SU661378A1

SU661378A1 - Digital power meter

Info

Publication number: SU661378A1
Application number: SU772487794A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Грибок; Степан Саввич Обозовский
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1979-05-05

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ(54) DIGITAL POWER METER

1one

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дл измерени активной и реактивной мощности.The invention relates to a pulse technique and can be used in devices for measuring active and reactive power.

Известен цифровой измеритель мощности , основанный на перемножении мгновенных значений напр жени и тока с последующим измерением выходного напр жени перемножител методом двухтактного интегрировани .A digital power meter is known based on multiplying the instantaneous values of voltage and current, followed by measuring the output voltage of the multiplier using the push-pull integration method.

Недостаток этого измерител заключаетс в низкой надежности работы и недостаточной точности измерений 1.The disadvantage of this meter is the low reliability of operation and insufficient measurement accuracy 1.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс цифровой измеритель мощности, содержащий резистор , первый и второй ключи, первый интегратор , устройство сравнени , блок управлени , селектор, генератор импульсов, счетчик, формирователь опорного напр жени , в котором входы управлени первого и второго ключей соединены с соответствующими выходами блока управлени , вход формировател опорного напр жени подключен к другому выходу блока управлени , а выход св зан с сигнальным входом второго ключа, который по выходу соединен с выходом первого ключа и входом первого интегратора , выход которого через устройство сравнени подключен к первому входу блока управлени и входу селектора, второй вход которого св зан с соответствующим выходом блока управлени , третий вход - с выходом генератора импульсов, а первый выход соединен со входом счетчика 2.The closest technical solution to this invention is a digital power meter comprising a resistor, a first and second keys, a first integrator, a comparator, a control unit, a selector, a pulse generator, a counter, a reference voltage driver, in which the control inputs of the first and second keys connected to the corresponding outputs of the control unit, the input of the reference voltage driver is connected to another output of the control unit, and the output is connected to the signal input of the second key, which is output connected to the output of the first key and the input of the first integrator, the output of which is connected to the first input of the control unit and the selector input through the comparator, the second input of which is connected to the corresponding output of the control unit, the third input to the output of the pulse generator, and the first output is connected to the input counter 2.

Однако этот измеритель обладает невысокой точностью измерени и сравнительно узкими функциональными возможност ми.However, this meter has a low measurement accuracy and relatively narrow functionality.

Цель изобретени - повышение точности измерени при расщирении функциональных возможностей измерител мощности.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy while extending the functionality of a power meter.

Дл этого предлагаемый цифровой измеритель мощности дополнительно содержит преобразователь тока в напр жение, аналоговый квадратор, третий и четвертый ключи , второй интегратор, группу ключей, накапливающий сумматор, причем информационные выходы счетчика подключены ко входам группы ключей, импульсный вход которых св зан со вторым выходом селектора, а выходы соединены с информационными входами накапливающего сумматора, один выход преобразовател тока в напр жение соединен через резистор с общей шиной и соFor this, the proposed digital power meter further comprises a current-to-voltage converter, an analog quad, third and fourth keys, a second integrator, a key group accumulating an adder, the counter information outputs being connected to the key group inputs whose pulse input is connected to the second selector output , and the outputs are connected to the information inputs of the accumulating adder, one output of the current-to-voltage converter is connected via a common bus resistor and

вторым входом блока уплавлени , третий вход которого св зан с другим выходом преобразовател тока в напр жение и с сигнальным входом первого ключа, четвертый вход подключен к выходу формировател опорного напр жени , а сигнальный выход соединен со входом аналогового квадратора, выход которого подключен к п тому входу блока управлени и входу третьего ключа, выход которого св зан со входом второго интегратора, выход которого подключен к сигнальному входу четвертого ключа, который по выходу св зан со входом первого интегратора , причем входы управлени третьего ключа, второго интегратора и четвертого ключа соединены с соответствующими выходами блока управлени .the second input of the melting unit, the third input of which is connected to another output of the current-to-voltage converter and the signal input of the first switch, the fourth input is connected to the output of the reference voltage driver, and the signal output is connected to the input of an analog quadr, the output of which is connected to the terminal the input of the control unit and the input of the third key, the output of which is connected to the input of the second integrator, the output of which is connected to the signal input of the fourth key, which is connected to the input of the first integrator, and the control inputs of the third key, the second integrator, and the fourth key are connected to the corresponding outputs of the control unit.

