Лічильник електричної енергї

Лічильник електричної енергії, що містить датчик напруги та датчик струму, які приєднані виходами відповідно до першого та другого входів помножувача, інтегратор, підключений виходом до першого входу компаратора, комутатор та відліковий пристрій, який відрізняється тим, що до нього введені елемент НІ та вузол негативного зворотного зв'язку, а комутатор розміщено у помножувачі, який містить також формувач широтно імпульсної модуляції, підключений виходом до першого керуючого входу комутатора, а входом до першого входу помножувача, другий вхід якого приєднано до першого, четвертого, шостого і сьомого інформаційних входів комутатора, другий, третій, п'ятий, восьмий входи якого через третій вхід помножувача підключено до другого виходу датчика струму, перший, другий, третій і четвертий виходи комутатора з'єднано з виходом помножувача, який підключено до входу інтегратора, а п'ятий, шостий, сьомий, восьмий виходи комутатора приєднано до загальної шини, причому вихід компаратора через елемент НІ підключено до четвертого входу помножувача, що з'єднаний з другим керуючим входом комутатора, і до входів відлікового пристрою і вузла негативного зворотного зв'язку, вихід якого підключено до другого входу компаратора. ео Корисна модель, що пропонується, належить до електровимірювальної техніки і може бути використана в енергетиці при вимірюванні електричної енергії. Відомий пристрій за а. с. СРСР № 866491, М.кл. G01R210. Цей пристрій, як і той, що заявляється, містить датчик струму, датчик напруги, інтегратор, компаратор, вузол зворотного зв'язку, відліковий пристрій. Недоліком цього пристрою є недостатня чутливість. Найближчим за сукупністю ознак до технічного рішення, що пропонується, є електронний лічильник електричної енергії за а. с. СРСР № 653573, М. кл. G 01 R 216, опубл. 25.03.79. Цей лічильник, як і той, що пропонується, містить датчик струму, датчик напруги, перемножувач, інтегратор, комутатор, компаратор, відліковий пристрій. Крім того, відомий пристрій має другий компаратор, другий комутатор, елемент АБО, тригер. Відомий пристрій має наступні недоліки: - недостатню точність вимірювання за рахунок наявності напруги зміщення на виходах перемножувача або дрейфу цієї напруги в часі, що спричиняє підвищення або зменшення часу інтегрування інтегратора і, як наслідок, зміну вихідної частоти, яка пропорційна енергії, що контролюється. Це спричиняє похибку вимірювання. Крім того наявність двох компараторів, які мають напруги зміщення, спричиняє зміну порога спрацювання компараторів і, як наслідок, також збільшує похибку вимірювання; - складку конструкцію за рахунок того, що даний пристрій має більшу кількість функціональних вузлів, таких як д р у г и й компаратор, другий комутатор, тригер, елемент АБО та т. і. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий лічильник електричної енергії, у якому уведення вузла позитивного зворотного зв'язку та елемента НІ з відповідними зв'язками, виконання помножувача таким, що містить комутатор та формувач широтно-імпульсної модуляції (ШИМ) з відповідними зв'язками, дозволило б компенсувати напругу зміщення як помножувача так і інтегратора та компаратора і тим самим підвищити точність вимірювання, і, крім того, вилучити ряд вузлів та блоків, тобто спростити лічильник. Поставлена задача вирішується тим, що в лічильник електричної енергії, який містить датчик 00 ( ^ CM т™ і— р ZZ ST w 11228 вхід помножувача 3 з другим, третім, п'ятим і восьмим інформаційними входами комутатора 10 Перший, другий, третій і четвертий виходи комутатора 10 через вихід помножувача 3 і далі через послідовно з'єднані інтегратор 4, компаратор 5 та елемент НІ 6 підключено до ВІДЛІКОВОГО пристрою 8, через четвертий вхід помножувача 3 - до другого керуючого входу комутатора 10, а через вузол 7 негативного зворотного зв'язку - до другого входу компаратора 5 П'ятий, шостий, сьомий та восьмий виходи комутатора 10 підключені до загальної шини Комутатор 10 може бути виконаним, наприклад, на мікросхемі 561КП1 Лічильник електричної енергії працює таким чином Напруга з датчика 1 напруги та датчика 2 струму надходить ВІДПОВІДНО на перший і другий входи помножувача 3 Напруга з датчика 1 перетворюється у широтно-імпульсну напругу формувачем 9 ШИМ, яка надходить на перший керуючий вхід комутатора 10 На інформаційні входи комутатора 10 надходить напруга з датчика 2 струму При наявності на виході формувача 