Цифровой микроваттметр активной мощности Советский патент 1974 года по МПК G01R21/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны цифровые ваттметры активной мощности, содержащие усилители, шунт, электрометр, фотоусилитель, управляемый подвижным электродом электрометра, преобразователи напряжение - частота и частота - ток, реверсивный счетчик, блок индикации и блок управления.

Предлагаемый микроваттметр активной мощности отличается от известных тем, что выходы усилителей подключены к неподвижным электродам, подвижный электрод которого соединен с выходом преобразователя частота - ток, входы усилителей через переключатели связаны с нагрузкой и щунтом, а параллельно щунту включен ключ.

Это позволяет повысить точность устройства.

На чертеже изображена схема предлагаемого микроваттметра.

Схема содержит неподвижные электроды 1 и 2 электрометра; конденсаторы 3, 4, 5; усилители 6 и 7 переменного тока; ключи 8 и 9, нагрузку 10; щуит 11; резисторы 12 и 13; источники 14 и 15 опорного напряжения; подвижный электрод 16 электрометра; аналогоцифровой преобразователь 17; фотоусилитель 18 постоянного тока; преобразователь 19 напряжение - частота; преобразователь 20 ча2

стота - ток; реверсивный счетчик 21; блок 22 цифровой индикации; блок 23 управления; резистор 24 обратной связи. Как видно из схемы устройства, подвижные электроды 1, 2 электрометра через конденсаторы 3, 4, усилители 6 и 7 переменного тока и ключи 8 и 9 подключены к нагрузке 10 и шунту 11, а через резисторы 12 и 13 и источники 14 и 15 опорного напряжения - к

общей шине усилителей 6 и 7.

Подвижный электрод 16 электрометра соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 17, состоящего из фотоусилителя постоянного тока, управляемого подвижным

электродом, преобразователя напряжение - частота, преобразователя частота-ток, реверсивного счетчика, блока цифровой индикации и блока 23 управления, а через резистор 24 обратной связи и конденсатор 5 - с общей

щиной усилителей 6 и 7.

Работа устройства заключается в следующем.

Вращающий момент, возникающий в электрометре под действием приложенных напряжений переменного тока,

Жзр К,и - K,Ul,

где /Сь Kz - постоянные электрометра; Ui, С/2 - напряжение на выходе усилителей б и 7 переменного тока, автоматически уравновешивающееся компенсирующим моментом обратной связи

М, 2t/on oc (Кг - К,) Ul (Кг К,},

где f/on - постоянное напряжение опорного источника 14 и 15,

Uoc - постоянное напряжение обратной связи.

Измерение разбито на четыре такта. В первом такте ключи 8 и 9 находятся в положении I, и суммарное наиряжение с нагрузки 10 и шунта 11 поступает на вход усилителя 6, а напряжение с шунта 11 - на вход усилителя 7. Во втором такте ключ 8 переводится в положение II. При этом входные цепи усилителей 6 и 7 меняются местами. В третьем такте ключ 9 переводится в положение II и напряжение с нагрузки 10 поступает на вход усилителя 7, а вход усилителя 6 соединяется с общей щиной. В четвертом такте ключ 8 переводится в положение I, вход усилителя 7 соединяется с общей шиной, а вход усилителя 6 - с потенииалом нагрузки 10.

Так как в установившемся режиме в каждом из тактов можно считать, что

Жвр - А4, то , - Жвр, + вр, - Л/ВР4 1:Жк.-Жк, + Ж„,-Ж«.,

и если учесть, что

ОС KocKn-f,

где Кп - коэффициент преобразователя 20 частота - ток, / - частота, а количество импульсов, подсчитанное в каждом такте реверсивным счетчиком за время

д, ,

У .Р,

5 где

N,-N, + N,

/Су - коэффициент усиления усилителей,

Rm - сопротивление шунта, Р - измеряемая мощность.

Таким образом, если реверсивный счетчик работает в режиме суммирования в первом и третьем тактах и в режиме вычитания во втором и четвертом тактах, то зафиксированное количество импульсов пропорционально измеряемой в нагрузке активной мощности. Синхронная работа ключей реверсивного счетчика и блока цифровой индикации осуществляется с номошью блока управления.

Предмет изобретения

Цифровой микроваттметр активной мощности, содержащий усилители, шунт, электрометр, фотоусилитель, управляемый подвижным электродом электрометра, преобразователи напряжение - частота и частота - ток, реверсивный счетчик, блок индикации и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выходы усилителей подключены к неподвижным электродам электрометра, подвижный электрод которого соединен с выходом преобразователя частота - ток, входы усилителей через переключатели связаны с нагрузкой и шунтом, а параллельно шунту включен ключ.