Устройство для учета электрической энергии Советский патент 1976 года по МПК G01R21/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться для учета электрической энергии переменного и постоянного тока.

Известны устройства для учета электрической энергии, содержашие последовательно соединенные ваттметровый элемент на датчике Холла, усилитель, интегратор, реверсивный счетчик и генератор синусоидального напряжения, подключенный к одному из входов усилителя 1 .

Недостаток такого устройства заключается Б невысокой точности, связанной с усилением и регистрацией сигнала, имеющего форму постоянного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для учета электрической энергии, содержащее последовательно соединенные ваттметровый элемент на гальваномагнитном преобразователе, усилитель переменного тока, демодулятор, интегратор, пороговый элемент и счетчик импульсов 2. Недостаток такого устройства заключается также в невысокой точности, обусловленной усилением и регистрацией сигнала в форм постоянного напряжения, и узком динамическом диапазоне при измерении на постоянном токе.

Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона при измерении на постоянном токе.

Поставленная пель достигается тем, что в устройство для учета электрической энергии, содержащее последовательно соединенные ваттметровый элемент на гальваномагнитном преобразователе, усилитель переменного тока, демодулятор, интегратор, пороговый элемент и счетчик импульсов, введены генератор прямоугольных импульсов, блок управления и фазочувствительный модулятор, причем выход генератора прямоугольных импульсов подключен к демодулятору и одному из входов блока управления, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента, а его выход - с одним из входов фазочувствительного модулятора, выход которого соединен со входом ваттметрового элемента на гальваномагнитном преобразовать.vie. На чертеже представлена структурная схема устройства для учета электрической энергии. Устройство содержит ваттметровый элемент на гальваномагнитном преобразователе 1, магнитная система которого включена в токовую цепь, выход ваттметрового элемента через усилитель 2 переменного тока соединен с одним из входов демодулятора 3, к другому входу которого подключен выход генератора 4 прямоуголЫ ных импульсов, а выход демодулятора 3 соединен со входом интегратора 5, Выход интегратора 5 соединен с пороговым элементом 6, один из выходов которого соединен со) счетчиком 7 импульсов, а другой с одним из входов блока 8 управления. Другой вход блока 8 соединен с генератором 4 к демодулятором 3. Выход блока 8 соединен также с одним из входов фазочувствительного модулятора 9, другой;вход которого соединен с цепью напряжения а выход - с ваттметровым элементом на преобразователе 1„ Устройство работает следующим образом. Измеряемый ток создает магнитное поле, воздействую1шее;На гальваномагнкт- 1ный преобразователь 1, а измеряемое напряжение модулируется с помощью фазочув ствительного модулятора 9 и поступает на ваттметровый элемент на гальваномагнит- ном преобразователе 1 в качестве тока управления датчика Холла. Благодаря муль типликативным свойствам датчика Холла, сигнал на его выходе оказывается пропорциональным произведению уока и напряжения, т.е. постоянная составляющая сигнала порциональпа активной мощности, потребляе мой нагрузкой. Благодаря модуляции, осуществляемой фазочувствительным модулятором 9, напряжение усиливается усилителем 2. Восстановление сигнала производится демодулятором 3. Управление работой де модулятора 3 осуществляется напряжением модулирующей частоты генератора 4, а управление работой фазочувствительного модулятора 9 - тем же сигналом, но через блок 8. Демодулированное напряжение поступает на интегратор 5, который интегрирует последовательность имгульсов, сн маемых с демодулятора Э, постоянная составляющая которых Л)опор11 1ональна акти ной мощности. По окончании цикля ннтегрирования напряжение на выходе иятеп атора 5 достигает уровня срабатывания порогового элемента 6, который вырабатывает сигнал для счетчика 7 и блока 8. Последний сдвигает фазу модулирующих колебаний на 18О , в результате этого напряжение на выходе демодулятора 3 изменяет знак, и начинается следующий цикл интегрирования, заключающийся в том, что накопительный элемент интегратора 5 перезаряжается до уровня, при котором срабатывает пороговый элемент 6, переходяпшй блок 8 управления, а следовательно, и все устройство в исходное состояние. Использование данного устройства позволяет повысить точность учета электрической энерии энергоемких потребностей ПОСТОЯННО1Х) тока ( электролизные заводы, железнодорожный транспорт и др.), что дает значительный экономический эффект. Кроме того, достигается значительное расширение динамического диапазона при измерении на постоянном токе. Формула изобретения Устройство для учета электрической энергии, содержащее последовательно соединенные ваттметровый элемент на гальваномагнитном преобразователе, усилитель переменного тока, демодулятор, интегратор, пороговый элемент к сч.етчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и расщирения динамического диапазона при измерении на постоянном токе, в него введены генератор прямоугольных импульсов, блок управления и фазочувствительный модулятор, причем выход генерааюра прямоугольных импульсов подключен к демодулятору и к одному из входов блока управления, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента, а его выход - с ощшм из входов фазочувстви- тельного модулятора, выход которого соединен со входом ваттметрового элемента на гальваномагнитном преобразователе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1.Авторское свидетельство СССР № 1343OZ:, М. Кл. Q О1 R 21/OG заявл. 16.03.60 г. 2.Патент Франции 1370833, /М. fOi. 1 21/О8 от 1О. 05. 1971 г.

о