[实用新型]工频参数测量仪

说明书

本实用新型属于电力用测量仪器技术领域。

现有的电力用数字式功率表，具有精度高（优于0.05级）、体积小、携带方便的优点，可以用于实验室作为标准表进行校准，也可以用于现场实际测量，美中不足的是只能测量平均功率，不能满足测量电压、电流的实际需要。而具有测量多种参数的多功能功率表，电路複杂、成本高、体积大，又不便于携带。

本实用新型的目的在于提供一种电力用工频参数测量仪，可以测量功率、电压、电流，并具有精度高、成本低、体积小、携带方便的优点。

本实用新型的基本构思是：在现有的数字式功率表的基础上，增加了电流／电压变换器，电压／电流变换器、直流差分放大器、电压比较器输入选择开关，调制器输入选择开关，三角波发生器输入选择开关，适当改变原电路的连接关係，实现了一表多用。

下面结合附图和实施例加以具体说明。

图1为现有的数字式功率表电路原理方框图。

图2为本实用新型提供的工频参数测量仪的电路原理方框图。

图3为工频参数测量仪的电流／电压变换器电路原理图。

图4为工频参数测量仪的电压／电流变换器电路原理图。

图5为工频参数测量仪的直流差分放大器电路原理图。

在图1中，1为电压输入端、2为电流输入端、3为电压互感器、4为电流互感器、5为电压比较器、6为调制器、7为三角波发生器、8为滤波及阻抗变换器、9为标准参考电压发生器、10为模拟／数字（A／D）变换器、11为数字显示器。在测量功率时，将电压U和电流I分别从电压输入端1和电流输入端2输入，经互感器3和4变为与U和I成正比的小信号U1和I1，分别输入电压比较器5和调制器6。U1和三角波发生器7产生的三角波U3在电压比较器5中进行比较，输出脉衝电压U2，U2的频率与U3相同，U2的占空比与U1的幅度成正比、与U3的幅度成反比，而U3的幅度与标准参考电压发生器9产生的直流参考电压U4的值成正比，因而U2的占空比与U4的幅度成反比。由于U4是恒定的，因而U2的占空比是由U1的幅度确定的。调制器6相当于一个电流开关，开关时间由U2控制，其输出的电流脉冲I2的宽度由U2脉冲的占空比调制，幅度由I1决定。

我们以小写字母i、u代表相对应的电流I、电压U的瞬时值，则i2代表了i·u，即所测电路的瞬时功率。I2经滤波及阻抗变换器8变为直流电流I3，相当于把I2对时间T进行了平均，因而I3代表了所测电路的平均功率，I3经变换器8的输出取样电阻变为直流电压U5，U5也代表了所测电路的平均功率，经A／D变换器10变为数字信号，送到数字显示器11显示。

以上结论可用数学式表达如下：所测电路的平均功率RαU5，即U5＝K· 1/(T) S^T_Oi·u·dt（1），（K为比例係数），而Kα 1/(U4) 、uαu1、iα i1，U4为一个常数，所以（1）式可变换为U5＝K1· 1/(U4) · 1/(T) S^T_Ou1·i1dt（2）（K1为比例係数）。

在图2中，1－11与图1相同，增加了输入与电流互感器4输出连接的电流／电压变数器12，输入与电压互感器3输出连接的电压／电流变换器13，输入与滤波及阻抗变换器8输出连接的直流差分放大器14。电压比较器5的一个输入端连接电压比较器5的输入选择开关K1的常接点K1－1，电压互感器3的输出连接K1的选择接点K1－2，变换器12的输出连接K1的选择接点K1－3。调制器6的一个输入端连接调制器6的输入选择开关K2的常接点K2－1，变换器13的输出连接K2的选择接点K2－2，电流互感器4的输出连接K2的选择接点K2－3。三角波发生器7的输入端连接三角波发生器7的输入选择开关K3的常接点K3－1，标准参考电压发器9的输出连接K3的选择接点K3－2，直流差分放大器14的输出连接K3的选择接点K3－3。

在测量功率时，将K1－1与K1－2接通，K2－1与K2－3接通，K3－1与K3－2接通，这与数字式功率表电原理（图1）完全相同。