SU1004892A1 - Мост дл измерени омических сопротивлений электрических цепей,наход щихс под напр жением - Google Patents

Description

(54)

МОСТ да  изшРЕНи  ОМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ под НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и мо;кет быть « использовано дл  из 4гpeни  сопротивлений , различных электрических цепей, наход щихс  под напр)1жением переменного тока, например, статорных обмоток электродвигателей под нагрузкой.

Известны устройства дл  измерени  сопротивлени  электрических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока, выполненные по схема моста посто нного тока. Дл  защиты измерительной цепи от прохождени  переменного рабочего тока, мост снабжен компенсирующим трансформатором с даум  вторичными обмотк 1ми, фазовращателем и делителем, выполненным в виде трансформатора напр жени , причем первична  обмотка компенсирующего трансформатора включена параллельно источнику, питающему измер емое сопротивление , перва  вторична  обмотка компенсирующего трансформатора и вторична  обмотка делител  напр жени  включены последовательно с измер емым сопротивлением, а первична  обмотка делител  напр жени  подключена через фазовращатель к второй вторичной обмотке компенсирукицего трансфс матора ti3«

Такой мост обеспечивает измерение омических сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока, но при атом наблюдаетс  ограниченный диапазон частоты переменного напр жени , подаваемого на измер емое сопротивление, ограниченна  точность измерени  и быстродействи . Диапазон частоты переменного

10 напр жени , подаваемого на измер емое сопротивление, точность измерени  и быстродействие в этом случае взаимосв заны .I

Наиболее близким к предложенному

15  вл етс  мост дл  измерени  омических сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока, содержащий частотньй дискри минатор и два набора разделительных

20 конденсаторов с переключател ми, при этом первична  обмотка компенсирующего трансформатора через фазовращатель и первый набор разделительньк конденсаторов с переключател ми вклю

Claims (2)

