Цифровой измеритель мощности Советский патент 1982 года по МПК G01R21/06 

Изобретение предназначено для измерения мощности электрических сигналов.

Известно устройство, содержащее входные преобразователи тока и н апр яжени я, п ер емножи те л ь, ключи , интегратор, блок сравнения, цифровое делительное устройство, генератор импульсов и счетчик |1-.

Недостатком его является низкая точность.

. Известно устройство, содержЕОдее первый и второй входные преобразователи, входы которых подключены к шинам входных сигналов, а управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы которого подключены к выходам входных преобразователей, а третий выход соединен с синхронизирующим входом индикатора, вход которого через счетчик соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход соединен с выходрм ; элемента ИЛИ j первый вход которого срединен через двухтактный интегрирующий преобразователь, с выходом умножителя, а второй вход соединен с выходом блока выделения периода, вход которого через переключатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шиной опорного сигнала 1.

Недостатком его является низкая точность.

Цель изобретения - повышение точ10ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй входные преобразователи, входы которых подключены к шинам входных сигналов, а управляющие вхо15ды подключены, соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы которого подключены к выходам входных преобразователей, а третий выход соединен с син20хронизирующим входом индикатора, вход koToporo через счетчик соединен с выходом элемента И, первый вход которого-соединен с выходом генератора импульсов, а-второй вход соеди25нен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен через двухтактный интегрирующий преобразователь с выходом умножителя, а второй вход соединен с выходом блока выделения

