Цифровой измеритель коэффициента мощности Советский патент 1980 года по МПК G01R21/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА Изобретение относится к электроизмбрительной технике и может быть использовано в случаях, кбгда необходимо кэмерять коэффициент мощности в диапазоне частот при искаженных формах выходных сигналов. Известно устройство, содержащее аналоговые перемножитёли, алгебраический . и арифметический сумматоры, делительное устройство l3 . Недостатком этого устройства является низкая точность измерения коэффициента моощости при искаженных формах вход ных сигналов. Наиболее близким к изобретению пО технической сущности является устройство, содержащее последовательно соедивювные амплитудный детектор, первый автоматический переключатель, первый ивн тегратор и первый нуль-орган, блок унравления, логический элемент И, опоргный генератор, второй интегратор и счетчик, первый аналоговый ключ, усилитепьо17раничитель, один из всодов первого авМОЩНОСТИтоматического переключателя соединен с выходом второго интегратора.вход которого подключен к выходу первого аналогового ключа, а усилител1 -ограничитель включей между первым входом устройства и первым входом блока управления 23 Недостатком такого устройства является низкая точность измерения коэффициента мощности при искаженных формах входных сигналов. Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента мощности. Поставленная цель дocтигiaeтcя тем, что в цифровой измеритель коэффициента мощности, содержащий последовательно соединенные амплитудный детектор, первый автоматический переключатель, первый интегратор и первый нуль-орган, блок управления, логический элемент И, :опорный генератор, второй интегратор я счетчик, первый аналоговый ключ, усилитель-ограничитель, один из входов первого автоматического переключателя соединен с выходом второго интегратора. вхоп которого подключен к выходу первого аналогового ключа, а усилитель-ограничитель включен между первым входом устройства и первым входом блока управления, введены аналоговый перемножитель, первый и второй квадраторы, вто рой и третий аналоговые ключи, третий четвертый и пятый интеграторы, второй автоматический переключатель, причем первый и второй входы аналогового перемножнтеля подктаочёны соответственно к первому и второму входам устройства, первый вход устройства подключен через последовательно соединенные второй квад ратф, второй кл1оч, третий интегратор, третий ключ и четвертый интегратор к первому исоду второго автоматического переключателя, второй вход которого через первый квадратор соединен со вторым входом устройства, выход первого автоматического переключателя соединен через последовательно вклкэченные пятый Шпчвгратбр вТфоЙ нуль-орган со вторым входом блока управления, а третий вход блока управления подключен к вь ходу первого нуль-органа, управляюаше входы всех ключей и переключателей сое динены с выходами блока управления, к дополнительному выходу которого подключен первый вход логического элемента И, ко второму входу последнего noftключен выход опорного генератора, а к выходу логического элемента И - счетчик. ,,-,:.. „-.-. .На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя коэффициента мощности. . Цифровой измеритель состоит из аналогового перемножителя 1, входы которого подключены всего устройства, а выход через последовательно соединенные аналоговый ключ 2 и интегратор 3 соединен с одним из входов автоматического переключателя. Выход автоматического переключателя 4 через последовательно соединенные интегратор 5, первый нуль-орган 6, блок управлени 7 подключен к первому входу логического элемента И 8, включенного Между опорным генератфОм 9 и счетчиком 10 Один вход измерителя через квадратор соединен с одним из входов второго ав томатического переключателя 12, друго вход которого подключен ко второму вхо ду измерителя через последовательно со диненные квадратор 13, аналоговый клю 14, интегратор 15, аналоговый ключ 16 и интегратор 17, Выход второго

