Цифровой ваттметр Советский патент 1976 года по МПК G01R21/06 

Преобразователь 3 напряжения во временной интервал служит для нреобразования напряжения Ll(t) во временной интервал 7,- в точках периода п с координатами

«г i, т. е. Г,:--. K,(U ti)

где К - крутизна характеристики выход- вход преобразователя 3. На время Г,- открывается ключ 4. С преобразователя 2 ток-частота на вход ключа 4 поступает частота, пропорциональная мгновенному значению тока f(ti) K2i-(i), где /(а - крутизна характеристики выход-вход.

За время открытого состояния ключа 4 на его выход проходит количество импульсов, равное

i rif(fi),K,U(,)i(fi) К,, sin тг/, sin (ti -f ср) -- КР (ii,

где К KiKz.

Множительное устройство 5 нредназначено для мгновенных значений мощности P(ti) в

i на ортогональные 25

точках измерения

функции двойного угла sin 2( и cos 2co/i в этих же точках.

Множительное устройство состоит из вычитающего счетчика 18 и двух групп вентилей

19и 20, причем потенциальные входы вентилей подключены к выходам логических устройств 21 и 22 формирователя 6 кодов ортогональных функций, а импульсные входы - поразрядно к выходам триггеров счетчика 18. Выходы множительного устройства 5 соединеиы с входами интегрирующих счетчиков 7, 8.

Формирователь 6 служит для задания кодов ортогональных значений функций sin 2й)/ и cos 2т/ в п точках периода. Помимо логичеСчих устройств 2 и 22 в состав формирователя входит реверсивный счетчик 23. Логические устройства 21 и 22 представляют собой дешифрованные матрицы, выходы которых через схемы «ИЛИ управляют вентилями 19 и

20соответственно. Реверсивные счетчики 7 и 8 осуществляют

онерадии суммирования величин P(ti)cos 2Kiti и )/t соответственно с учетом знака произведения. Режимы работы счетчика задаются триггера мн реверса 9 и 10.

Принцип действия схемы прибора заключается в следующем.

В исходном состоянии схемы, задаваемом кнопкой И «Сброс, счетчики 7, 8, 18 находятся в нулевом положении, вентиль 14 закрыт потенциалом триггера 15. Триггеры реверса 9 и 10 установлены в пололсение, соответствующие работе счетчика 7 на вычитание, а счетчика 8 - на суммирование. В счетчике 23 занисывается единица и в логических уст.ройствах 21 и 22 формируются коды, соответствующие значениям ортогональных функций двойного угла в первой точке измерения

2л

а,. .

и

При нажатии кнопки 12 «Пуск срабатывает триггер 13, открывая вентиль 14. Первый же импульс с выхода нуль-органа 15 поступает на задатчик 16 моментов измерения

О-

а; - г . л

Задатчик 16 формирует импульсы в момен2г. .

ты , которые поступают на запуск

и

преобразователя 3, через элемент задержки 17 на вход счетчика 23. На время 7,- открывается ключ 4, и имнульсы, пропорциональные P(ti) с выхода ключа 4 подаются па счетчик 18.

Так, после поступления первого импульса

п

запуска в точке а - на вход множнтельп

ного устройства проходит следующее число импульсов.

Л, /СЯ(А).

На выходах множительного устройства 5 число импульсов состаоляет

АГР(/)со8а; и /(P(ij)sinaj.

В промежутке между моментами измерения fi и /2, НО через время задержки, большее максимально возможного времени нреобразования Timax с выхода элемента задержки 17 в счетчик 22 постунает следующий импульс, и в логических устройствах 21 и 23 формируется код следующего значения ортогональных функций cos а2 и sin az. Затем на вход счетчика 18 подается число импульсов Nz K.P(tz), а число импульсов на выходах множительного устройства 5 составляет /(Р (/2) cos 02 и /CPf ajsin а2. Импульсы с выходов множительного устройства 5 поступают на входы интегрирующих счетчиков 7 и 8.

В дальнейшем работа схемы повторяется для различных значений ортогональных функций. Причем, поскольку ортогональные функции изменяются с двойной частотой, то за период исследуемого сигнала коды ортогональных функций в каждой точке необходимо задавать дважды с периодом, равным половине периода исследуемого сигнала.

При работе интегрирующих счетчиков может возникнуть случай, когда число импульсов, поступающее на вычитание, окажется больше, чем количество импульсов, црищедщее на суММирование, и измеряемое значение мощности записывается в счетчике в дополнительном коде. Чтобы исключить это, выходные импульсы, возникающие при переполнении счетчика (в режиме вычитания), переключают соответствующий счетчик в режим суммирования. Иногда необходимо знать характер нагрузки. Для получения информации об этом может быть использовано положение триггера реверса 10 счетчика 8 реактивной мощности.

Формула изобретения

Цифровой ваттметр, содержащий блок управления, иреобразователи напряжения во времеииой интервал н тока в частоту импульсов, иодключенные к ключу, а также интегрирующие счетчики, о т л и ч а ю ni и е с я тем, что, с целью одповремеииого измерения активной и реактивной мощности и повышения номехозащищешюсти, он сиабн еи за датчиком

функций sin 2сО/; И COS 2{01; И МНОЖИТСЛЬНЫМ

устройством, нри этом входы множительного устройства нодключены к выходам ключа и задатчика функций sin 2(i)tj и cos 2ы/;, а выход - к пходйм ннтегрируюнщх счетчиков.