АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТРВСЕСОЮЗНАЯ•in Советский патент 1969 года по МПК G01R21/06 

Устройство относится к области Электре- и радиоизмерительной техники И может быть использовано для измерения полной мощности в цепях переменного тока произвольной формы в широкой полосе частот для получения произведения действующих значений токов и напряжения, а также для измерения отношений действующих значений токов и напряжений в щирокой полосе частот и для измерения коэффициентов передачи четырехполюсников.

Известен автоматический -цифровой ваттметр, содержащий щунтирующий элемент в цепи измерения .тока, два измерителя падения напряжения, каждый из которых выполнен .в виде анало-го-цифрового преобразователя на двухпозиционном блоке сравнения с поданным на него входным и компенсирующим напряжением и снимаемым .. выходным сигналом, введенным на блек управления, дешифратор и индикатор отсчета.

Но такой прибор конструктивно сложен, узкая полоса частот и низкая точность его ограничивается тем, что декадный делитель и блок сравнения работают во всей полосе частот измеряемых напряжений и токов, а также вследствие неизбежного появления частотно-фазовых искажений в формирователе компенсирующего напряжения.

блоками масщтабного преобразования напрял ения с запоминанием коэффициента передачи, дополнительным коммутатором, коммутирующим элементом и источником вспомогательного напряжения, причем один блок масщтабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между коммутатором и дополнительным коммутатором, второй вход которого связан с выходом источника вспомогательного напряжения и входом коммутатора, второй блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между декадным делителем и коммутирующим элементом, один вход которого соединен с щунтирующим элементом, второй - с выходом дополнительного коммутатора, второй выход которого связан с блоком сравнения, а третьи входы коммутатора, дополнительного коммутатора, коммутирующего элемента, декадното делителя и дешифратора соединены с выходом устройства управления. Это позволяет повысить быстродействие, точность и расширить полосу частот измеряемых мощностей, кроме того, дает возможность измерить отношение двух напряжений по действующему значению. Он содержит источник вспомогательного напряжения /, дополнительный коммутатор 2, коммутатор 3, .блоки 4 -и 5 масштабного преобразования иапряжения с запоминанием коэффициента передачи, коммутирующий элемент 6, шунтирующий элемент 7, декадный делитель 8, блок сра;внения 9, устройство управления 10, дешифратор 11 и индикатор 12.

Устройство работает следующим образом. В -измерения мощности на вход блока 4 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи через коммутатор 3 поступает напряжение U., которое преобразуется в нем так, что действующее значение Их Ki равно действующему значению опорного напряжения f/on, т. е. х K.I UOTI, приняв /оп 1 const, получим:

и,

Ki

Таким образом, действующее значекие напряжения Uj обратно пропорционально коэффициенту преобразования Ki. После окончания преобразования напряжения «оэффнциент усиления JKi запоминается.

На вход второго блока 5 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи через коммутирующий

элемент 6 поступает напряжение Ux, пропорциональное измеряемому току /j., т. е. Ux //д., где / коэффи-циент преобразования шунтирующего элемента.

Напряжение Ux преобразуется блоком 5 масштабного преобразования с запоминанием коэффициента передачи так, что Жа оп- 1, т. е.

/

или

K2J

К,

т. е. действующее значение тока обратно пропорционально коэффициенту преобразования /С2, который после окончания преобразо1вания запоминается.

Произведение действующих значений тока и напряжения дает полную мощность цепи, т. е.

Р.

f/Л/Ci /Сг J

После этого на вход блока 4 масштабного преобразования напрял ения с запоминанием коэффициента передачи через коммутатор 3 подается напряжение (7всп от источника вспомогательного напрялсения /, -которое через дополнительный коммутатор 2 одновременно поступает на один из входов блока сравнения. С выхода блока 4 -через дополнительный коммутатор 2 и коммутирующий элемент 6 напрялхение t/всп Ki поступает на вход блока 5, выход которого- через декадный делитель соединен со вторым входом блока сравнения. Устройство управления, соединенное с выходом блока сравнения и управляющим входом

декадного делителя, так изменяет коэффициент /Сд передачи последнего, чтобы выполнялось равенство:

KI KS i KZ и sea

или 1

K

Я,

ATi /С, j

T. e. коэффициент Кц передачи делителя пропорционален полной мощности.

Выходной сигнал устройства управления, пропорциональный /Сд, через дешифратор поступает на индикатор.

Аналогично работает устройство и в измерения отношения действующих значений напряжений. В этом случае на вход блока 4 подается напряжение Ux, и на выходе получаем напряжение Uxt-Ki - Ugn, т. е.

ifo.

У..

; на вход блока 5 поступает напряКг

л :ение ., ; соответственно на выходе получим:

оп

..

U,

или

к

После запоминания коэффициентов передачи Ki и KZ напряжение UBCU поступает через

коммутатор на вход блока 4, а через дополнительный коммутатор 2 и коммутирующий элемент 6 на вход блока 5.

На один вход блока сравнения 9 через дополнительный коммутатор поступает напряжение t/scn с выхода блока 4, а на второй вход через декадный делитель 8 - напряжение f/Bcn KZ- Ку, с выхода блока 5. Если напряжения на входах блока сравнения не равны, то он вырабатывает сигнал разности, который через устройство управления так изменяет коэффициент передачи декадного делителя /Сд, чтобы выполнялось условие

всл 2 всп KI i;;в этом случае /Сд - или

Аг

J/on.

К

- - К

-., -Ад.

UQU

АЗ К,

т. е. коэффициент /Сд передачи декадного де лителя пропорционален отношению действующих значений напряжений лг, и f/,v.,.

Преимуществом описываемого устройства является то, что оно позволяет уменьщить время измерения до 0,8 сек, т. е. повысить быстродействие прибора примерно в 2 раза, уменьшить погрешность до 0,2% при полосе частот 40 кгц. Кроме того, таким прибором можно измерять отношение действующих значений напряжений с такидмн же параметрами прибора.

Предмет изобретения

Автоматический цифровой 1ваттметр, Содержащий шуитирующий элемент, устройство управления, двухпозидионный блОК сравнения, дешифратор, индикатор отсчета, кОМмутатор и декадный делитель, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности и быстродействия и расширения функциональных возможностей нрибора, он снабжен двумя блоками масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи, дополнительным коммутатором, коммутирующим элементом и источником вспомогательного напряжения, причем один блок масштабного преобразования .напряжения с запоминанием

г/;

коэффициента передачи включен между коммутатором и дополнительным коммутатором, второй вход которого связан с выходом источника вспомогательного напряжения и входом

коммутатора, второй блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи .включен между декадным делителем и коммутирующим элементом, один вход которого соединен с шуитирующим

элементом, второй -с выходом дополнительного коммутатора, второй выход которого связан с блоком сравнения, а третьи входы коммутатора, дополнительного коммутатора, коммутируюшего элемента, декадного делителя и

дешифратора соединены с выходом устройства управления.