Преобразователь активной энергии в цифровой код

 

Изобретение относится к измерению и кодированию информации. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь ср .держит входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистратор 6 результата, элемент 17 задержки и инвертор 20, введенный двоичный умножитель 7, включающий счетчик 8, им- , пульсно-потенциальный вентиль 9 и элемент ИЛИ 10, служащий для форми-. рования частотно-импульсной последовательности со средней частотой следования импульсов. Кроме того, в преобразователь введены регистры 11 и 12, счетчик 13, управляемый делитель 14 частоты, генератор 15 опорной частоты , делитель 16 частоты, элементы 18 и 1 9, 3адержки. 1 . ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 С 01 R 21,/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41.1 3966/24-21 (22) 04.09.86 (46) 23.07.88. Бюл. Н 27 (72) M-.Ã. Рылик, О.M. Доронина и Г.Н. Лавров (53) 621,317.783(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 530452, кл. Н 03 К 13/20, 1975 °

Авторское свидетельство СССР

Н 995004, кл. G 01 R 21/00, 1983.

I (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

В ЦИФРОВОЙ КОД .(57) Изобретение относится к измерению и кодированию информации. Цель изобретения — повьппение точности преобразования. Преобразователь со.держит входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистратор 6 результата, элемент 17 задержки и инв ер тор 20, введенный двоичный умножитель 7, включающий счетчик 8, им-, пульсно-потенциальный вентиль 9 и элемент ИЛИ 10, служащий для формирования частотно-импульсной последовательности со средней частотой следования импульсов. Кроме того, в преобразователь введены регистры 11 и

12, счетчик 13, управляемый делитель

l4 частоты, генератор 15 опорной частоты, делитель 16 частоты, элементы ф

18 и 19 за е жк 1

14 11678

Изобретение относится я к измерению и кодированию информации и может быть ,использовано для построения преобразователей активной энергии (мощности) переменного тока в цифровой код. ,Цель изобретения — повышение точ ности преобразования.

На чертеже представлена схема пре:образователя активной энергии в циф;ровой код.

Преобразователь содержит входной . блок 1> преобразователи 2 и 3 напря— женил в частоту следования импульсов, нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистратор 6 результата. Двоичный умножитель 7, состоящий из первого счетчика 8, импульсно-потенциальных вентилей 9 и элемента ИЛИ 10 регист-! ры 11 и 12, второй счетчик 13, управ->0 (! ляемый делитель 14 частоты, генератор !5 опорной частоты, делитель 16 час тоты, элемент 17-19 задержки и инвер, тор 20. Причем входы входного блока

1 подключены к входным шинам, первый выход — к входу преобразователя 2 !

:напряжения в частоту следования импульсов и входу нуль-органа 4, а второй выход — к входу преобразователя

3 напряжения в частоту следования им- 0 пульсов. Выход нуль-органа 4 соед;"ю( нен с входом записи регистратора 6 результата и через первый элемент 17 задержки с установочным входом реверсивного счетчика 5, выходы разрядов

35 которого подключены к входам регистратора 6 результата. Выход преобразователя 2 напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи первого регистра 11 и через второй элемент 18 задержки к установочному входу первого счетчика 8, вход которого соединен с выходом генератора 15 опорной управляемого делителя 14 частоты и через инвертор 20 с входом делителя

16 частоты, а выходы разрядов — с входами первого регистра 11 и импульсными входами вентилей 9, потенциальные входы;;оторых подк почены к выхо—

50 дам IBpBOI О ре1 истра 1 1 а Выходы к входам элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом второго счетчика 13. Выход преобразователя 3 напряжения в частоту следования импуль— сов подкл>очен к входу записи второго регистра 12 и через третий элемент

19 задержки с установочному входу второго счетчика 13, выходы разрядов которого соединены с входами второго регистра 12, Вход вычитания реверсивного счетчика 5 подключен к выходу делителя 16 частоты, а вход сложения — к выходу управляемого делителя

14 частоты, входы управления которого соединены с инверсными выходами регистра 12.

Преобразователь активной энергии в цифровой код работает следующим образом.

Входные напряжение u(t) и ток i(t) преобразуются входным блоком 1 в нормированные напряжения, им прямо lrpo порциональные, а затем преобразователями 2 и 3 — соответственно в частотно-импульсные последовательности и (") ио+8и ц(") H ; () o +

+ s;; i(t).