На чертеже приведена структурна электрическа схема предлагаемого измерител мощности.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed power meter.

Цифровой измеритель мощности содержит резистор 1, первый и второй ключи 2,3, первый интегратор 4, устройство сравнени 5, блок управлени 6, селектор 7, генератор импульсов 8, счетчик 9, формирователь опорного напр жени 10, входы управлени первого и второго ключей 2, 3 соединены с соответствующими выходами блока управлени 6, вход формировател опорного напр жени 10 подключен к другому выходу блока управлени 6, а выход св зан с сигнальным входом второго ключа 3, который по выходу соединен с выходом первого ключа 2 и входом первого интегратора 4, выход которого через устройство сравнени 5 подключен к первому входу блока управлени 6 и входу селектора 7, второй вход которого св зан с соответствующим выходом блока управлени 6, третий вход - с выходом генератора импульсов 8, а первый выход соединен со входом счетчика 9.The digital power meter contains a resistor 1, the first and second keys 2.3, the first integrator 4, the comparison device 5, the control unit 6, the selector 7, the pulse generator 8, the counter 9, the reference voltage driver 10, the control inputs of the first and second keys 2 , 3 are connected to the corresponding outputs of the control unit 6, the input of the voltage driver 10 is connected to another output of the control unit 6, and the output is connected to the signal input of the second switch 3, which is connected to the output of the first switch 2 and the input of the first integrator 4 the output of which is connected through the comparison device 5 to the first input of the control unit 6 and the input of the selector 7, the second input of which is connected to the corresponding output of the control unit 6, the third input is connected to the output of the pulse generator 8, and the first output is connected to the input of the counter 9.

Измеритель дополнительно содержит преобразователь тока в напр жение 11, аналоговый квадратор 12, третий и четвертый ключи 13, 14, второй интегратор 15, группу ключей 16, накапливающий сумматор 17.The meter further comprises a current converter to voltage 11, analog quad 12, third and fourth keys 13, 14, second integrator 15, group of keys 16, accumulating adder 17.

Информационные выходы счетчика 9 подключены ко входам группы ключей 16, импульсный вход которых св зан со вторым выходом селектора 7, а выходы соединены с информационными входами накапливающего сумматора 17, один выход преобразовател тока в напр жение 11 соединен через резистор 1с общей щиной и со вторым входом блока управлени 6, третий вход которого св зан с другим выходом преобразовател тока в напр жение 11 и с сигнальным входом первого ключа 2, четвертый вход подключен к выходу формировател опорного напр жени 10, а сигнальный выход соединен со входом аналогового квадратора 12, выход которого подключен к п тому входу блока управлени 6 и входу третьего ключа 13, выход которого св зан соThe information outputs of the counter 9 are connected to the inputs of a group of keys 16, the pulse input of which is connected to the second output of the selector 7, and the outputs are connected to the information inputs of accumulating adder 17, one output of the current converter to the voltage 11 is connected through a common length resistor 1 and to the second input control unit 6, the third input of which is connected to another output of the current converter in voltage 11 and to the signal input of the first switch 2, the fourth input is connected to the output of the reference voltage driver 10, and the signal output oedinen to the input analog squarer 12, which output is connected to the fifth input of the control unit 6 and the input of the third switch 13, the output of which is coupled with

входом второго интегратора 15, выход которого подключен к сигнальному входу четвертого ключа 14, который по выходу св зан со входом первого интегратора 4. Входы управлени третьего ключа 13, второго интегратора 15 и четвертого ключа 14 соединены с соответствующими выходами блока управлени .the input of the second integrator 15, the output of which is connected to the signal input of the fourth key 14, which is connected to the input of the first integrator 4 on the output. The control inputs of the third key 13, the second integrator 15 and the fourth key 14 are connected to the corresponding outputs of the control unit.

