Электронный счетчик электрической энергии Советский патент 1991 года по МПК G01R22/00 

о

N ч

Ј

hO

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в счетчиках электроэнергии, где необходимо запоминать информацию при аварийных сбоях или медленном отключении напряжения питания и восстанавливать информацию при подаче напряжения питания.

Целью изобретения является повышение надежности при частых сбоях напряжения питания или при медленном его отключении.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электронного счетчика электрической энергии; на фиг.2 - схема блока формирования временных задержек; на фиг.З - схема блока сравнения.

Электронный счетчик электрической энергии (фиг,1) содержит блок 1 питания, блок 2 сравнения, логический элемент 2И- НЕ 3, первый формирователь 4, логический элемент 2И 5, счетчик 6 импульсов с памятью, блок 7 индикации, блок 8 формирования временных задержек, второй формирователь 9 и преобразователь 10 мощности в частоту.

Блок 8 формирования временных задержек (фиг.2) содержит резисторы 11-15, конденсатор 16, операционные усилители 17-19 и буферные усилители 20 и 21. Структурно блок 8 формирования временных задержек состоит из активного интегратора (резистор 11, конденсатор 16, усилитель 17), первого усилителя (резисторы 12, 13, усилитель 18), второго усилителя (резисторы 14, 15, усилитель 19) и двух буферных усилителей 20 и 21.

Блок 2 сравнения (фиг.З) содержит резисторы 22-24, стабилитрон 25 и компаратор 26. Резисторы 22 и 23 составляют делитель напряжения, резистор 24 и стабилитрон 25 - источник опорного напряжения.

Вход блока 1 питания и первый вход преобразователя 10 мощности в частоту подключены к питающей сети. Второй выход блока 1 питания соединен с первым входом логического элемента 2И-НЕ 3, с

-входом блока 8 формирования временных задержек и через блок 2 сравнения с вторым входом логического элемента 2И-НЕ 3. Выход логического элемента 2И-НЕ 3 через формирователь 9 подключен к первому входу логического элемента 2И 5. второй вход которого соединен с первым выходом блока 8 формирования временных задержек, а выход - с вторым входом счетчика 6 импульсов с памятью. Второй выход блока 8 формирования временных задержек через первый формирователь 4 подключен к первому входу счетчика 6 импульсов с памятью, выход

которого соединен с входом блока 7 индикации. Первый выход блока 1 питания подключен к второму входу преобразователя 10 мощности в частоту, выход которого соединей со счетным входом счетчика 6 импульсов с памятью.

Электронный счетчик электрической энергии работает следующим образом.

При появлении напряжения питания на

0 втором выходе блока 1 питания появляется напряжение высокого уровня, которое поступает на вход блока 8 формирования временных задержек, В результате этого на втором выходе данного блока через интер5 вал времени появляется сигнал логической 1. Причем, если происходят частые сбои по электропитанию, то этот сигнал появляется через интервал времени Тз после последнего его появления По положитель0 ному фронту данного сигнала на выходе формирователя 4 формируется импульс, поступающий на первый вход счетчика 6 импульсов с памятью. При этом счетчик импульсов с памятью производит считыва5 мне накопленного до момента последнего отключения питания значения электроэнергии из ячейки памяти и выводит его на блок

7индикации. Измерение электроэнергии происходит путем преобразования в часто0 ту входного сигнала преобразователя 10 мощности в частоту и последующего суммирования его выходных импульсов в счетчике 6 импульсов с памятью..

При исчезновении питания на первый

5 вход логического элемента 2И-НЕ 3 поступает сигнал логического О и на его выходе появляется сигнал логической 1. По переднему фронту данного сигнала на выходе формирователя 9 формируется последова0 тельность импульсов, которая при единичном уровне сигнала на первом выходе блока

8формирования временных задержек поступает через логический элемент 2И 5 на второй вход счетчика 6 импульсов с пз5 мятью. В результате этого происходит запись информации о текущем значении электроэнергии и сохранение ее до следующего появления напряжения питания. Единичный уровень сигнала на первом выходе

0 блока8 формирования временных задержек формируется через интервал времени Тз после последнего устойчивого появления напряжения питания. Поэтому, если сбои по электропитанию происходят с интервалами

5 времени, меньшими Тз, то импульсная последовательность с выхода формирователя

9на второй вход счетчика 6 импульсов с , памятью не проходит и в ячейке памяти продолжает храниться прежняя информация. Интервал времени Тз выбирается несколько

большим по сравнению с Тз. в результате чего исключена возможность записи случайного кодового значения в счетчик 6 импульсов с памятью при частых сбоях электропитания.