1. 25 чена параллельно источнику питани  переменным напр жением, параллельно которому включен и частотный дискриминатор , причем вторичнош обмотка компенсирующего трансформатора соеди30 нена с первичной обмоткой индуктивного делител  напр жени , а объект измерени  через второй набор разделительных конденсаторов с переключател ми соединен со вторым выводом источника питани  переменным напр жени ем. Такой мост обеспечивает расшире|Ние частотного диапазона при измерении омических сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока 2). Недостатками данного моста  вл ют с  ограниченна  точность измерени  и быстродействие, а также сложность схемной реализации. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  моста дл  измерени  омических сопротивлений элек трических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока. Поставленна  цель достигаетс  тем что в мост дл  измерени  омических схзпротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением переменного тока, содержащий мостовую измерительную цепь, два плеча которой об разованы резисторами, третье - дросселем , а четвертое - последовательно соединенными зажимами дл  подключени объекта измерени , последовательно соединенные дополнительный дроссель и источник питани  посто нным напр жением , включенные в диагональ питани  моста, конденсатор, включенный в измерительную диагональ моста, источ ник питани  переменным напр жением, .соединенный одним выводом с оДним из зажимов дл  подключени  объекта изме рени  , а другим выводом соединенный через разделительный конденсатор с другим зажимом объекта измерени , до полнительно введены аналого-цифровой преобразователь, усреднитель, блок цифровой индикации, умножитель часто ты, формирователь меандра, блок запуска , счетчик команд и дешифратор, счетчик объема выборки, при этом вход аналого-цифрового преобразовател  подключен к измерительной диагонали моста, а В111ход - к входу усреднител  выход последнего подключен к блоку цифровой индикации и к шинам цифрово го выхода, вход умножител  частоты подключен к зажимам источника питани  переменным рабочим током, а выход - к входу формировател  меандра, вход счетчика команд через блок запуска подключен к выходу формировател  меандра, а параллельный выход через дешифратор команд подключен к управл ющим входам аналого-цифрового преобразовател  и усреднител , после довательный выход счетчика команд подключен к счетчику объема выборки, выход последнего подключен параллельно к управл ющим входам блока индикации и блбка запуска, второй вход пос леднезго соединен с шиной запуска. Усреднитель включает в себ  сумматор , накопитель и рабочий регистр, причем одни ВХОД1Л сумматора совмещены с параллельными входатии усреднител , а другие соединены с выходами рабочего регистра, а параллельные выходы соединены с aнaлoгичны м входам накопител , параллельные выходы последнего подключены к шинам цифрового выхода и соответствующим входам блока цифровой индикации и рабочего регистра , управл ющие входь накопител  и рабочего регистра совмеиены с управл ющими входами усреднител . На чертеже представлена схема моста дл  измерени  омических сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под Напр жением переменного тока. Мост содержит источник 1 напр жени  переменного рабочего тока, разделительный конденсатор 2 и измерительную цепь 3, состо щую изизмер емого объекта 4, резистора 5 плеча выбора пределов измерени , резистора 6 плеча уравновешивани , образцовое плечо-сопротивление обмотки дроссел  7, дроссель 8, источник 9 посто нного Напр жени  и конденсатор 10. К измерительной диагонали моста подключен аналого-цифровой преобразователь 11. Аналого-цифровой преобразователь соединен также с дешифратором 12 команд. Выход аналого-цифрового преоб 3азовател  соединен с первыми входами сумматора 13, вход щего в состав усреднител  14. Вторые входы сумматора 13 параллельно соединены с выходом рабочего регистра 15. Выход сумматора 13 соединен с входом регистра-накопител  16,-а выход регистра-накопител  соединен со входом рабочего регистра 15. Блок управлени  состоит из счетчика 17 команд, умно-жител  18 частоты, формировател  19 меандра, блока 20 запуска, счетчика 21 объема выборки. Вход умножител  18 частоты соединен с источником 1 напр жени  переменного рабочего тока. Выход умножител  18 частоты соединен с входом формировател  19 меандра, выход которого соединен с блоком 20 запуска, а выход счетчика 21 объема выборки соединен с входом блока 20 запуска и блоком 22 индикации. Сигнал измерительной диагонали моста подаетс  на вход аналого-цифрового преобразовател  11 (АПП), который может быть выполнен различным способом. Например, по способу поразр дного взвешивани , Преобразование входного аналогового сигнала (напр жени ) в цифровой код Xj , например двоичный,осуществл етс  по управл ющему сигналу, который Формируетс  на выходе де1лифратора 12 команд. Поспе преобразовани  полученный на вчходе лип 11 код Х параллельно в виде потенциалов поступает на первые входы сумматора 13, усреднител  14. Сумматор 13 выполнен по комбинационной схеме. На BTOpvje входы сумматора 13 параллельно подаетс  код с выхода ра .бочего регистра 15. Первоначально на его выходе сигнал соответствует нулевому значению кода. Поэтому после переходного процесса, который имеет место в сумматоре 13 во врем  суммировани , по второму сигналу управлени , поступающему с выхода дешифратора 12 команд, в регистр-накопитель 16 записываетс  код, равный выходному коду АЦП 11. По следующему управл ющему сигналу дешифратора 12 команд код с регистра-накопител  16 параллельно переписываетс  в рабочий регистр 15, На 3TQM первый цикл работы (усреднител  14) заканчиваетс . Команды на выходе дешифратора 12 команд формируютс  в результате дешифрации кода счетчика 17 команд. Счетчик 17 команд совместно с умножителем 18 частоты, формирователем 19 меандра, блоком 20 и счетчиком 21 объема выборки образует блок управлени , работа которого осуществл етс  следующим образом. Вход умножител  18 частоты соединен с источником переменного сигнала поэтому в умножителе 18 частоты осуществл етс  операци  перемножени  частоты входного сигнала на посто нное число KO . Посто нное число KQ выбираетс  таким, чтобы подавление помехй на выходе измерительной цепи 3 усреднителем 14, выполненным в виде цифровой cxeMJ, соответствовало бы Зсщанной величине погрешности измерени  посто нной составл ющей напр жени . Это напр жение снимаетс  вместе с переменной составл ющей с выхода, диагонали моста. С выхода умножител  18 частоты-синусоидальный сигнал с частотой, в К раз превышающей частоту входного сигнала, подаетс  на вход формировател  19 меандра . Формирователь 19 меандра усиливает и ограничивает синусоидальный сигнал, поэтому на его выходе формируетс  меандр, который через блок 20 запуска поступает на вход счетчика 17 команд. Блок 20 запуска выполнен обычным способом и включает в себ  триггер запуска с логическим элементом И. Первоначально блок 20 запуска запускаетс  (т.