного и отрицательного направлений измеряемого тока0

Информация о знаке измеряемого тока снимается с вторичной обмотки трансформатора 2.

На фиг. 2 представлены эпюры измеряемого тока и напряжений в различных точках реверсивного счетчика ампер-час

эпюра и - напряжение питания измерителя тока (полоэхительный ток соответствует направлению тока, указанному на фиг о 1 без скобок);

эпюра р - напряжение на вторичной обмотке трансформатора 2;

эпюра 1 - напряжение на конденсаторе 11;

эпюра а. - напряжение на тактированном входе триггера 7;

эпюра ж - напряжение на выходе Q триггера 7„

Вид эпюры В (фиг а 2) аналогичен виду эпюры напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока в прототипе.

Запаздывание фронта напряжения на конденсаторе 11 относительно фронта напряжения питания (эпюра S ) обусловлено зарядом конденсатора 11 через резистор 10„

Вид эпюр а и 6 (фиг„ 2) обусловлен отсечением отрицательных полуволн эпюр % и 1 (фиг. 2)о

Напряжение на эпюре К (фиг.2) обусловлено логикой работы D-триггера 7

Из этих эпюр видно, что фронт напряжения U т на тактовом входе С сдвинут по отношению к фронту переменного напряжения питания датчика тока на величину tWAU

В момент t( положительный фронт тактового импульса UT поступает на вход С .триггера 7, когда на его информационном входе D напряжение UWHm

1, поэтому на выходе Q триггера 7 появляется 1„

В момент t-после изменения направления I ц (на фиг о 1) это направление показано стрелкой в скобках) на информационном входе D напряжение иинф 0, поэтому на выходе Q триггера 7 появляется U0 0.

Таким образом, напряжение на выходе Q триггера 7 является функцией направления измеряемого тока и реверсивный счетчик 6 работает на сложени или вычитание также в зависимости от направления измеряемого тока 1Но

Формула изобретения

Реверсивный счетчик ампер-часов, содержащий первый и второй трансформаторы с первичной и вторичной обмотками каждый, причем конец первичной обмотки первого трансформатора соединен с началом первичной обмотки второго трансформатора, начала вторичных обмоток соединены между собой, конец вторичной обмотки первого трансформатора подсоединен к клемме

Zr

переменного напряжения, вторая клемма которого подсоединена к первому выводу входной диагонали диодного моста, второй вывод которой подсоединен к концу вторичной обмотки второго трансформатора, а выходная диагональ диодного моста подсоединена к измерительному резистору и входу преобразователя напряжение - частота, выход которого подсоединен к сче.ному входу реверсивного счетчика, установочный вход которого подсоединен к выходу триггера, отличаюций- с я тем, что, с целью упрощения счетчика и повышения его надежности, в качестве триггера использован D-триггер, информационный вход которого через диод подсоединен к началу вторичной обмотки первого трансформатора, а тактовый вход D-триггера через диод подсоединен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора, второй вывод резистора подсоединен 5 к концу вторичной обмотки первого трансформатора, а второй вывод конденсатора подсоединен к концу вторичной обмотки второго трансформатора.

5

0