Если отключение (уменьшение до нуля) напряжения питания происходит медленно, то при снижении его до определенного уровня происходит срабатывание блока 2 сравнения и на его выходе появляется сиг- нал логического О. На выходе логического элемента 2И-НЕ 3 формируется единичный сигнал, по переднему фронту которого на выходе формирователя 9 вырабатывается импульсная последовательность, поступающая через логический элемент 21/1 5 на второй вход счетчика 6 импульсов с памятью при единичном значении сигнала на первом выходе блока 8 формирования временных задержек. В результате этого при медленном отключении питания потери информации о количестве электроэнергии не происходит, а эта информация записывается и сохраняется в ячейке памяти счетчика 6 импульсов с памятью до восстановления напряжения питания.

Рассмотрим работу блока 8 формирования временных задержек и блока 2 сравнения,

В блоке формирования временных за- держек при включении питания напряжение на выходе активного интегратора начинает постепенно возрастать по линейному закону. Это напряжение поступает на входы первого и второго усилителей и на их выходах формируются линейно возрастающие напряжения, крутизна которых определяется коэффициентами усиления усилителей. Коэффициент усиления первого усилителя выбирается меньшим по сравне- нию с вторым, поэтому выходное напряжение первого усилителя возрастает медленее второго. По достижении выходными сигналами усилителей определенного уровня на выходах буферных усилителей 21 и 20 по- следовательно появляются сигналы логической, которые определяют длительности интервалов времени ТА и Тз соответственно, причем ТА Тз. При отключении питания выходное напряжение активного интеграто- ра быстро спадает до нуля, и поэтому при повторном появлении электропитания весь процесс повторяется.

Блок 2 сравнения служит для выработки разрешающего сигнала на входе формирователя 4 при медленном отключении напряжения питания. Если напряжение питания начинает медленно уменьшаться, то при падении напряжения на резисторе 23 ниже напряжения на стабилитроне 25 на выходе компаратора 26 появляется сигнал логической 1. Этот сигнал и вызывает запись информации в память.

Использование изобретения позволяет исключить возможности записи в счетчик импульсов с памятью случайного кодового значения при частых сбоях напряжения питания и предотвратить потерю информации о текущем значении электроэнергии при медленном отключении питания.

Формула изобретения

Электронный счетчик электрической энергии, содержащий блок питания, первый и второй формирователи, счетчик импульсов с памятью, блок индикации и преобразователь мощности в частоту, причем вход блока питания и первый вход преобразователя мощности в частоту подключены к питающей сети, первый выход блока питания соединен с вторым входом преобразователя мощности в частоту, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов с памятью, который первым входом соединен с выходом первого формирователя, а выходом - с входом блока индикации, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены блок сравнения, логические элементы 2И- НЕ, 2И и блок формирования временных задержек, причем второй выход блока питания подключен к первому входу логического элемента 2И-НЕ, к входу блока формирования временных задержек и через блок сравнения к второму входу логического элемента 2И-НЕ, выход которого через второй формирователь соединен с первым входом логического элемента 2И, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов с памятью, вт орой вход логического элемента 2И соединен с первым выходом блока формирования временных задержек, второй выход которого соединен с входом первого формирователя.

Г

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электронных счетчиках электроэнергии, где необходимо запоминать информацию при аварийных сбоях или медленном отключении напряжения питания и восстанавливать информацию при подаче напряжения питания. Целью изобретения является повышение надежности при частых сбоях напряжения питания или при медленном его отключении. Для достижения цели в устройство введены блок 2 сравнения, логические элементы 2И-НЕ 3 и 2 И 5 и блок 8 формирования временных задержек (БФВЗ). БФВЗ задерживает на некоторый интервал .времени Т4 выдачу сигнала разрешения на возобновление счета и извлечения из памяти счетчика 6 предыдущей информации. При исчезновении питания БФВЗ 8 задерживает на интервал времени Тз выдачу сигнала, инициирующего занесение в память текущего значения счетчика 6. Тем самым исключается возможность утери информации или неверной ее записи при частых сбоях питания тили при медленном его отключении. Устройство также содержит блок 1 питания, формирователи 4, 9, блок 7 индикации, преобразователь 10 мощности в частоту. 3 ил. СП с

(Л/г. I

Фиг.З