е. открываетс ) по ши не запуска. Поэтому, пока блок 20 от крыт, на вход счетчика 17 команд непрерывно поступают cигнaJEл. Каждый выходной сигнал счетчика 17 команд соответствует одному циклу усреднени , поэтому счетчик 21 объема выбор ки подсчитывает число оЛг циклов усреднени  ВХОДНОГО) сигнала. Усреднени выполн етс  в соответствии с формулой -ToCIX; . Число ЦИКЛОВ усреднени  N 14 li-, 1 выстираетс  кратным 2. Это позвол ет осуществл ть деление на N каждого слагаемого путем его сдвига на N разр дов в сторону младших разр дов. Данный сдвиг осуществл етс  соответствующим подключением выходных шин АЦП 11 и рабочего регистра 15 к первым и вторым входам сумматора 13. После каждого цикла усреднени , которые выполн ютс  аналогично описанному выше циклу, на счетчик 21 объема выборки поступает сигнал цикла , с выхода которого формируетс  управл ющий сигнал конца усреднени  после прохождени  N циклов усреднени  Сигнал конца усреднени  запирает блок 20 запуска, записывает результат усреднени  в блок индикации 22 и подает этот же сигнал в случае необходимости на Любое другое исполнительное yCTp.OЙCTBO к КОТОРОМУ ПОДключены выходные шины. Включение умножител  18 частоты в блок управлени  обеспечивает независимость работы схемы с выбранным числом циклов усреднени  .N от частоты переменной составл ющей сигнала в широком диапазоне частот. Точность моста дл  измерени  омических сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением, переменного тока, повышаетс  за счет того, что введение цифрового усреднени  позвол ет исключить из плеча измерени  реактивные сопротивлени , вторичные обмотки компенсирующего трансформатора и вторичные обмотки делител  напр жени . Таким образом, в плечо измерени  моста включаетс  только измер емое сопротивление, что исключает погрешность измерени , вызванную нестабильностью омических сопротивлений вторичных обмоток- компенсирующего трансформатора и делител  напр жени  (возрастающую по мере уменьшени  величины измер емого сопротивлени ) по отношению к сопротивлению вторичных обмоток компенсирующего трансформатора и делител  на пр жени . При этом цифровой усреднитель позвол ет уменьшить погрешность измерени , котора  возникает из-за остаточной .переменной составл ющей на выходе измерительной мостовой цепи, а также из-за наводок на элементы измерительной, цепи моста. Остаточна  переменна  составл юща  имеетс  на выходе моста из-за невозможности -идеального подавлени  пepe 1eннoй составл ющей с помощью пассивных фильтров (UC, RC, компенсирующие трансформаторы и т.д.). В предлагаемом устройстве цифровое подавление переменной соетавл ющей осуществл етс  с существен но большей эффективностью. Быстродействие моста повышаетс  благодар  исключению из измерительно мостовой цепи реактивных сопротивлений вторичной обмотки компенсирующего трансформатора и делител  напр же ни , а также уменьшени  реактивных сопротивлений дроссел , включаемого в образцовое плечо мостовой измерительной цепи и конденсатора, включае мого в измерительную диагональ. Быст родействие при этом поВЕлшаетс  более чем на пор док. Автоматизаци  измерени  обеспечиваетс  исключением внесени  поправок в результат измерени , необходимость которых в прототипе была вызвана наличием конечных (достаточно больших по сравнению с предлагаемым измер емым сопротивлением) активных сопро ивлений вторичных обмоток компенсирующего трансформатора и делител  на пр жени , а также тем, что в предлагаемом мосте результаты измерени  выдаютс  в виде цифрового кода, когорый может быть непосредственно подан на исполнительное устройство, имеющее в своем составе мини-ЭВМ. Формула изобретени  1. Мост дл  измерени  омических, сопротивлений электрических цепей, наход щихс  под напр жением, содер жащий мостовую измерительную цепь,два плеча которой образованы резисторами , третье - дросселем, а четвер тое - последовательно соединенными зажимами дл  подключени  объекта намерени , последовательно соединенiJHe дополнительный дроссель и источник-питани  посто нным напр жением, включенные в диагональ питани  мост конденсатор, включенный в измеритель ную диагональ моста, источник питанй переменным напр жением, соединенный. одним выводом с одним из зажимов дл  . подключени  объекта измерени , а дру гим выводом соединенный через разде литепьный конденсатор с другими зажи мом объекта измерени , о т л и ч а - ю щ и и с   тем, что, с целью поны шени  точности и быстродействи , в него введены аналого-цифровой преобразователь , усреднитель, блок цнфро вой индикации, умножитель ,частоты, формирователь меандра, блок запуска,, счетчик команд и дешифратор, счетчик объема выборки, при этом вход аналого-цифрового преобразовател  подклю чен к измерительной диагонали моста, а выход - к входу усреднител , выход последнего подключен к блоку цифровой индикации и к шинам цифрового выхода , вход умножител  частоты подключен к источнику.питани  переменным рабочим током, а выход - к входу формировател  меандра, вход счетчика команд через блок запуска подключен к выходу формировател  меандра, а параллельный выход через дешифратор команд подключен к управл ющим входа ч аналого-цифрового преобразовател  к усреднител , последовательный выход счетчика команд подключен к счетчику объема выборки, выход последнего подключен параллельно управл ющим входом блока индикации и блока запуска, второй вход последнего соединен с шиной запуска. 2. Мост по п. 1, о т л и ч а--) ю щ и и с   усреднитель включает в себ  сумматор, нако питель и рабочий регистр, причем одни входы сумматора совмещены с парадлельными входами усреднител , а другие соединены с выходами рабочего регистра, а параллельные выходы соединены с аналогичными входами накопител , параллельные выходы последнего подключены к шинам цифрового выхода: и к соответствующим входам блока цифровой индикации и рабочего регистраj управл ющие входы накопител  и рабочего регистра совмещены с управл ющими входами усреднител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 481846, кл. G 01 R 17/10, 1973,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 658481, кл. G 01 R 17/10, 1976. I ым; цч роЬогЬ S ixoda