АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ВАТТМЕТРВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1971 года по МПК G01R21/06 H03M1/00 

БыстродейстБуюи1.ий аналого-цифровой ваттметр (БАЦВ) предназначен для нредставления в аналоговой и цифровой форме или для ввода в цифровую вычислительную машину (ЦВМ) значения активной электрической мощности промышленных и энергетических установок с синусоидальной формой кривых напряжения и тока.

В мощных энергетических установках кривые напряжения и тока имеют обычно синусоидальную форму. Представление значения активной мощности в аналоговой или цифровой форме является актуальной задачей измерительной техники и необходимо для измерения, контроля, регистрации, передачи на расстояние с помощью систем телеизмерения или ввода данных в ЦВМ.

Повышение быстродействия измерителей мощности весьма необходимо для эффективной оценки явлений при аварийных ситуациях и переходных процессах.

Известен аналого-цифровой ваттметр напряжения переменного тока, содержащий преобразователь напряжения постоянного тока в код следящего уравновешивания, программно-распределительное устройство и переключатели.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит аналоговое запоминающее устройство и цифро-аналоговое множительное устройство, состоящее из регистра и цифро-управляемого делителя напряжения, причем вход преобразователя напряжения в код соединен с общей клеммой одного переключателя, одна клемма которого подключена к источнику измеряемого напряжения, другая клемма соединена с выходом цифроуправляемого делителя напряжения; один вход аналогового запоминающего устройства соединен с

источником измеряемого тока, другой вход подключен к выходу триггера преобразователя напряжения в код, выход аналогового заноминающего устройства соединен со в.ходом цифро-управляемого делителя напрял-сения;

дискретный выход преобразователя напряжения в код подключен к общей клемме второго переключателя, одна клемма которого соединена с регистром цифро-аналогового множительного устройства, другая - с выходом всего устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого ваттметра; на фнг. 2 - временные диаграммы. Она содержит преобразователь / напряжения постоянного тока в двоичный код, работающий по принципу «счета и состоящий из схемы сравнения 2 напряжений, цифро-управляемого делителя 3 напряжения, двоичного счетчика 4, триггера 5, генератора 6 заполнямииающсс устройство 8, состоящее нз запо1 1111ающего элемента 9, задержанного ыультнвнбратора 10, схемы запрета // н вентилей 12 н 13. Цифро-аналоговое множнтельное устройство 14, состоящее из цифро-унравляемого делителя напряження 15 н регистра 16; нрограммно-раснределительное устройство 17 и нереключателн 18 и 19. Входными величинами для схемы БАЦВ являются иаиряжение LJm и ток /,n-coscp, представляющие собой выборку зиачеиий V и i в момеит времеии, соответствующнй и,п. Схема автоматизирует алгоритм вычисления мощности иаиряжеиия неременного тока в соответствии с выражением: Р 1}п1-1ти1Щ., иричем следяиии кодирующий иреобразователь, вынолняющий одновременно роль экстрематора, начиная с момента t (фиг. 2), производит кодирование максимального значения наиряжеиия LJm и нрекращает свою работу в момеит времени /з- В это же время начинается кодирование предварительиого зафиксированного значения /„г-соэф. Умножение иолучеиных результатов ироизводится в самой БАЦВ.

Цринции действия схемы БАЦВ состоит в следующем.

В исходном состоянии нереключатели 18 и 19 находятся в иоложенни а, вентили 7 и 13 заиерты, двоичный счетчик 4 очищен, вследствие Л1его эталоииое нанряжение С/эт на выходе блбка равно нулю. ; ; В момент дюдачи., вхддиых величин Um. и /m-coscp срабатывает схема сравиения 2, которая устанавливает триггер 5 в ноложеине «1, в результате чего отинрается вентнль 7. Прн этом ироисходит заиолиение двоичного счетчика, а следовательно, н возрастание /7эт на выходе блока 3.

В точке экстремума наиряження Um ири изменении знака ироизводной нанряжения еработает схема сравнения 2, ири этом триггер 5 закроет вентиль 7, занустит задерл аииый мультивибратор 10 и, воздействуя на блок 17, установит иереключатели 18 и 19 в ноложенне б.

Прн этом в регистре 16 остается код, соответствующнй напряжению Ит в точке экстремума; задержанный мультивибратор 10 заиирает вентнль 12 и отпирает вентиль 13, вследствие чего нанрялчение е запоминающего элемента 9, ироиорциональиое величине /т-созф, будет подано на аналоговый вход блока 15, выходное нанряжение которого будет иметь значение: Uo LJm-fm-c.os(p. Этим заканчивается первый такт работы БАЦВ. Во втором такте напряжение U, иронорциональное мощности, кодируется носредством ПЦК с целью регистрации реззльтата измерения в двоичном коде. Прн изменении фазы величин Um н /тсозф схема БАЦВ может обеснечивать измерение мощностн в каждом нз нолупериодов. Время задержки блока 10 доллчно соответствовать максимальному времеии, необходимому

для кодироваиия напряжения, нронорционального величиие /ш-соьф f ирн О5с;ф - ).

V- У

Р1з временной диаграммы, приведенной на фиг. 2 очевидно, что чем больще ф, тем меиьще время хранения. Максимальное время хранения будет нри фл;0.

Очевидно, что можно обойтись и без заиоминающего устройства, однако при этом будет иметь место дополнительная погрешность за ечет нестабильности тока во время кодирования во втором такте работы БАЦВ.

Таким образом, за счет исиользоваиия нового НрННЦНИа выборки ЗНаЧСННЙ /„г-ЛпСОЗф

с номощью БАЦВ, в котором ПИК является фиксатором амнлитудиого значения синусоидальиого наиряжеиия и реализации цифроаналогового умиожения посредством цифроуправляемого делителя иаиряжения, можно с номощью предлагаемого устройства представить значение активной мощностн в аналоговой или цифровой форме с высокой точностью и с максимальным быстродействием, т. е. в течение одного полупериода кривой тока.

Предлагаемый принцип ностроення БАЦВ обеспечивать выдачу результата измерения МОЩ110СТИ в каждом из полуиериодов одного и того источннка или различных источников в миогоканальном с представлением результата как в аналоговой, так и в цифровой форме с погренпюстью не более

П с: о/

и,О /0.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой ваттметр иапрялсения иеременного тока, содерл :ащий иреобразователь иапрял-сения постоянного тока в код следящего уравновещивания, программно-распределительное устройство н иереключатели, отличающийся тем, что, с целью иовыщеиня быстродействия, ои содержит аналоговое заноминающее устройство и цифро-аиалоговое множительное устройство, состоящее из регистра и цнфро-управляемого делителя нанряжения, нричем вход иреобразователя нанрял ения в код соединен с общей клеммой одного нереключателя, одна клемма которого подключена к источнику измеряемого напрял ення, другая клемма соединена с выходом цифро-унравляемого делителя наиряжения, один вход аналогового заиомннающего устройства соедниен с источником измеряемого тока, другой вход подключен к выходу триггера иреобразователя нанряжения в код, выход аналогового запоминающего устройства соединен со входом цнфро-унравляемого делителя напрялч;ения; дискретный выход преобразователя нанрял ения в код нодключен к общей клемме второго переключателя, одна клемам которого соединена с регистром цифро-аналогового миожительиого устройства, другая - с выходом всего устройства.

1чГг - t