Цифровой измеритель мощности работает следующим образом.Digital power meter works as follows.

В исходном состо нии счетчик 9,накапливающий сумматор 17 наход тс в нулевом состо нии, а ключи 2, 3, 13, 14 закрыты. На вход 18 подаетс переменное напр жение . В случае измерени активной мощности блок управлени 6 открывает ключ 2 на врем , равное полупериоду напр жени , снимаемого с резистора 1, который вл етс нагрузкой. В случае синусоидального напр жени на резисторе 1, это напр жение сдвинуто по отнощению напр жени преоб разовател 11. Одновременно с интегрированием напр жени в интеграторе 4 на выходе формировател опорного напр жени 10 формируетс напр жение, пропорциональное длительности первого такта интегриро5 вани .In the initial state, the counter 9, the accumulating adder 17 is in the zero state, and the keys 2, 3, 13, 14 are closed. A variable voltage is applied to input 18. In the case of active power measurement, the control unit 6 opens the key 2 for a time equal to the half-period of the voltage taken from the resistor 1, which is the load. In the case of a sinusoidal voltage across the resistor 1, this voltage is shifted relative to the voltage of the transformer 11. Simultaneously with the integration of the voltage in the integrator 4, a voltage is formed at the output of the reference voltage generator 10 proportional to the duration of the first integrated circuit.

Во втором такте блок управлени 6 открывает ключ 3 и селектор 7. По сигналу с выхода формировател 10 поступает напр жение , пол рность которого противоположна пол рности выходного напр жени интегратора 4. Интегрирование напр жени длитс до момента равенства нулю выходного напр жени интегратора 4.In the second cycle, the control unit 6 opens the key 3 and the selector 7. The signal from the output of shaper 10 receives a voltage, the polarity of which is opposite to the polarity of the output voltage of the integrator 4. The integration of the voltage lasts until the output voltage of the integrator is equal to zero.

В это врем с выхода генератора импульсов 8 на вход счетчика 9 поступает некоторое количество импульсов.At this time, from the output of the pulse generator 8 to the input of the counter 9 receives a certain number of pulses.

К началу третьего такта преобразовани формирователь опорного напр жени 10 и интегратор 4 привод тс в исходное состо ние блоком управлени 6. Напр жение, снимаемое с резистора 1, подаетс через блокBy the beginning of the third conversion cycle, the voltage driver 10 and the integrator 4 are reset to the initial state by the control unit 6. The voltage taken from the resistor 1 is fed through the unit

управлени 6 на вход аналогового квадратора 12. control 6 to the input of the analog quad 12.

Ключ 13 сигналом с выхода блока управлени открываетс на врем , кратное периоду колебаний напр жени преобразовател The key 13 is opened with a signal from the output of the control unit for a time multiple of the voltage oscillation period of the converter

5 тока в напр жение 11.5 current per voltage 11.

В четвертом такте напр жение через открытый ключ 14 подаетс на вход интегратора 4. Сигналом с выхода блока управлени 6 интегратор 15 приводитс в исходное состо ние и переводитс в режим инверсного интегрировани , а напр жение с выхода формировател 10 через блок управлени 6 подаетс на вход аналогового квадратора 12.In the fourth cycle, the voltage through the public key 14 is fed to the input of the integrator 4. A signal from the output of the control unit 6, the integrator 15 is reset and transferred to inverse integration mode, and the voltage from the output of the driver 10 is fed through the control unit 6 to the analog input quad 12.

