Устройство для учета потребления электроэнергии Советский патент 1991 года по МПК G01R11/48 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах учета расхода электроэнергии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема датчика импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма импульсов, поясняющая работу устройства.

Устройство для учета потребления электроэнергии содержит генератор 1 импульсов, выход которого подключен к входу распределителя 2 импульсов N вентилей 3 опроса, N вентилей 4 сброса,N датчиков 5, N триггеров 6 и блок 7 приема и обработки импульсов, элемент И 8, формирователь 9 импульсов тока, два инвертора 10-11, блок 12 согласования и N ключи 13, причем выход формирователя 9 импульсов тока подключен к входу

первого датчика 5, первый выход каждого из N-1 датчиков 5 подключен к входу N датчика 5, выход 1М-го датчика 5 подключен к первому входу формирователя 9 импульсов тока, второй вход которого подключен к выходу элемента 8 И, первый вход которого подключен к выходу генератора 1 импульсов, второй вход элемента И 8 подключен к входу первого инвертора 10, вход которого подключен к N+1 выхода распределителя 2 импульсов, выход каждого из N датчиков 5 подключен к входу блока 12 согласования, первый выход которого через второй инвертор 11 подключен к первым входам N вентилей 4 сброса, вторые входы которых подключены к соответствующим из N выходов распределителя 2 импульсов, выход каждого вентиля 4 сброса подключен к R-входу каждого триггера 6, выходы каждого из N триггеров 6 через N ключей 13 подключены к соответствуюО ю ел о

щим входам блока приема 7 и обработки информации, первые входы N вентилей 3 опроса подключены к вторым входам вентилей 4 сброса, вторые входы N вентилей 3 опроса подключены к BtopOMy выходу блока 12 согласования, выходы вентилей 3 опроса подключены к S-входам триггеров 6.

Устройство для учета потребления электроэнергии также содержит блок 12 согласования в виде последовательно соединенных генератора 14 тока, развязки 15 и согласующего ключа 16.

В устройстве для учета потребления электроэнергии датчик выполнен в виде развязывающего 17 элемента выход которого соединен с входом усилителя 18 мощности, выход усилителя 18 мощности соединен с С-входом счетчика 19, вход селектора 20 импульса сброса соединен с выходом усилителя 18 мощности, выход селектора импульса сброса подключен к R-входу счетчика 19, соответствующий выход счетчика 19 подключен к входу усилителя 21 тока, выход усилителя 21 тока подключен к входу источника 22 света, выход источника 22 света связан оптически через поверхность диска 23 счетчика электроэнергии, на котором нанесено свежепоглощающее 24 пятно с входом фотодатчика 25, выход фотодатчика 25 подключен к входу выходного усилителя 26, при этом селектор 20 импульсов сброса выполнен в виде эмиттерного 27 повторителя, выход которого подключен к входу ключа 28, выход ключа 28 подключен к конденсатору 29 и резистору 30, вход порогового 31 элемента подключен к выходу ключа 28, другой вывод конденсатора 29 подключен к общей шине, другой вывод резистора 30 подключен к источнику постоянного напряжения И, ключ 28 соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом. При включении питания генератор 1 начинает вырабатывать импульсы (фиг.За) заданной частоты. Эти импульсы поступают на вход распределителя 2 и на первый вход элемента И 8. На выходах распредепителя 2 поочередно появляются единичные сигналы опроса. Так при поступлении на вход распределителя 2 первого импульса единичный сигнал опроса имеет место на первом его выходе (фиг. Зв). Соответственно расрешающий сигнал будет на первых входах только первого вентиля 3 опроса и вентиля 4 сброса.

Пока на дополнительном N+1-м выходе распределителя 2 имеет место нулевой уровень сигнала, на второй вход элемента И 8 с выхода первого инвертора 10 поступает разрешающий сигнал, благодаря которому частота с генератора 1 проходит на вход

формирователя 9 импульсов тока (фиг. 36). С выхода формирователя 9 импульсы тока заданной величины поступают одновременно на вход развязывающих элементов 17 всех

датчиков 5 импульсов, а с выходов импульсы, усиленные усилителями мощности 18, поступают одновременно на вход селектора 20 импульса сброса и на счетные входы счетчиков 19. Примем, что все счетчики 19 до поступ0 ления на их вход первого импульса обнулены. С приходом первого импульса на вход всех счетчиков 19 на их первых выходах появляются сигналы, однако только с выхода первого счетчика сигнал поступит на вход

5 усилителя 21, а с его выхода на осветитель 22, преобразовавшись в нем в луч света. Отразившись от поверхности диска 23 (если он не на пятно 24), световой сигнал принимается фотодатчиком 25, усиливается усили0 телем мощности 26 и создает в линии имгульс тока, величина которого определяется генератором тока 14 узла 12 согласования.

Этот импульс проходит развязку 15, ключ 16 и поступает на вторые входы всех

5 вентилей опроса 3. Только первый вентиль 3 опроса может в данный момент пропустить принятый по линии связи сигнал на включающий вход триггера 6. Триггер запоминает этот сигнал и через выходной ключ

0 13 передает его в блок 7 приема импульсов. На втором импульсе генератора 1 происходит переключение распределителя 2 и синхронно с ним всех счетчиков 19 во второе положение (фиг.З, г). При этом сигнал опроса

5 со второго выхода распределителя 2 откроет первые входы второго вентиля 3 опроса и второго вентиля 4 сброса, а сигнал соответствующего уровня поступит в линию связи только со второго датчика 5 импульсов.

