Автоматический цифровой ваттметрвсесоюзная•in

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соеетских

Социалистических

Ресоублнк

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 36/02

21е, 36/10

Заявлено 10. т !1.1967 (¹ 1170440/18-10) с пр псоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11 V!.1969. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания ЗО.Х.1969

МПК G 01г

G 0lr

УДК 621.317.783:

:621.317.61 (088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. М. Белов, И. Ф. Клисторин и А. Е. Подзин

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

AH СССР

Заявитель

Устройство относится к области электро- и радиоизмерительной техники и может быть использова но для измерения полной мощности в цепях переменного тока произвольной формы в широкой полосе частот для получения произведения действующих значений токов,и напряжения, а также для измерения отношений действующих значений токов и напряжений в широкой полосе частот и для измерения коэффициентов передачи четырехполюсников.

Известе н автоматический, цифровой ваттметр, содержащий шунтирующий элемент в цепи измерения .тока, два измерителя падения напряжения, каждый из которых выполнен,в виде аналого-цифрового преобразователя на двухпозиционном блоке сравнения с поданным на него входным и компе нсирующnivt напряжением и снимаемым выходным сигналом, введенным на блск управления, дешифратоо и индикатор отсчета.

Но такой прибор конструктивно сложен, узкая полоса частот и низкая точность его ограничивается тем, что декадный делитель и блок сравнения работают во всей полосе частот измеряемых напряжений и токов, а также вследствие неизбежного появления частотно-фазовых искажений в формирователе компенсирующего напряжения.

Отличие предлагаемого устройства от известных состоит в том, что оно снабжено двумя блоками масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи, дополнительным коммутатором, коммутирующим элементом,и источником вспомогательного напряжения, причем один блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между коммутатором и дополнительным коммутатором, второй вход которого связан с

1О выходом источника вспомогательного напряжения и,входом коммутатора, второй блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между декадным делителем и коммути15 рующим элементом, один вход которого соединеH с шу нтирующим элементом, второй — с выходом дополнительного коммутатора, второй выход которого связан с блоком сравнения, а третьи входы коммутатора, дополни20 тельного коммутатора, коммутирующего элемента, декадного делителя и дешифратора соединены с выходом устройства управления.

Это позволяет повысить быстродействие, точность и расширить полосу частот измеряе25 мых мощностей, кроме того, дает возможность измерить отношение двух напряжений по действующему значению.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого автоматического цифрового ватт30 метра.

245910

Он содержит источник вспомогательного напряжения 1, дополнительный коммутатор 2, коммутатор 8, .блоки 4 и 5 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи, коммутирующий элемент б, шунтирующий элемент 7, декадный делитель 8, блок сравнения 9, устройство управления 10, де шифратор П и индикатор 12.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения мощности на вход блока 4 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи через коммутатор 8 поступает напряжение U„, которое преобразуется в нем так, что действующее значение U К1 равно действующему значению опорного напряжения U, т. е.

U» Ê1 — — Уап; приняв U 1=const, получим: х °

К1

Таким образом, действующее значение напряжения U обратно пропорционально коэффициенту преобразования .К1. После окончания преобразования напряжения коэффициент усиления К1 запоминается.

На вход второго блока 5 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи через коммутирующий

1 элемент б поступает напряжение U„, пропорГ циональное измеряемому току 1„, т. е. U» =

= jjI», где 1 — коэффициент преобразования шунтирующего элемента.

Г

Напряжение U» преобразуется блоком 5 масштабного преобразования с запоминанием коэффициента передачи так, что с1хК2 =U,„=

=1, т. е.

I 1

U». = или

К2 K2 j т. е. действующее значение тока обратно пропорционально коэффициенту преобразования

К2, который после окончания преобразования запоминается.

Произведение действующих значений тока и напряжения дает .полную мощность цепи, т. е. 1Л» = х

После этого на вход блока 4 масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи через коммутатор 8 подается напряжение U, îò,èñòî÷íèêà вспомогательного напряжения 1, которое через дополнительный коммутатор 2 одновременно поступает на один из входов блока сравнения.

С выхода блока 4 через дополнительный коммутатор 2 и коммутирующий элемент б напряжение Usc> К1 поступает на вход блока 5, выход которого через декадный делитель сое,динен со вторым .входом блока сравнения.

Устройство управления, соединенное с выходом блока сравнения и управляющим, входом декадного делителя, так изменяет коэффициент Кв передачи последнего, чтобы выполнялось равенство: 1всп К1 Кв 1 Кд всп или

K =P, К1 К, j

10 т. е. коэффициент К„передачи делителя пропорционален полной мощности.

Выходной сигнал устройства управления, пропорциональный К„через дешифратор поступает на индикатор.

Аналогично работает устройство и в режиме измерения отношения действующих значений напряжений. В этом случае на вход блока 4 подается напряжение U» и на выходе получаем напряжение U< . К, = U,„, т. е, 20 ц, U„ = " ; на вход блока 5 поступает напряК1 жение U,,; соответственно на выходе получим: или U»., = 1ап

К2

25 -ха К2 ап 1всп Кв Кд — 1всп К1

45 К2

В этом случае К„= или

К2 1ап

К К

2 1 К 1ал К2

К1 х х

50 т. е. коэффициент К„передачи декадного делителя пропорционален отношению действующих значений напряжений U», è U»-,.

Преимуществом описываемого устройства является то, что оно позволяет уменьшить время измерения до 0,8 сек, т. е. повысить быстродействие прибора примерно в 2 раза, уменьшить погрешность до 0,2а/а при полосе частот 40 гц+50 кгпв. Кроме того, таким прибором можно измерять отношение действуюIIIHx значений напря>кений с такими же пара65 метрами прибора, После запоминания коэффициентов передачи К1 и К2 напряжение с1„„поступает через

50 коммутатор 8 на вход блока 4, а через дополнительный коммутатор 2 и коммутирующий элемент б на:вход блока 5.

На один вход блока сравнения 9 через,дополнительный коммутатор поступает напря35 жение U 2Ä ° К1 с выхода блока 4, а на второй вход через декадный делитель 8 — напря>кение U,2„Ê2 ° Кд с выхода .блока 5. если напряже ния на входах блока сравнения не равны, то он вырабатывает сигнал разности, ко40 торый через устройство управления так изменяет коэффициент, передачи декадного делителя К, чтобы выполнялось условие

245910

Предмет изобретения

Составитель В. Т. Голенко

Редактор M. В. Афанасьева Текрсд Л, Я. Левина

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина

Заказ 2747!4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Лвтохгатический цифровой,ваттметр, содержащий шунтирующий элемент, устройство управления, двухпозиционный блок сравнения, дешифратор, индикатор отсчета, коммутатор и декадный делитель, от ггичающайся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия и расширения функциональных возможностей прибора, он снабжен двумя блоками масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи, дополнительным коммутатором, коммутирующим элементом и источником вспомогательного напряжения, причем один блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между комму татором и дополнительным коммутатором, второй вход которого связан с выходом источника вспомогательного напряжения и входом

5 коммутатора, второй блок масштабного преобразования напряжения с запоминанием коэффициента передачи включен между декадным делителем и коммутирующим элементом, один вход которого соединен с шунтирующим

10 элементом, второй — с выходом дополнительного коммутатора, второй выход которого связан с блоком сравнения, а третьи входы коммутатора, дополнительного коммутатора, коммутирующего элемента, декадного делителя и

15 дешифратора соединены с выходом устройства управления.