В п том такте преобразовани ключи 13,In the first step of the conversion, the keys are 13,

Claims

i 14 is opened, and the voltage integration of the analog quad 12 begins until the voltage of the integrator 4 equals zero. On. The input of the key group 16 from the output of the selector 7 receives the number of pulses proportional to the actual value of the voltage on the resistor 1. Each pulse of this number writes the required number of pulses into the accumulating adder 17 from the counter 9. By the end of the conversion, a number code proportional to the value of the in-phase component of the current of the test load (resistor 1) will be fixed in the counter 9, and a number code proportional to the active power of the circuit under investigation in the accumulating adder 17. In this case, the number of pulses at the input of a group of keys 16 is proportional to the actual value of the voltage at the load under study. The measurement result is not affected by the time constants of the integrators 4 and 15, as well as the transfer coefficient of the analog quad. 12. When measuring the reactive power in the initial state, the control unit 6 zeroes the counter 9 and accumulating adder 17 and also closes the keys 2 , 3, 13, 14. The voltage to the load under study (resistor 1) is fed through control unit 6 to the input of analog quad 12, as a result of which voltage appears at its output, which is integrated by integrator 15, after which its output will be etstvuyuschee voltage. After push-pull conversion of this voltage into a time interval in counter 9, there will be a code for the number of pulses. In the third cycle, the voltage of the resistor 1 through the control unit is fed to the input of the analog quad. 12. The signal from its output is fed to the input of the control unit 6, in which the variable component is extracted. The frequency of oscillations of this voltage is twice as high as the frequency of the studied oscillations. The control unit 6 generates the leading edge of the pulse by opening the voltage across the zero, which opens the key 2. The output voltage of the current to voltage converter 11 is integrated in the integrator 4 until the rear edge of the control pulse is formed and the key closes

2. At this point, a voltage is generated at the output of the reference voltage generator 10, which, when opening the key 3, is integrated in the integrator 4 until the voltage is equal to zero, which is detected by the operation of the comparison device 5. From the output of the selector 7, the number of keys 16 enters pulses proportional to the value of reactive power. Thus, when measuring reactive power in the counter 9, a code of a number proportional to the value of the actual voltage value of the resistor 1 is fixed, the number of pulses fed to the input of the key group 16 is proportional to the quadrature component of the output voltage of the current converter 11, and in the accumulating voltage The adder 17 will fix a code of a number proportional to the value of the reactive power. A digital power meter comprising a resistor, a first and second keys, a first integrator, a comparison device, a control unit, a selector, a pulse generator, a counter, a voltage driver, in which the control inputs of the first and second keys are connected to the corresponding outputs of the control unit, the input of the reference voltage driver is connected to another output of the control unit, and the output is connected to the signal input of the second switch, which is connected to the output of the first switch and the input of the first and an integrator, the output of which is connected to the first input of the control unit and the selector input through a comparator, the second input of which is connected to the corresponding output of the control unit, the third input to the output of the pulse generator, and the first output connected to the counter input, characterized in that the purpose of improving the accuracy of power measurement while expanding the functionality, it additionally contains a current-to-voltage converter, analog quad, third and fourth keys, second integrator, key group, a combining adder, the information outputs of the counter are connected to the inputs of a group of keys whose pulse input is connected to the second output of the selector, and the outputs are connected to the information inputs of the accumulating adder, one output of the current to voltage converter is connected to a second input of the unit control, the third input of which is connected to another output of the current-to-voltage converter and the signal input of the first switch, the fourth input is connected to the output of the reference voltage driver, and the signal The output is connected to the input of an analog quadr, the output of which is connected to the fifth input of the control unit and the input of the third key, the output of which is connected to the input of the second integrator, the output of which is connected to the signal input of the fourth key, which is connected to the output of the first integrator, moreover, the control inputs of the third key, the second integrato -. .. .v; v ii.- .js.ft-T- J

. vP6biMru 7Л ...},.) 8

; j,. ; aitig V 1

pa and the fourth key of the connection of the en-Sh 9 C -i - - f pcKoe USSR certificate by the corresponding outputs of the control unit. No. 228332, cl. G 01 R 21/00, 1967.

Sources of information taken in question 2. “Mechanization and automation of control in expert evaluation, Kiev, 1973, No. 3, p. §2.