Преобразователь коэффициента мощности в код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

I

Изобретение относится к области .электроизмерительной техники и может быть использовано для цифрового измерения коэффициента мощности.

Известен измеритель коэффициента мощности, основанный на методе сравнения, содержащий усилитель, управляемый выпрямитель, коммутаторы, усилительограничитель, управляемый делитель (УД) избирательный усилитель, индикатор нуля, фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ), генератор частоты -коммутации 1.

Недостатком данного измерителя является то, что он не автоматический.

Для автоматизации измерения к выходу ФЧВ-9 необходимо подключить реверсивный двигатель, кинематически связан- ный с реохордом УД. Наличие в схеме прибора двигателя и контактного реохорда приводит к усложнению структуры, снижению точности и надежности.

Известен также преобразователь коэффициента мощности в код, содержащий коммутатор, усилитель-ограничитель.

интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени, блок управления, ключи, реверсивный счетчик (РСЧ), генератор опорной частоты, делитель частоты, счетчик, преобразователь кода в частоту. (ПКЧ) 2.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, так как цикл преобразования состоит из трех тактов. Кроме того, в преобразователь вход$гг

10 такие устройства, как ПК Ч и РСЧ, которые значительно усложняют структуру преобразователя.

Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.

15

Поставленная цель достигается тем, что в известный преобразователь содержащий коммутатор, усилитель-ограничи- . тель, интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени (ИПНВ),