30 периода, вход которого через переключатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шино .опорного сигнала, введены коммутатор инвертор, источник опорного сигнала и -блок управления коммутатором, при чем первый вход блока управления ком .мутатором соединен с выходом блока выделения периода, второй вход сое. динен с выходом двухтактного интегрирующего преобразователя, а .выходка соединены с управляющими вг4одами ком мутатора, первый вход которого соединен через инвертор, а второй непосредственно с выходом первого пре образователя, третий вход соединен с выходом второго преобразователя, Четвертый и пятый входы соединены хг источником опорного сигнала, а выхо ды соединены с входами умножителя.. На чертеже представлена блоксхема цифрового .измерителя мощности. Цифровой измеритель мощности содержит входные преобразователя 1 и 2, входы которых подключены к шинам 3 и 4 входного сигнала, а управлягющие входы подключены соответ- . ственно к первому и второму выходам блока 5 выбора диапазона, входа которого подключены к выходам преобразователей 1 и 2, а третий выход подключен к синхронизирующему входу ин.дикатора б, вход которого через счет чик 7 соединен с выходом элемента 1J 8, первый вХод которого соединён с выходом генератора 9 импульсов, а второй вхрд соединен с выходом элемента ИЛИ 10, первый вход которого соединен через двухтактный интегрирующий преобразователь 11 с выходом умножителя 12, а второй вход соединен с выходом блока 13 выделения периода, вход которого через переключатель 14 .соединен с выходом преобразователя 1 или с шиной 15 опорного сигнала, первый вход блока 16 управления коммутатором соединен с выходом блока 13, второй вход соединен с выходом двухтактного интегрируивдего преобразователя 11, а вы.ходы соединены с управляющими входами ком мутатора 17, первый вход которого че рез инвертор 18, а второй непосредственно соединены с выходом преобразователя 1, третий вход ,сое,цинен с В }|ходом преобразователя 2, четвертый и пятый входы соединены с выход Mi источника 19 опорного сигнала, а Ш13СОДЫ подключены к входам умножите ля 12. Устройство работает следу1ацим об разом. Переменный входной опорный сигнал поступает на вход блока 13 выделени периода либо с выхода входного преобразователя 1 напряжения .при сину, соидальной форме сигнала t} у либо с шины 15, частота сигнала на которой равна частоте входного сигнала, когда сигнал u(t) периодический, но не синусоидальный. В последнем случае измеряется активная мощность сумNBJ гармоник. В первом такте, в момент запуска, блок 13 выделения периода вырабатывает импульс длительностью пТ ( Т период колебаний входного сигнала)/ посредством которого через блок 16 включаются соответствующие ключи коммутатора 17. При этом на первый вход .умножителя 12 подается напряжение (t), а на второй сигнал, пропорциональный току (t). Выходное напряжение перемножителя равно „и(1)(1)р где k, - коэффициент преобразования ; д - выходной дрейф напряжения смещения перёмножителя Выходной сигнал перемножителя интегрируется на протяжении времени пТ преобразователем 11. При этом Haj пряжение на его выходе в конце первого такта определяется из выражения .{ иТ и7 %b,. : где дрейф напряжения-преобразователя 11 смещения. После выпол-. нения операции интегрирования получимV.(.,6 . . выуг СРИчедр), V-piT-Juw); W AP/SAP ; ЧЧ„ За время первого такта на вход счетчика 7 поступит число импульсов, равное N. м пТ N ТГ |Где Тд - период импульсов генератора опорной частоты. После окончания первого такта интегрирования срабатывает блок 16 и с источника 19 опорных сигналов через коммутатор 17 на первый вход умножителя подается напряжение -Уо на второй вход сигнал 1 .В течение ; второго такта интегрируется выходное напряжение и умножителя 12. k(-u)l о , пока не станет равным нулю напряже )lod.€Ap,+fAPi)dt .др).ЬС|с h TCPx,+«(ieAp),()7 где t, Т -пТ, Ру - 1. АР KifAp При этом на вход счетчика 7 поступит число импульсов, paBHoeN Тогда из предыдущих выражений и р N(Po-ko.gAp) - N kaJAp. , , После окончания второго такта выходным сигналом двухтактного интегрирующего преобразователя 11 вы ключается блок 16 и коммутатор 17. В третьем такте вновь с блока 1 выделения периода на вход блока 16 «управления поступает импульс дпитге льностью пТ, который через коммута тор 17 подключает к первому перемножителя напряжение - kiu(t) а к второму входу - сигнал, пропор циональный току (t). В момент времени пТ напряжение на выходе двухтактного интегрирующего преобразователя 11 равно i МИ 1 / Пtf fV j-%-C-fVa 4fAp) Б течение третьего такта на вход счетчика 7 поступит N импульсов м - N М тг- 3 I TO После окончания третьего такта срабатывает блок 16 и на входил пере -множителя подаются сигналы и и 1. При этом начинается четвертый такт который длится до тех пор, пока напряжение и не будет равным нулю т.е. ыx, C-Pt,.KiEAp; - Po XI W- С 1 где t Тогда Руч. - -Уо. р;; На вход счетчика 7 в четвертом такте поступит N импульсов Из предыдущих вьфажений имеем Р N4.(Po Кг.лр) N,k. Xj. Т Тогда измеряемсш мощность будет равна Р РХ ; Рха. Операция суммирования и деления на два осуо ствляется в счетчике 7. При этом р . i (Ро-Кг Ар) САР i 21.N4 N4CPo aUp) л ip - l±iLLp , KtgAP(N4-Mt) л ° Второе слагаемое последнего выраi жения представляет погрешность, кото:рая вносится за счет дрейфов напряжения смещения умножителя 12 и преобразователя 11. В прототипе м«цность определяется следующим образом: (.-b N). р - NgPo Р% - -TI7 Отсюда видно, что погрешность изза дрейфа напряжения смещения умножителя 12 и преобразователя 11 в настоящем устройстве значительно меньше чем в прототипе. Формула изобретения Цифровой измеритель мощности, содержасдай первый и второй входные преобразователи, входы которых подключены к шинам входных сигналов, а управляющие входы подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора диапазона, входы которого подключены к илходам входных преобразователей, а третий выход соединен с синхронизируюпшм входом индикатора, вход которого через счетчик соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вто)Ой вход соединен с выходом элемента или, первый вход которого соединен через двухтактный интегрирующий преобразователь с выходом умножитепя, а второй вход соединен с выходом блока выделения периода, вход которого через переключатель соединен с выходом первого входного преобразователя или с шиной опорного сигнала, о т.л и, ч а ю щ и и с ятем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор,инвертор, источник опорного сигнала и блок управления коммутатором, причем первый вход блока управления коммутатором соединен с выходом блока выделения периода, второй вход соединен с выходом двухтактного интегрирующего преобразователя, а выходы соединены с управляющими входами коммутатора первый вход которого соединен через инвертор, а второй непосредственно с выходом первого

преобразователя, третий вход соединен с выходом второго преобразователя, четвертый и пятый входы соединены с выходами источника опорного сигнала, а выходы соединены с входами

умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 508748, кл.С 01 R 19/26, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР 577466, кл.С 01 R 21/06, 1976.

-A

le

-V

У ,/ ПГ