746314 втоматического переключателя 12 чеез последовательно соединенные интеграор 18 и й(уль-орган 19 подключен к локу 7 управления. Выход интегратора 18 через амплитудный дет ктор 20 соединен со вторым входом автоматического переключателя 4. Один из входов измерителя через усилитель-ограничитель 21 подключен к блоку 7 управления. Управляющие входы ключей 2, 14, 16 и переключателей 4 и 12 подключены к блоку 7 управления. Устройство работает в три такта. В первом такте, длительность которого равна периоду Ту входных сигналов, открыты ключи 2 и 14, а ключ 16 закрыт, автоматический переключатель 12 соединяет выход квадратора 11 со входом интегратора 18, автоматический переключатель 4 находится в нейтральном положении. Количество электричества д Q, накопленное интегратором 18 аа время Ту равно, . ТА. 2 : ). 1) 1 о.10 гдеU(t) - напряжение в измеряемой цепи; (t) - напряжение; на входе квадратора 11; I тх-г ц« лввцратира JLJ., У ./:р Х U(t)dt - действующее значе ние напряжения в измеряемой цепи; интегрирующее сопротивление интегратораconsi - коэффициент пропорциональности. Выходное Напряжение интегратора 15 в конце периода интегрирования равU J Wdt J, -ток в измеряемой цепи; -напряжение на выходе квадратора 13; -портоянная времени интегратора 15; /7 Гх ,15; 1(1)011 - действующее знао Х TrauttCk «wrklFa n чение тока в измеряемой цепи; kg.: const - коэффициент пропорциональности. Выходное напряжение интегратора 3 U5 в конце периода интегрирования рав но:- Ju(i)(t)dli - постоянная вре мени интегратора Тх. . 3-/ J U(i)i(Mt - активная мошгоность в измеряемой цепи. По сжончании периода интегрирования во втором такте ключи 2 и 14 закрываются, обеспечивая режим хранение интеграторов 3 и 15, ключ 16 открывается, автоматический переключатель 12 подключает выход интегратора 17 к входу интегратора 18, автоматический переключатель 4 подключает ЕКОД интег ратора 5 к выходу интегратора 3. Таким образом, во втором такте про исходит разряд интегратора 18 выходным напряжением интегратора 15 через интегратф 17 и заряд в течение этого времени интегратора 5 выходным напряжением интегратора 3, время разряда 18 Ту из уравнения баинтегратораланса 11 Т 15 V L U - .Г 2t,, 2VW:« IkilLколичество электр чества разряда интегратора 18, постоянная времени интегратора 17 Количество электричества дО . полученное интегратором 5 за время. Tj, равно: ,t/, -5 -5-R, . Rn - интегрирующее сопротивление интегратора 5. В третьем такте автоматический переключатель 4 подключает выход амплитудного детектора 2О к входу интеграто ра 5 для его разряда за некоторое время Т, . Количество электрического разряда интегратора 5, равно: . ( 14 - выходное напряжение амплитудного детектора 20; С - емкость интегратора 18, Истинное значение коэффициента мощности Кп записывается в виде: (i)di v/ p(i)dtyfju4t)dt (9) оV -о V оо (J(} - напряжение в исследуемой , i(t) - ток в исследуемой цепи. В результате кодирования временного интервала Ту постоянной частотой опорного генератора 9 fQ в счетчике 10 пблучаем число, величина которого Является результатом измерения. Формула изобретения Цифровой измеритель коэффициента мощности, содержащий последовательно соединенные амплитудный детектор, первый автоматический переключатель, первый интегратор и первый нуль-орган, блок управления, логический элемент И, опорный генератор, второй интегратор и счетчик, первый аналоговый ключ, усилительограничитель, один из входов первого автоматического переключателя соединен с выходом второго интегратора, вход которого подключен к выходу первого аналогового ключа, а усилитель-ограничитель включен между первым входом устройства и первым входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента мощности, в него введены аналоговый перемножитель, первый и второй квадраторы, второй и третий аналоговые ключи, третий, четвертый и пятый интеграторы, второй автоматический переключатель, причем первый и второй входы аналогового перемножителя подключены к первому и второму входам усч ройства соответственно, первый вход устройства подключен через последовательно соединенные второй квадратор, второй ключ, третий интегратор, третий ключ и четвертый интегратор к первому входу второго автоматического переключателя, второй вход которого через первый квадатор соединен со вторым входом устойства, выход первого автоматического переключателя соединен через Последовательно включенные пятый интегратор, второй нуль-орган со вторым входом блоки управления, а третий вход блока управления подключен к выходу первого нуль-органа, управляющие входы всех ключей и переключателей соединены с выходами блока управлений, к дополнительному выходу которого подключен первый вход логического элемента И, ко второму входу пос- . леднего подключен выход опорного гене8

ратора, а к выходу логического элемента И - счетчик. - . (

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии К 1389506. кл. G 01 R 21/08, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 572713. G 01 R 21/08, 1976.