本发明专利技术无功测量用９０°移相器是一种装在有功功率和有功电能表内，使该表增加无功测量功能的电路。它利用积分器、微分器、反相器和加法器来组成一个幅度互补的９０°移相电路，从而可使一个工频正弦电压移相９０°，且幅值在一定测量频率的范围内保持不变，对提高无功测量精度和节能有重要意义。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功率测量仪表上用的90°移相电路，具体说是一种装在有功功率和有功电能表内，使该表增加无功测量功能的电路。公知的90°移相电路由积分器或微分器来实现，但无论是积分器还是微分器，其输出幅度与输入频率或成反比，或成正比。即输出信号的幅度受输入信号频率的影响很大。本专利技术的任务是提出一个能移相90°，且在49-51HZ频率范围内输出信号幅度与输入信号频率基本无关、在45-55HZ频率范围，幅值最大变化小于等于+0.5%的90°移相电路。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到，将积分器的输入和微分器的输入相连接，作为90°移相电路的输入，积分器的输出与反相器的输入相连接，微分器的输出和反相器的输出连接到加法器的输入端，加法器的输出作为90°移相电路的输出。当输入信号频率变化时，经积分器、反相器到加法器的信号幅度与频率成反比例变化，而位微分器到加法器的信号幅度与频率成正比例变化，故加法器的输出幅度因加法器对两路信号的综合互补而基本不变，从而实现了输出幅度与频率无关。本专利技术与现有技术相比，一个显著的优点是可将一个工频信号移相90°而幅值在一定的频率范围内保持不变，从而对提高无功测量精度和节能有重要意义。附图说明图1是本专利技术的电路原理图;图2是本专利技术的幅频特性图。本专利技术下面将结合附图1作进一步详述图1中电阻R1、电容C1和运放A1组成积分器1，电阻R2、R3运放A2组成反相器2，电阻R9、电容C2和运放A3组成微分器3，电阻R4、R5、R10和运放A4组成加法器4，输入信号进入90°移相电路后，一路到积分器1的输入端;另一路到微分器3的输入端。积分器1的输出相位超前输入90°;微分器3的输出相位滞后输入90°。积分器1的输出接至反相器2的输入端，反相器2的输出相位就滞后积分器1输入90°。然后，反相器2的输出和微分器3的输出接至加法器4的输入端在加法器4进行综合相加，加法器4的输出相位超前输入90°，但幅值在一定范围内基本不变。此外，在积分器1的输出与输入之间还连接一个由电阻R6、R7、R8相串联，且在R6、R7间与地之间并接电容C3，在R7、R8间与地之间并接电容C4组成的反馈网络，主要是为稳定工作点和滤除输出端的交流成分。图1电路图中的输出和输入的关系可用下式表示U0＝- 1/2 (U2+U3)＝ 1/2 (ωRC+ 1/(ωRc) )Sin(ωt+90°)本专利技术的最佳实施方案是A1-A4采用OP07运放，R1、R2、R3、R4、R8、R10采用10KΩ，精度为±0.05%的精密电阻，R5采用5KΩ，精度为±0.05%精密电阻，R6、R7、R8采用100KΩ的金属膜电阻，C1、C2采用0.3183u的漆膜电容，C3、C4采用4u的磁电容。上述参数中C1、C2是以50HZ为中心频率确定的，如中心频率选取其他频率值，则可按2πfRc＝的关系式重新选取值，即图1中的C1、C2值。A1-A4运放的电源为±15V，也可用±10V的，这时输出幅度也会相应减少。A1-A4还可选用LM301、uA741等运放，但在其1脚和8脚间应各加一只33P的瓷片电容，以避免高频寄生振荡。对图1电路的调整可采用电子式交流稳压电源，也可采用好的音频讯号源，将输入电源的频率调在某中心频率上输入幅度为1V，用高精度的数字万用表(如1061A)的交流档进行测量，在C1、C2上调换或加并小电容，使A1或A3的输出对地也为1V，再测输入与A1或A36脚间的电压应为1.4142V，则表明A1、A3都移相90°Ui与Uo之间的关系也可用此法验证。将图1电路中的反相器2改接在微分器3之后，则可得到-90°的输出。图2是该90°移相器的幅频特性图，从图中可清楚地看出，当输入信号频率在49-51HZ范围内时，输出信号与输入信号的幅值比近似为1，即输出信号幅度与输入信号频率基本无关，同样当输入信号频率在45-55HZ范围内时，输出信号与输入信号的幅值比小于等于1.005，即输出信号幅值最大变化小于等于+0.5%。权利要求1.无功测量用90°移相电路，包括由电阻R1、电容C1和运放A1组成的积分器1，电阻R2、R3和运放A2组成的反相器2；电容C2、电阻R3和运放A3组成的微分器3；电阻R4、R5、R10和运放A4组成的加法器4，其特征在于积分器1的输入和微分器3的输入相连，作为90°移相电路的输入，积分器1的输出与反相器2的相连，微分器3的输出和反相器2的输出接至加法器4的输入，加法器4的输出即为90°移相电路的输出。2.根据权利要求1中的无功测量用90°移相电路，其特征是积分器1的输出与输入之间还连接一个由电阻R6、R7、R8相串联，且在R6、R7间与地之间并接电容C3，在R7、R8间与地之间并接电容C4组成的反馈网络。全文摘要本专利技术无功测量用90°移相器是一种装在有功功率和有功电能表内，使该表增加无功测量功能的电路。它利用积分器、微分器、反相器和加法器来组成一个幅度互补的90°移相电路，从而可使一个工频正弦电压移相90°，且幅值在一定测量频率的范围内保持不变，对提高无功测量精度和节能有重要意义。文档编号G01R15/00GK1065959SQ9210692公开日1992年11月4日 申请日期1992年5月15日 优先权日1992年5月15日专利技术者郭永坤 申请人:江西省电力试验研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
无功测量用９０°移相电路，包括：由电阻Ｒ↓［１］、电容Ｃ↓［１］和运放Ａ↓［１］组成的积分器１，电阻Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］和运放Ａ↓［２］组成的反相器２；电容Ｃ↓［２］、电阻Ｒ↓［３］和运放Ａ↓［３］组成的微分器３；电阻Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］、Ｒ↓［１０］和运放Ａ↓［４］组成的加法器４，其特征在于积分器１的输入和微分器３的输入相连，作为９０°移相电路的输入，积分器１的输出与反相器２的相连，微分器３的输出和反相器２的输出接至加法器４的输入，加法器４的输出即为９０°移相电路的输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭永坤，
申请(专利权)人：江西省电力试验研究所，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]
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