Устройство для измерения электрической мощности Советский патент 1980 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении датчиков мощности в различных автоматических системах.

Известно устройство для измерения электрической мощности, содержащее формирователь суммы и разности напряжений, выполненный на двух фазовращателях и сумматоре, колФлутатор последовательно включенные усилнтель квадратичный детектор, преобразователь напряжения в частоту, Е еверсивный счетчик , а также корректирующую цепь из делителя, сумматора, фазовращателя и .согласующего блока 1..

Недостаток известного устройства заключается в его значительной сложности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения электрической мощности, содержащее блок сравнения, один из входов которого соединен с цепью контролируемого напряжения, а другой через первый и второй ключи - с выходами генератора тактовых импульсов, основной интегратор, сигнальный вход которого через третий и четвертый ключи подключен кр

вторичнойобмотке трансформаторе тока, запоминающий конденсатор, установленный на входе выходного усилителя, логический блок управления, вхсэд которого соединен с цепью контролируемого напряжения, а выходы - с управляющими входами ключей, источник постоянного напряжения 2.

Однако выделение средней активной

to мощности из произведения мгновенных значений тока и напряжения осуществляется, в известном устройстве с применением конденсаторов значительной емкости. В связи с этим имеет место

15 существенная погрешность измерения мощности, связанная с температурной нестабильностью конденсаторов и их старением.

Цель изобретения - повышение точ20ности измерения электрической мощности.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения электрической мощности, содержащее блок сравнения,

25 один из входов которого соединен с .цепью контролируемого напряжения, а другой через первый и второй ключи - с выходами генератора тактовых импульсов, основной интегратор, сигнальный вход которогочерез третий и чет вертый ключи подключен ко вторичной обмотке трансформатора тока, запоминающий конденсатор, установленный на входе выходного усилителя, логически блок управления, вход которого соеди нен с цепью контролируемого напряжения а выходы - с управляющими входа ми ключей, источник постоянного напряжения, введены дополнительные интегратор, запоминанлций конденсатор, пятый, шестой и седьмой ключи, приче сдгнальньй вход дополнительного ни-тегратора через пятый ключ соединен с выходом источника постоянного напр жения, а выход через шестой ключ со бходом генератора тактовых импульсов седьмой ключ размещен между выходе основного интегратора и входом выходного усилителя, дополнительный запоминающий конденсатор установлен на входе генератора тактовых импульсов, а управляющие входи обоих интеграторов и дополнительных ключей соединены с соответствующими выходами логического блока управления. ; На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения электрической мощности. В состав устройства.входят блок 1 сравнения, генератор 2 тактовых импульсов, логический блок 3 управлени основной интегратор 4, дополнительный интегратор 5, запоминающие конденсаторы б и 7, ключи 8-14, выходной усилитель 15 и источник 16 посто янного напряжения. На схеме показана также вторичная обмотка 17 трансформатора тока и отмечены контролируемы напряжения U и ток i. Устройство работает следующим образом. На входы блока 1 сравнения подаются контролируемое напряжение U и однополярное напряжение треугольной формы с амплитудой Ug от генератора 2 тактовых импульсов. в логическом блоке 8 управления определяется продолжительность интер валов, в течение которых /Uo/ / / Тем самым ос5 ествляется время-импульсное преобразование контролируемого напряжения U. В соответствии со сформированнызад временными интервалами сигналами с выходов блока 3 открывается ключ 10 или 11 в зависимостр от знака напряжения U. При этом вторичная обмотка 17 трансформа тора тока с током -fifi) подключается к осйновному интегратору 4. Подобное подключение имеет место в каждый такт в течение одного периода (Т) прс 1ьшшенной частоты. Далее ключи 10 и 11 закрываются, а ключ 13 открывается на время, равное новому полупериоду. На конденсаторе 6 запоминается выходное напряжение. В последующие 10 мс ключ 13 закрывается, а конденсатор интегратора 4 по команде от блока управления 3 закорачивается. В дальнейшем процесс функционирования составных элементов устройства повторяется. Логический блок 3 управления осуществляет одновременно общую координацию время-импульсного преобразователя напряжения и. Через ключ 14 на вход дополнительного интегратора 5 подается от источника 16 постоянное напряжение Uf,o.-f. Через время, равное периоду промышленной частоты, открьшается ключ 12 и конденсатор 7 подключается к выходу интегратора 5. В течение палупериода происходит заряд конденсатора 7, а в последующие 10 мс по команде от блока 3 управления производится закорачивание конденсатора интегратора 5. Здесь также процесс повторяется. При сравнении значений контролируемого напряжения U и треугольного напряжения, поступающего от генератора 2 и имеющего амплитуду UQ, формируется интервал времени где TVV, - период тактовой частоты. I В течение этого времени интегрируется ток 1. При этом приращение .напряжения на основном интеграторе 4 соответствует -1г., 1 .. о где С - емкость конденсатора основного интегратора 4. За период прсшьишенной частоты выходное напряжение устройства определяется как 4 TlTn, bbil -CJU J V fj В последнем выражении множитель 2 и т j характеризует собой энергию за период. Формирование опорного напряжения осуществляется путем интегрирования постоянного напряжения течение одного периода. В результате оказывается, что .,° пост 5Л. где С - емкость конденсатора дополнительного интегратора 5; R,2. - сопротивление цепи заряда данного конденсатора. При. подстановке выражения для Up в уравнение (2) получается итоговое выражение для выходного напряжения устройства, характеризующего измеряемую мощность Р С,Т1 ТГГ с 1 ...Л.. V 1НТ - - та -1) вых г II т .Zj UT ff,- с .. V. .-