СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Советский патент 1968 года по МПК G01R21/06 

Предлагаемый способ относится к области электроизмерительной техники и может быть применен в ваттметрах переменного тока.

Известный способ преобразования средней мощности переменного тока в постоянное напряжение, в котором полученные произведения мгновенных значений тока и напряжения усредняют посредством фильтра низких частот, обладает малым быстродействием из-за наличия усредняющего фильтра, причем увеличение быстродействия невозможно без заметного снижения точности преобразования.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что измеряемый ток (напряжение) складывают со знакопеременным линейно изменяющимся током (напряжением) и интегрируют напряжение (ток) нагрузки в отрезки времени, соответствующие положительным значениям суммы при отрицательном линейно изменяющемся токе (напряжении), непосредственно, а в отрезки времени, соответствующие отрицательным значениям суммы при положительном линейно изменяющемся токе (напряжении), - предварительно инвертируя его.

Эти отличия позволяют ускорить процесс измерения без снижения точности.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого способа.

Ток нагрузки подан на один вход сумматора 1, другой вход которого соединен с генератором 2 знакопеременного линейно, изменяющегося тока, а выход - со входами положительного 3 и отрицательного 4 (по полярности сигнала) усилителей-ограничителей, выходы которых соответственно соединены со входами логических схем «И» 5 и 6, другие входы которых соединены с выходами положительного 7 и отрицательного 8 (по полярности сигнала) усилителей-ограничителей. Входы последних соединены с выходом генератора 2 линейно изменяющегося тока. Напряжение нагрузки подается на входы электронных ключей 9 и 10, причем на вход электронного ключа 10 оно поступает через инвертор 11. Вторые входы электронных ключей 9 и 10 соединены соответственно с выходами схем «И»; 5 и 6. Выходы ключей соединены с выходом интегратора 12. Ток нагрузки складывают на сумматоре 1 со знакопеременным линейно изменяющимся током генератора 2. При положительных значениях суммы, когда есть сигнал на выходе усилителя-ограничителя 3, и при отрицательных значениях линейно изменяющегося тока, когда есть сигнал на выходе усилителя-ограничителя 8, появляется сигнал на выходе схем «И» 5, который открывает электронный ключ 9. При этом входное напряжение поступает на вход интегратора 12.

При отрицательных значениях суммы, когда есть сигнал на выходе усилителя-ограничителя 4, и при положительных значениях линейно изменяющегося тока, о чем свидетельствует сигнал на выходе усилителя-ограничителя 7, появляется сигнал на выходе схемы «И» 6, который открывает электронный ключ 10. При этом входное напряжение U(t) через инвертор 11 поступает на вход интегратора 12. По окончании процесса интегрирования, время которого соответствует времени изменения линейно изменяющегося сигнала от -i(t)_makc до +i(t)_makc, на выходе интегратора 12 оказывается напряжение, пропорциональное средней мощности переменного тока.

В описываемом способе интегрирование произведений осуществляется посредством моделирования процесса двукратного численного интегрирования. В результате преобразования аналитического выражения для средней мощности переменного тока непосредственное умножение заменено интегрированием, реализуемым более простыми и точными способами. Вследствие этого методическая погрешность интегрирования произведений зависит лишь от шага процесса численного интегрирования, пропорционального скорости изменения знакопеременного линейно изменяющегося тока (напряжения) и может быть уменьшена до желаемой величины. Кроме того, замена в данном способе непосредственного умножения интегрированием позволяет исключить операцию фильтрации, что приводит к ускорению процесса получения напряжения, пропорционального средней мощности переменного тока.

Способ преобразования средней мощности переменного тока в постоянное напряжение путем усреднения произведения мгновенных значений тока и напряжения, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерения без снижения точности, измеряемый ток (напряжение) складывают со знакопеременным линейно изменяющимся током (напряжением) и интегрируют напряжение (ток) нагрузки в отрезке времени, соответствующие положительным значениям суммы при отрицательном линейно изменяющемся токе (напряжении), непосредственно, а в отрезки времени, соответствующие отрицательным значениям суммы при положительном линейно изменяющемся токе (напряжении), - предварительно инвертируя его.