9 ШИМ стану «0» перший та п'ятий ключі комутатора 10 замкнені і частина синусоїдальної напруги з датчика 2 струму надходить на вхід інтегратора 4 При наявності на виході формувача 9 ШИМ стану «І» ключі перший і п'ятий розмикаються, а замикаються ключі третій і сьомий, при цьому напруга з датчика 2 струму надходить на вхід інтегратора 4 у інвертованому вигляді Інтегратор 4 інтегрує напругу, що надходить, до порога спрацювання компаратора 5 Цей поріг установлюється напругою з виходу елемента НІ 6 через вузол 7 зворотного негативного зв язку При спрацюванні компаратора 5 його вихід набуває іншого стану і через елемент НІ 6 та вузол 7 зворотного негативного зв'язку установлюється поріг спрацьовування компаратора 6 протилежної полярності Сигнал з елемента НІ 6 надходить і на другий керуючий вхід комутатора 10 При цьому починають спрацьовувати ключі другий і шостий, четвертий і восьмий Інтегратор 4 інтегрує у зворотному напрямку На виході елемента НІ 6 формуються імпульси, частота яких пропорційна добутку сигналів з датчика 2 струму та датчика 1 напруги Ці імпульси надходять на ВІДЛІКОВИЙ пристрій 8, де здійснюється підрахунок електричної потужності Зміна напруги з датчика 2 струму на вході інтегратора 4 за рахунок комутації ключів комутатора 10 і зміни полярності вхідної напруги дозволила компенсувати напругу зміщення і його дрейф як у помножувача 3 так й в інтеграторі 4 А зміна порога спрацьовування компаратора 5 через вузол 7 зворотного зв'язку дозволила установити поріг спрацювання різної полярності, що дало можливість компенсувати напругу зміщення компаратора 5, і, таким чином, підвищити точність напруги та датчик струму, що приєднані виходами ВІДПОВІДНО до першого та другого входів помножувача, інтегратор, підключений виходом до першого входу компаратора, комутатор та ВІДЛІКОВИЙ пристрій, уведені наступні ІСТОТНІ ознаки, які відрізняються від прототипу У лічильник уведені елемент НІ та вузол негативного зворотного зв'язку Комутатор розміщено у помножувачі, який містить також формувач ШИМ, підключений виходом до першого керуючого входу комутатора, а входом - до першого входу помножувача Його другій вхід приєднано до першого, четвертого, шостого, сьомого інформаційних входів комутатора Другий, третій, п'ятий, восьмий інформаційні входи комутатора через тертій вхід помножувача підключено до другого виходу датчика струму Перший, другий, третій і четвертий виходи комутатора з'єднані з виходом помножувача, який підключено до входу інтегратора П'ятий, шостий, сьомий і восьмий виходи комутатора приєднано до загальної шини Вихід компаратора через елемент НІ підключено до четвертого входу помножувача, що з'єднаний з другим керуючим входом комутатора, і до входів ВІДЛІКОВОГО пристрою і вузла негативного зворотного зв'язку, вихід якого підключено до другого входу компаратора Вище наведені ІСТОТНІ ознаки корисної моделі, достатні у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту Управління комутатором, з виходу якого сигнал множення подається на інтегратор, здійснюється як формувачем ШИМ так і частотою, що надходить на ВІДЛІКОВИЙ пристрій і є пропорційною вимірюваній енергії споживання Завдяки цьому на вхід інтегратора надходить різнополярний сигнал перемноження сигналів з датчика струму та з датчика напруги і тим самим відбувається компенсація напруги зміщення як помножувача так і інтегратора За рахунок цього підвищується точність вимірювання Крім того використання одного компаратора, поріг спрацювання якого змінюється ВІДПОВІДНО З частотою, що надходить на ВІДЛІКОВИЙ пристрій, дозволяє компенсувати напругу зміщення компаратора і додатково підвищити точність пристрою, а також спростити лічильник На фіг наведена блоксхема лічильника електричної енергії Лічильник містить датчик 1 напруги, датчик 2 струму, помножувач 3, інтегратор 4, компаратор 5, елемент НІ 6, вузол 7 негативного зворотного зв'язку, ВІДЛІКОВИЙ пристрій 8 Помножувач 3 складається з формувача 9 ШИМ та комутатора 10 Вихід датчика 1 напруги через перший вхід помножувача 3 приєднано через формувач 9 ШИМ до першого керуючого входу комутатора 10 Перший вихід датчика 2 струму з'єднано через другий вхід помножувача З з першим, четвертим, шостим і сьомим інформаційними входами комутатора 10 Другий вихід датчика 2 струму підключено через третій 11228 4 —> j" Фіг* Комп'ютерна верстка М Клюкін Підписне 6 -з» т шишшми а Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601