Преобразователь мощности в постоянное напряжение Советский патент 1980 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания аналоговых и цифровых ваттметров активной МСЯЯНОСТИ . Известны преобразователи мощности в постоянное напряжение, содержащие генератор треугольного напряжения, шесть ограничителей, два инвертора, суммирующе-фильтрующий блок {. Недостатком известного аналога является работа преобразователя с напряжениями , имеющими ограниченный коэффициент амплитуды, Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее генератор треугольного напряжения, выход которого соединен с первыми входами четырех ограничителе 12. Вторые входы первого и второго ограничителя соединены с источником первого перемножаемого сигнала, третий вход второго ограничителя подключен к источнику второго перемножаекюго сигнала через первый инвертор, вторые входы третьего и четвертого ограничителей соединены соотве ственно с источником сигнала делителя непосредственно и через второй инвертор, третьи входы первого ограничителя соединены , с источником второго перемножаемого сигнала, третьи входы третьего и четвертого ограничителей соединены с выходом суммирующе-усредияющего устройства, выходы всех четырех ограничителей, источники второго перемножаемого сигнала и выход второго инвертора соединены с соответствующими входами суммирующе-усредняющего блока, выход которого является выходом устройства. Недостаток прототипа заключается в отсутствии возможности работы с напряжениями, имеющими большой коэффициент амплитуды. Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности работы преобразователя с электрическими сигналами, имеющими большой коэффициент амплитуды. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий генератор треугольного напряжения, выход которого соединен с первыми входами четырех ограничителей, вторые входы третьего и четвертого ограничителей соединены с источником опорного напряжения непосредственно и через инвертор, третьи входы третьего и четвертого ограничителей соедин.ены

с выходом сум |Шрующе-фильтруюэдего блока, служгодим выходом преобразователя, выходы всех четырех ограничителей соединены с соответствующими входами суммирующе-фильтрующего блока, введены суммирующий и вычитающий блоки, два амплитудных детектора, выявитель максимума, причем входы суммирующего и вкгчйтающего блоков соединены с сигналов, пропорциональ|ных току и напряжению, выход суммирующего апока соединен со входом первого амплитудного детектора и вторым входом первого ограничителя, выход вычитающего блока соединен со входом второго амплитудного детектора и вторым входом второго ограничителя, выходы амплитудных детекторов соединены с соответствующими входами выявителя максимума, выход последнего сюединен со входом генератора треугольного напряже.ния.

На чертеже изображена функциональная схема преобразователя активной мощности,.

Преобразователь содержит суммирующий 1 и вычитающий 2 блоки, входы которых соединены с источниками сигналов, пропорциональных току и напряжению, а выходы - с двумя амплитудными детекторами 3 и 4, входы которых подсоединены ко входу выявителя максимума 5, выход которого, связан со входом генератора треугольного напряжения б (ГТН). Первые входы ограничителей 7-10 соединены с выходом генератора треугольного напряжения, вторые входы первого и второгоограничителей 7, 8 соединены соответственно с выходами суммирующего и вычитающего устройства, вторые входы третьего и четвертого ограничителей 9, 10 соединены соответственно с источником опорного сигнала непосредственно и через инвертор 11, третьи входы третьего и четвертого ограничителей 9, 10 связаны с выходом суммирующефильтрующего устройства 12, входы которого соединены с выходами ограничителей 7-10.

Преобразователь работает следующим образом„

Входные сигналы пропорциональны напряжению и,и току Uy поступают на сумматор 1 и вычитающее устройство 2. Амплитудные детектора 3 и4 выделяют максимальное значение суммы и разности сигналов. Выявитель максимума 5 определяет наибольшее значение амплитуды, которое управляет амплитудой напряжения регенератора треугольного напряжения. При этом обеспечивается зависимость

А„, k ,

где U fTiax максимальное значение выходного напряжения выявителя максимума;

k коэффициент пропорциональности.

На вход ограничителя 7 подается сумма входных сигналов U + Uy и напряжение треугольной форки с ГТН, на входе ограничителя 7 происходит ограничение отрицательной части суммы - этих сигналов относительно нуля. Ограничитель 8 производит ограничение относительно нуля положительной части разности напряжений ti - Uy . Ограничитель 9 производит ограничение относительно нуля отрицательной части

суммы напряжений выходного сигнала и опорного напряжения UQ,+ , . Ограничитель 10 ограничивает относительно нуля положительную часть разности напряжений Ugbixr on .

5 На выходе суммирующе-усредняюшего устройства 12 действует напряжение, равное ,

Jeb,,(t).U,(l) f|p,(tV

0 ,(1Й;4 (Vu.ii)idt-,(iVu,(i)|iti

r:r-iM °n(,-4.ь..(ФuJь).|x

Ji.() дгд U J w-uоп1)1Ц V%IrTbw W -J,i4,,()

где krf, - коэффициент передачи суммирующе-усредняющего устройства;

Т - период -напряжений U , U . Последнее выражение можно переписать

UBW, Поп

Ш|Ш при k 1.

Выходной сигнал пропорционален 5 активной мощности

Р Ux ,иу9

COS Ч I

и П,

и

БЫХ

on

on

где U)(Q, Uy- действующие значения

входных- сигналов. Действующие и амплитудные значейия входных сигналов связаны соответственно: ПХРП д-хд Uy Кд Uy, , где kft - коэффициент амплитуды.

Для нормальной работы преобразователя необходимо, чтобы выполнялись условия

max и (t) + Uy (t)il ) max U (t) - Uy (t)l A,(2) В Прототипе const и не зависит от формы входных сигналов, следовательно, условия 1 и 2 ограничивают возможность работы преобразователя с сигналами сложной формы.

В предлагаемом устройстве условия 1 и 2 выполняются при любой форме сигналов, поэтому предлагаемое устройство может работать практи 1ески с сигналами, имениями любое значение коэффициента амплитуды.

Предлагаемый преобразователь, работая с сигналами с коэффициентом амплитуды д , имеет погрешность

менее 1%.

Формула изобретения

Преобразователь мощности в постоянное напряжение, содержащий генератор треугольного напряжения, илход кото- рого соединен с первы1«1и входами четы рех ограничителей, вторые входы третьего и четвертого ограничителей соединены с источником опорного напряжения непосредственно и через инвертор, третьи входы третьего и четвертого ограничителей соединены с выходом суммирукнде-фильтрующего блока, служащим выходом преобразователя выходы всех четырех ограничителей соединены с соответствующими входами суммирующе-фильтрующего блока, о т-. личающийся тем, что, с целью раопирения диапазона коэффициента амплитуды измеряеьых сигналов в область больших значений, в него введены суммирующий и вычитающий блоки, два амплитудных детектора, выявитель максимума, причем входы суммирующего и вычитающего блоков соединены с шинами сигналов, пропорциональных току и напряжению, выход суммирующего блока соединен со входом первого амплитудного детектора и вторым входом первого ограничителя, выход вычитающего блока соединен со входсяч ВТОРОГО амплитудного детектора и вторым входсм второго ограничителя, выходы амплитудных детекторов соединены с соответствующими входами выявителя максимума, выход которого соединен Оо входом генератора треугольного напряжения. Источники инфо мации, принятые во внимание при экспертизе 1.Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные мгшины. Пер. с англ., т. 1, Мир, 1967, с.383. 2.Авторское свидетельство СССТ 525113, М.Кл G 06 G 7/16, 02.12.74.

(Jgux