20 генератор опорной частоты, ключ, и блок управления, причем входы коммутатора подключены к аходньол клеммам устройства, один из входов связан с входом ИПНВ, выход коммутатора соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к тактовому входу ИПНВ, выход ИПНВ соединен с ьходом блока управления, один из выходов блока управления соединен с управляющим входом ключа, выход ключа соединен с входом счетчика, введены, с целью повышения быстродейст вия преобразователь код-напряжение, регйстр и устройство переписи, причем сигнальный вход ключа соединен с выходрм генератора опорной частоты, а Е1Ы- ход счетчика соединен с сигнальным входом схемы переписи и вь1ходной шиной устройства, управляющий вход счетчи ка соединен с вторым выходом блока управления, выход схемы переписи соединен с входом регистра, выход которого соединен с входом преобразователя кодн апряжение, а второй вход ИПНВ соединен с выходом преобразователя код-напряжение, управляющие входы схемы переписи и регистра соединены с третьим и: четвертым выходами блока управления, соответственно, пятый выход блока управ ления соединен с управляющим входом коммутатора. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого преобразователя. Она содержит коммутатор 1, усилитель-ограничитель (УО) 2, ИПНВ 3, бло 4 управления (БУ) ключ 5, счетчик 6, генератор 7 опорной частоты, схему 8 переписи, регистр 9, преобразователь 1О код-напряжение (ПКН). Преобразователь коэффициента мощнос ти в код-содержит коммутатор 1, входы которого подключены к входным клеьлдам устройства, один из входов связан с входом ИПНВ 3, выход коммутатора 1 соединен с аходом усилителя-ограничите ля 2, выход которого подключенК тактовому входу ИПНВ 3, выход ИПНВ 3 соединен с входом блока 4 управления; один из выходов блока 4 управления сое динен с управляющим входом счетчика 6 выход ключа 5 соединен с выходом генератора 7 опорной частоты, а выход счетчика 6 - с сигнальным входом схем 8 переписи и выходной шиной устройств управляющий вход счетчика 6 соединен с вторым выходом блока 4 управлени я, выход схемы 8 переписи соединен с ахо дом регистра 9, выход которого соединен с аходом преобразователя код-напря жение 1О, а второй вход ИПНВ 3 соеди нен с выходом преобразователя код-наряжение 1.О, управляющие входы схемы 8 переписи и регистра 9 соединены с третьим, и четвертым выходами блока 4, управления соответственно, пятый выход блока 4 управления соединен с управляющим входом коммутатора 1. Цикл работы преобразователя состоит из двух тактов. Перед началом работы по команде с БУ 4 происходит установка счетчика 6 в нуль, а в регистр 9 записывается такое число при котором выходное напряжение ПКН равно номинальному значению образцового напряжения ИПНВ, o/ nKw (1) где Kj,(- коэффшдиент преобразования Длительность каждого из тактов определяется общим временем преобразования ИПНВ, которое, в свою очередь, зависит от периода сигнала, подаваемого на вход УО 2. Выходной сигнал с УО 2 задает время интегрирования ИПНВ. Функция преобразования ИПНВ в общем случае имеет вид ,lU(t)clt , где Яу - коэффициент преобразования ИПНВ; информативный интервал ИПНВ. В первом такте по комаьще с БУ 4 коммутатор подключает к входу УО 2 напряжение Uj(t}-l}fT &inu)t . jj интегрирование осуществляется в течение полупериода этого сигнала (Гц- - -j ), т.е. синфазно с полупериодом интегрируемого Сигнала Uj- (i) . Выходной интервал времени ИПНВ определяется в этом случае -как ипнв Этот интервал времени измеряется счетно-импульсным методом путем заполнения счетчика 6 через открытый {по команде с БУ 4) ключ 5 импульсами генератора 7 опорной частоты с частотой . По окончании интервала ТипНВ1 в счетчике фиксируется число nnHBffo Urn (3) Перед началом второго такта по команде с БУ 4 осуществляется перепись через схему 8 переписи числа N, .в регистр 9 и сброс счетчика 6 в нуль. Код с выхода регистра 9 подается на ПКН 10, при этом на его выходе устанавливается опорное напряжение t« « -Vrf™«l, -( Во втором такте по команде с БУ 4 коммутатор подключает к входу УО 2 напряжение U,j(t} Vf -.е. интегрирование напряжения Uj(t)(( осуществляется за полупериод напряжения Uu(t) . Вьрсодной информативный интервал вр мени И ПНЕ в этом случае определяется выражением Т(5) . ипнвг. ИЛИ с учетом (4) и (1) получаем Данный интервал пня также измеряется счетно-импульсным методом путе заполнения счетчика 6 через открытый ключ 5 импульсами / . В результате |В счетчике 6 фиксируется число ,- Таким образом, по оокончании второг такта на выходе счетчика будет код, линейно связанный (7) с коэффициентом мощности cos V . Как видно, весь цикл преобразования состоит из двух тактов в отличие от известного устройства, цикл работы которого состоит из трех тактов, следовательно, предлагаемый преобразователь обладает более высоким быстродействием Кроме того, в предлагаемом устройст ве отсутствуют реверсивный счетчик и преобразователь код-частота, которые усложняют структуру прибора. Введенный ПКН не усложняет структуру прео& разователя, так как от него не требуетс высокой точности, и он может быть вьшолнен по самой простой схеме. Формула изобретения Преобразователь коэффициента мощности в код, содержащий коммутатор, усилитель-ограничитель, интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени, генератор опорной частоты, ключ, счетчик и блок управления, причем входы коммутатора подключены к входным клеммам устройства, один из входов связан с входом интегрирующего преобразователя напряжения в интервал времени, выход коммутатора соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к тактовому входу интегрирующего преобразователя напряжения в интервал времени, выход интегрирующего преобразователя напряжения в интервал «времени соединен с входом блока управления, один из выходом блока управления соединен с управляющим входом ключа, выход ключа соединен с входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, в него введены преобразователь код-напряжение, регистр, схема переписи, причем сигнальный вход ключа соединен с; выходом генератора опорной частоты, а выход счетчика соединен с сигнальным входом схемы переписи и выходной шиной устройства, управляющий аход счетчика соединен с вторым выходом блока управления, выход схемы переписи соединен с входом регистра, выход которого соединен с входом преобразователя код-напряжение, а второй аход интегрирующего преобразователя напряжения в интервал роемени соединен с выходом преобразователя код-напряжение, управляющие входы схемы переписи и регистра соединеаыс третьим и четвертым выходами блока управления, соответственно, пятый выход блока управлений соединен с управляющим входом коммутатора. Источники нш|)Ормации, принятые во внимашЕе при экспертизе 1.Орнатский П. П, и др. Измерительные приборы периодического сравнения. М., Энергия, 1975, рис. 5-5. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2404538, кл. О1 Я 21/00, .1977.