[其他]數字式功率因數表

無效

• 申請號: 86202216
• 申請日: 1986-04-17
• 公開（公告）號: CN86202216U
• 公開（公告）日: 1987-09-16
• 發明（設計）人: 齊長遠
• 申請（專利權）人: 陜西省長安縣前進電器廠
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 韋民惠

本實用新型屬于一種電工測試儀表，特別是用于電網功率因數值測試的儀表。

電網功率因數的測試，目前一般采用的技術為電動系指針式儀表。隨著現代技術的發展，該已知技術存在以下不足：1、由于沒有數字輸出信號，無法與數字控制系統接口，限制了在現代控制技術中的應用。2、由于為指針式結構，測試精度低，一般為2.5級，高精度只能達到1級，即最大相對誤差為1％。3、由于為電動式儀表結構，所以測試量限窄，一般為0.5－1－0.5。

本實用新型的目的，在于提供一種具有數字輸出接口，能夠顯示即時值、平均值的數字式功率因數表。

本實用新型是這樣實現的：使用大規模集成電路件組成一個運算處理環節，對從電路經變換而來的電流、電壓方波信號進行功率因數角檢測。根據模式選擇環節予定的工作模式進行數字處理，得到電路功率因數值送往顯示器數字顯示。同時，該功率因數值也送往備用輸出接口，以備需要時直接與數字控制系統連接。

圖1表示本實用新型的電路原理框圖。其中包括信號變換環節〔1〕，模式選擇環節〔2〕，運算處理環節〔3〕，鎖存譯碼驅動環節〔4〕，數字顯示器〔5〕，數字輸出接口〔6〕。從被測電路來的電壓電流實時信號Usr、Isr輸入信號變換環節〔1〕，信號變換環節〔1〕將之變換為兩路方波信號，過電壓保護和欠電流指示的電平信號，這四路信號一同送給運算處理環節〔3〕，運算處理環節〔3〕檢測電壓、電流方波信號的前沿或后沿差，即得到電壓、電流信號之間的相位差φ，模式選擇環節〔2〕予定的測試內容、相位差單位、測試相數、顯示時間和功率因數的即時值／平均值選擇，也同時送到運算處理環節〔3〕，運算處理環節〔3〕根據以上的工作模式，完成予定的運算處理后，向鎖存譯碼驅動環節〔4〕和數字輸出接口〔6〕輸出功率因數值的數字編碼信號，鎖存譯碼驅動環節〔4〕向數字顯示器〔5〕送出數字顯示信號，數字顯示器〔5〕顯示功率因數值。

其中運算處理環節〔3〕可用各種數字邏輯器件組成。例如微處理器EPROM、單片微型計算機。運算處理環節包括以下數字處理功能：

（1）根據模式選擇環節輸入的編碼，自動選擇工作模式，對輸出與顯示值進行相應的轉換。

（2）相位差的分時采樣、校零、單位換算、功率因數值的計算。

（3）迭加平均與二次加權平均處理。

模式選擇環節由八位按鍵開關組成。包含以下工作模式：

（1）測試內容選擇：功率因數／功率因數角測量。

（2）功率因數角單位選擇：百分度／度／弧度。

（3）輸出、顯示值選擇：即時值／平均值。

（4）相數選擇：三相／單相。

（5）顯示時間選擇：四檔。

通常，本實用新型用作三相功率因數表。從被測電路來的兩路交流信號Usr、Isr分別由Ac相電壓信號和B相電流信號組成，顯示值即為三相電網功率因數值。

本實用新型也可用作單相功率因數表。這時，從被測電路來的兩路交流信號Usr、Isr則由被測相的電壓信號和電流信號組成。顯示值即為該相功率因數值。

使用本實用新型，與已往技術相比，有以下優點：

（1）測試精度提高，功率因數測試精度通常為0.1％。

（2）測試量限變寬：功率因數值為0.001－1－0.001。

（3）應用范圍廣泛：由于精度提高，能用在實驗室作標準表，由于成本不高，可用于變配電室作開關板用表；又由于具有數字輸出接口，可方便的用在各種數字控制系統中。

（4）本實用新型具有多種用途：只要接入被測信號，通過模式選擇按鈕予定工作模式，就可測量兩路相同頻率周期信號之間的相位差，例如功率因數角，也可測另兩路單脈沖信號的時間間隔，或者測量一路單脈沖信號的寬度。

附圖說明：

圖2表示本實用新型一個實施例的電路原理框圖。其中信號變換環節〔1〕由單片四電壓比較器139為核心器件組成，模式選擇環節〔2〕由8位按鍵開關組成，運算處理環節〔3〕由單片微型計算機MCS－48組成，鎖存譯碼驅動環節〔4〕由四只鎖存譯碼驅動器4511組成，數字顯示器〔5〕由四只LED數碼管組成，輸入的兩路交流信號Usr、Isr送入單片四電壓比較器139，經139變換后送出的兩路方波信號與兩路電平信號同時送入單片微型計算機MCS－48，MCS－48經運算處理后的功率因數值編碼信號，同時送到數字輸出接口和四只鎖存譯碼驅動器4511，4511譯碼后的七段顯示信號送到四只數碼管作數字顯示。