0 В результате, если во втором датчике 5 световой луч попал на зеркальную поверхность диска 23, то отраженный сигнал по линии связи поступит на включающий вход S второго триггера 6, а затем на вход блока 7.

5 Если же световой луч попал на темное пятно 24 диска 23, то сигнал низкого уровня (отсутствие сигнала с датчика 5) по линии связи через инвертор 11 и второй вентиль 4 сброса поступит на сбросовый вход R триг0 гера 6,

Аналогично происходит синхронное переключение распределителя 2 и счетчиков 19 всех датчиков импульсов в следующие положения и включение или выключение со5 ответствующих триггеров 6.

Одновременно каждый входной импульс поступает на вход селекторов 20 каждого датчика 5 и пройдя змиттериый повторитель 27, открывает ключ 28. Конденсатор 29 полностью разряжается через открытый ключ 28. Во время паузы между импульсами, когда ключ 28 закрыт, конденсатор 29 заряжается от источника питания И через резистор 30 (фиг. Зж). Параметры RC-цепи и длительность паузы между импульсами выбираются такими, чтобы за время ее действия конденсатор 29 не успевал зарядиться до уровня, необходимого для срабатывания порогового элемента 31.

Таким образом, селектор 20 импульса сброса не реагирует на N импульсов, поступающих а вход датчика 5.

При поступлении N+1-импуяьса с генератора 1 распределитель 2 переключается в последнее N+ 1-е положение (фиг.З ,е). При этом сигналы с N+1-ro его выхода посредством инвертора 10 закрывается элемент И 8. В результате на-его выходе длительность паузы между импульсами увеличивается на время действия сигнала, поступающего с N+1-го выхода распределителя 2.

Увеличение длительности паузы приведет к тому, что конденсаторы 29 всех датчиков 5 зарядятся до уровня, превышающего порог срабатывания пороговых элементов 31 (фиг. Зж), В результате с их выходов на сбросовые входы R всех счетчиков 19 поступят сигналы сброса (фиг.З, з), все счетчики 19 будут одновременно обнулены.

Таким образом, через Каждые N импульсов генератора 1 происходит обнуление счетчиков 19 во всех датчиках 5 импульсов и тем самым осуществляется синхронизация их работы с распределителем 2.

Формула изобретения

1. Устройство для учета потребления электроэнергии, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, N вентилей опроса, N вентилей сброса, N датчиков, N триггеров и блок приема и обработки импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено элементом И, формирователем импульсов тока, двумя инверторами, блоком согласования и N ключами, причем выход формирователя импульсов тока подключен к входу первого датчика, первый выход каждого из N-1 датчиков подключен по входу датчика, выход датчика подключен к первому входу формирователя импульсов тока, второй вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен выходу генератора импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу первого инвентора, вход которого подключен к N+1

5 выхода распределителя импульсов, выход каждого из N датчиков подключен к входу блока согласования, первый выход которого через второй инвертор подключен к первым входам N вентилей сброса.вторые входы ко0 торых подключены к соответствующим из N выходов распределителя импульсов, выход каждого вентиля сброса подключен к R-вхо- ду каждого триггера, выходы каждого из N триггеров через N ключей подключены к соот5 ветствующим входам блока приема и обработки информации, первые входы N вентилей опроса подключены ко вторым входам вентилей сброса, вторые входы N вентилей опроса подключены к второму выходу блока

0 согласования, выходы вентилей опроса подключены к S-входам триггеров.

2.Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных генера5 тора тока, развязки и согласующего ключа.

3.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что датчик выполнен в виде развязывающего элемента, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход

0 усилителя мощности соединен с С-входом счетчика, вход селектора импульса сброса соединен с выходом усилителя мощности, выход селектора импульса сброса подключен к R-входу счетчика, соответствующий

5 выход счетчика подключен к входу усилителя тока, выход усилителя тока подключен к вхо,лу источника света, выход источника света свя- оптически через поверхность диска счетчика электроэнергии, на котором нанесено

0 светопоглощающее пятно с входом фото- датчика, выход фотодатчика подключен к входу выходного усилителя, при этом селектор импульса сброса выполнен в виде эмиттер- ного повторителя, выход которого подключен к

5 входу ключа, выход ключа подключен к конденсатору и резистору, вход порогового элемента подключен к выходу ключа, другой вывод конденсатора подключен к общей шине, другой вывод резистора подключен к

0 источнику постет юго напряжения, ключ соединен с общей шиной.

21

ш№

(gzSJ)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах учета расхода электроэнергии. Цель изобретения - расширение области применения - достигается путем введения в устройство инвертора 10, элемента И 8 и формирователя 9 импульсов тока, которые формируют импульсы тока для управления поочередной работой датчиков 5 импульсов, выходы которых соединены вместе. Информационный импульс с выхода соответствующего датчика поступает на вход узла 12 согласования и далее через соответствующий вентиль 3 опроса и триггер 6 на блок приема 7 и обработки информации. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, инвертор 11. вентили 4 сброса и ключи 13. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Ј

фиг. 2 123NN+112

ч ппгмinnnnr

п п п г

гп

гл

m

Л

-т п п п г

гп

гл

m