Измеритель мощности Советский патент 1981 года по МПК G01R21/06 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам перемножения двух напряжений в системгис автоматического управления.

Известны измерительные преобразователи мощности, содержащие нелинейные элементы, входы которых соединены соответственно с шиной, напряжение которой пропорционгшьно напряжению измеряемой цепи, и с шиной, напряжение которой пропорционально току измеряемой цепи, выходы нелинейных элементов соединены с входами вычитающего устройства i.

Недостатком известных устройств является низкая точность и узкий ди(пазон измеряемых мощностей.

(Известно также устройство, содержа ае трансформатор напряжения, вход котЬрого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого выпрямителя, трансформатор тока, выход которого подключен к входной шине, а выход - к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиленно, конденса - тор Г23.

Его недостатком является узкий диапазон измеряемой мощности, а также. нелинейность характеристики измерения.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемой мощности и получение линейной характеристики измерения .

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель мощности, содержащий трансформатор напряжения,

10 вход которого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого вьшрямителя, трансформатор тока, вход которого подключен к входной шине, а выход 15через второй выпрямитель к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиления, конденсатор, введены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и дополнительные ключи,

20 а усилитель с переменным коэффициентом усиления выполнен в виде масштабного усилителя, выход которого соединен с выходной шиной, а через конденсатор соединен с объединенными

25 выводами входных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам ключей, управляющие входы которых подклю :ены к соответствующим выходам аналого-цифрового преобразователя,

30 вход которого подключен к выходу

первого выпрямителя, входьа дополнительных ключей соединены с выходом второго выпрямителя, причем номиналы резисторов определяются по формуле

n--1

«VI

R.

где п - номер резистора,

R - сопротивление резистора,

подключенного к старшему разряду ДЦП,

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 напряжения, первый выпрямитель 2, трансформатор 3 тока, второй выпрямитель 4, ключ 5, усилитель 6 с переменным коэффициентом усиления, конденсатор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП -В, дополнительные ключи 9, входные резисторы 10 и резистор 11 обратной связи усилителя б с переменньал коэффициентом усиления.

Устройство работает следунадим образом.

Напряжение в цепи измеряемой мощности подают на трансформатор 1 напря ения, с выхода которого трансформированное напряжение подают на выпрямитель 2, а с него уже выпрямленное на АЦП 8. С помощью АЦП 8 напряжение преобразуют в двоичный код, который с выхода АЦП подают на управляюЩие входы ключей 5 и 9. Каждый из ключей 5 и 9 открывают.напряжением, соответствующим логической единице, и закрывают напряжением, соответствующим логическому нулю. При помощи ключей 5 и 9 коммуЕКрую1 входные резисторы 10,масштабного усилителя б. Таким образом, определенному напряжению в цепи измеряемой мощ ности соответствует определенный код АЦП 8 и определенное эквивалентное входное сопротивление, масштабного усилителя б, определяемое параллельным вкзехпатепем тех резисторов 10, котоЕжле подключены к открыхъм ключам 5 и 9, Нсминалы сопротивлений резисторов 10 определяются по

-П-1

R

R,

где п - номер резистора,

R - сопротивление резистора,

пoдкJнoчeннoгo к старшему

разряду АЦП.

Поскольку коэффициент усиления ус1 ителя 6 определяется отношением величины сопротивления резистора 11, которое неизменно, к величине эквивалентного входного сопротивления, то набор номиналов резисторов 10 позволяет получить линейное изменение коэффициента усиления усилителя 6 по отношению к коду АЦП 8, а .следовательно, и к напряжению в цепи измеряемой мощности. Входы ключей

V . .

5 и 9 соединены с выходом выпрямителя 4, который выпрямляет напряжение, пропорциональное току в цепи измеряемой мощности, поданное на него с трансформатора тока 3. Таким образом, на выходе усилителя 6 получают напряжение, пропорциональное произведению напряжения и току в (цепи измеряемой мощности. Емкость конденсатора 7, включенная в обратной связи усилителя 6, служит для фильтрации высокочастотной.составлящей, возникающей в результате пере|Ключения ключей 5 и 9. Соответствующим подбором емкости изменяют полосу пропускания усилителя 6, так чтобы получить на его выходе напряжение, отражающее либо мгновенную, либо полную мощность в измеряемой цепи. АЦП 8 преобразует напряжение в цепи измеряемой мощности, в код столько раз за период изменения напряжения, сколько необходимо из условия получения точности преобразования при данной разрядности кода АЦП 8 и допустимого эффекта устаревания информации.

Построение измерителя мощности по предложенной схеме позволяет расшить диапазон мощности, измеряемой устройством. Кроме того, применение усилителя, коэффициент усиления которого изменяется в соответствии с изменением входного сопротивления с помощью резисторов, номиналы которых соответствуют двоичному закону, исключает нелинейность характеристики измерения, так как напряжение питания Масштабного усилителя остается постоянным и оптимальным во всем диапазоне работы измерителя.

Формула изобретения

Измеритель мощности, содержащий трансформатор напряжения, вход которого подключен к первой и второй входным шинам, а выход подключен к входу первого выпрямителя, трансформатор тока, вход которого подключен к входной шине, а выход череё второ выпрямитель - к входу ключа, усилитель с переменным коэффициентом усиления, конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемой мснцности и получения линейной характеристики ;измерения, в него введены анашогоцифровой преобразователь (АЦП и дополнительные ключи, а усилитель с переменным коэффициентом усиления выполнен в виде масштабного усилителя, выход которого соединен с выходной шиной, а через конденсатор соединен с объединенными выводами входных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам ключей, управлякяцие входы которых подключены к соответствующим выходам аналогоцифрового преобразователя, вход коtoporo подключен к выходу первого выпрямителя, входы дополнительных ключей соединены с выходом второго выпрямителя, причем номиналы резисторов определяются по формуле

,-л

R,

где п - номер резистора;

R - сопротивление резистора, подключенного к старшему разряду АЦП.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных, приборов и систем. М., Советское радио, 1971, с. ;2б8-281.

2.Авторское свидетельство СССР №585454, кл. С, 01R 21/00, 1977.