Счетчик 8, на вход которого поступают импульсы опорной частотой следования с выхода генератора

15 опорной частоты, подсчитывает их количество в течение каждого периода последовательности с выхода преобразователя 2

x„(t) - f./f,(t)

По окончании каждого из этих периодов код N (t) импульсов с выхода и преобразователя 2 переносится в пер- вый регистр 11, после чего счетчик 8 сбрасывается в нулевое состояние и приступает к подсчету числа импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты за следующий период последовательности с выхода преобразователя 2. В это >ке время на выходе иразрядного двоичного умножителя ?, управляющим кодом которого является код К (t) первого регистра 11, формируется частотно-импульсная последовательность со средней частотой следо- вания импульсов (t) = f, N,(t) /2 °

Счетчик 13 в течение каждого текущего периода последовательности с выхода преобразователя 3 подсчитывает число импульсов с выхода двоичного умножителя 7

11 ; (t) = f > (t)/f;(t) - 1, после чего импульсом с выхода преобразователя 3 оно переносится во второй регистр 12, а счетчик 13 через время, определяемое вторым элементом

19 задержки, сбрасывается в максимальное (единичное) состояние и при5 ступает к подсчету числа импульсов с выхода двоичного умножителя 7 за следующий период последовательности с выхода преобразователя 3. Инверсия (2 — N„; (t) — )) кода N„ ;(t) второ- 10 го регистра 12 является управляющей для делителя 14 частоты. Поэтому при емкости последнего 2" и частоте на входе на его выходе формируется частотно-импульсная последовательность с частотой следования импульсов

fÄ, (С) - га/{2 -(2 N,; (t)-1)I.2 20 — (т) (г) о

67Я

4 — f, /((()-K )), где K = f,,((г)1 ео, c oc т гав ля к>т

Б< 2/N;(t); 6 = 1/ $03 N,(t)j =

=(I-Ê )/(ГЗ К, К„К;, 4,(t> > (t)dtJ.

A для синусоидальных входных сигналов

6 =2 (1-К,) /()) 3 К; К,Е,, Т„сов y,), где 1; = . ()/f;

Вторая и третья погрешности в относительных единицах и их среднеквад— ратичные значения для текущих периодов следования импульсов на выходе делителя 14 частоты составляют соответственно поступающая на вход сложения реверсивного счетчика 5. В это )((е время на вход вычитания реверсивного счет- 25 чика 5 поступает опорная последовательность импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты, поделенная делителем 16 частоты на коэффициент

/(2"1; „ .). При этом в счетчике

5 за текущий период Т„ входного сигнала u(t) накапливается с учетом того, что для симметричных входных тх T сигналов $ i(t)dt =0 и J u(t)dt=a, о 35 показание, т„

2rl

N, (t) - — ) (f; (t) f, (t)-f;, f„,)dt= — — 1 u(t) i(t)dt.

2 S Sin, о о

55 (аО

6, — fo(l Ku) Из-за дискретности счета при некратности в общем случае длительностей периода Т и периодов последовательностей с выходов преобразова- 45 телей 2 и 3 со средними значениями периодов следования на этих интервалах импульсов с выходов соответственно делителей 14 и 16, генератора

15 опорной частоты и двоичного умножителя 7 возникают три погрешности.

Первая из них в относительных единицах и .ее среднеквадратичное значение— с учетом .того, что 2"> f,/fM () д

6,- = f (t) f, (t) /(6 f, f„) °

Тогда суммарные значения этих погрешностей для интервала преобразования с учетом их усреднения определяются соответственно как (а,(и

{ H<(fl (," - )Е(ь,". )*/N,(t>

)в (<1 (о ио, ) (1+К„Ч„,-)), где ; и «j — значения функций

u; (t) и ((>(, (С) на текущих периодах импульсной последовательности с выхода делителя 14.

А для синусоидальных сигналов при N»1

Составитель С. Сафохин

Редактор О, !Орковецкая Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 3650/4! Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130359 Иосква9 8-35, Раушская набф9 дф 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Праектная, 4

5 l 4! l

Формула из обре тeния

Преобразователь активной энергии в цифровой код, содержащий входной

5 блок, первыи и второй преобразователи напряжения в частоту следования импульсов, нуль-орган, реверсивный счетчик, регистратор результата, первый элемент задержки и инвертор, при-!О чем входы входного блока подключены к входным шинам, первый выход — к входу первого преобразователя напряжения в частоту следования импульсов и входу нуль-органа, второй выход— к входу .второго преобразователя напряжения в частоту следования импульсов, выход нуль-органа соединен с входом записи регистратора результата и через первый элемент задержки с установочным входом реверсивного счетчика, выходы ра"-рядов которого подключены к входам регистратора результата, отличающийся тем, что, с целью повышения точности рб преобразования, в него введены двоичный умножитель, состоящий из первого счетчика, импульсно-потенциальных вентилей и элемента ИЛИ, первый и второй регистры, второй счетчик„ управляемый,целитель частоты, генератор опорной час" îòû, делитель частоты9

678 б второй и третий элементы задержки, причем выход первого преобразователя напряжения в частоту следования импульсов подключен к входу записи первого регистра и через второй элемент задержки к установочному входу перво"

ro счетчика, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, входом управляемого делителя частоты и через инвертор с входом делителя частоты, а выходы разрядов — с входами первого регистра и импульсными входами импульсно-потенциальных вентилей, потенциальные входы которых подключены к выходам первого регистра, а выходы — к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход второго преобразователя напряжения в частоту сле,цования импульсов подключен к входу записи второго регистра и через тре1 тий элемент задержки к установочному входу второго счетчнка9 выходы разрядов которого соединены с входами второго регистра, вход вычитания реверсивного счетчика подключен к выходу делителя частоты, а вход сложения к выходу управляемого делителя частотыр входь! управления которого соеди иены с инверсными выходами второго регистра.