SU1164614A1 - Способ уравновешивания цифровых экстремальных мостов переменного тока и цифровой экстремальный мост переменного тока. - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых автоматических мостах для измерения емкостей, индуктивностей и сопротивлений.

Известен способ поразрядного уравновешивания цифровых автоматических мостов переменного тока, при котором сигнал управления формируют по фазе напряжения разбаланса βΐ

Известен цифровой мост для осуществления способа поразрядного уравновешивания, содержащий генератор питания, мостовую схему, в измерительную диагональ которой включен фазочувствительный детектор, соединенный с вентилем, выход которого соединен,с первым входом нереверсивного распределителя,и генератор тактовых импульсов, который через элемент задержки соединен с вторым входом нереверсивного распределителя 0 ].

Недостатком способа и устройства для его осуществления является большая (больше полшага дискретизации регулируемого параметра) погрешность уравновешивания.

Известен способ следящего уравновешивания цифровых автоматических экстремальных мостов переменного тока с реверсивными дискретно регулируемыми органами, при котором осуществляют пробные скачкообразные воздействия уменьшением и увеличени2

ем значения регулируемого параметра на один элементарный шаг и анализируют знак приращения модуля напряжения разбаланса, а процесс урав5 новешивания прекращают по достижении неотрицательных приращений модуля

напряжения разбаланса [2 }.

Известен цифровой экстремальный

автоматический мост переменного тока

Ю для осуществления способа следящего уравновешивания, содержащий последовательно соединенные генератор памяти, мостовую схему, избирательный усилитель, амплитудный детектор,

15 ключ, триггер реверса, реверсивный 'счетчик, дешифратор, цифровое отсчетное устройство, второй выход реверсивного счетчика через коммутационный блок соединен с мостовой

20 схемой, второй выход триггера реверса через модулятор также соединен с мостовой схемой, и генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с модулятором, вто25 рой выход — с управляющими входами двух ключей, вход второго ключа также соединен с выходом амплитудного детектора, а выход второго ключа соединен с вторым входом ре30 . версивного счетчика ^2^.

Недостатком известного способа

следящего уравновешивания и устройства для его осуществления является

сравнительно большое время уравно₃₅ вешивания в связи с применением

³ 11

следящего регулирующего органа.Анализ знака приращения модуля напряжения разбаланса позволяет судить лишь о том, приблизилась ли система к состоянию равновесия в результате пробного шага, но не о том, с какой стороны от этого состояния находится система. Поэтому в цифровых модуляционных мостах применяют реверсивные цепочки уравновешивания, что приводит к сравнительно большому времени уравновешивания.

Цель изобретения - сокращение времени уравновешивания,

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу уравновешивания цифровых экстремальных мостов переменного тока, при котором осуществляют пробные скачкообразные воздействия и анализируют знак приращения модуля напряжения разбаланса, поочередно включают разряды регулируемой меры, начиная со старшего, а пробные воздействия формируют после включения каждого разряда путем скачкообразного уменьшения значения регулируемого параметра на один элементарный шаг,в результате чего' только при положительном приращении модуля напряжения разбаланса данный разряд регулируемой меры оставляют включенным,

ι

В цифровой экстремальный мост переменного тока, содержащий последовательно соединенные генератор питания и мостовую схему, детектор, модулятор, выход которого соединен с управляющим входом мостовой схемы и счетчик, введены формирователь импульсов, элементы И, регистр памяти и элементы ИЛИ, причем первый выход формирователя импульсов соединен с установочными входами счетчика и регистра памяти, второй выход формирователя импульсов подключен к тактовому входу счетчика, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И и ИЛИ, вход детектора подключен к мостовой схеме, а вькод детектора соединен с вторыми входами элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам регистра памяти, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим разрядам регулируемой меры мостовой схемы, третий вькод

64614 ⁴

формирователя импульсов соединен с модулятором.

На фиг. 1 представлена диаграмма уравновешивания мостовой схемы 5 для конкретного значения измеряемого параметра; на фиг. 2 - блоксхема уравновешивания мостовой схемы для всех возможных значений измеряемого параметра для трехраз10 рядной регулируемой меры, числовое значение которой представлено в двоичном коде; на фиг. 3 - структурная схема цифрового экстремального моста переменного тока.

15 На фиг. 1 и 2 обозначено: б и модуль приращения напряжения разбаланса; Ц - вькодное напряжение мостовой цепи; д — дискретно регулируемый параметр мостовой цепи.

20 Уравновешивание мостовой схемы по предлагаемому способу происходит следующим образомо

Значения разрядов регулируемого параметра определяют поочередно,

25 начиная со старшего. В первом такте уравновешивания для определения старшего — первого разряда осуществляют его включение, после чего формируют пробное воздействие уменьше30 нием значения регулируемого параметра ς на один элементарный шаг. Если полученное при этом приращение дЦ модуля напряжения разбаланса неположительно ( ДЦ £ 0) , то данный (старший первый) разряд отключают, если ДЦ положительно (дЦ-> 0), то данный разряд оставляют включенным. Во втором такте уравновешивания определяют значение последующего младшего второго разряда, для чего включают . его и формируют пробное воздействие уменьшением значения регулируемого параметра ς на один элементарный шаг. В зависимости от знака получен— 45 ного при этом·приращения дЦ модуля напряжения разбаланса второй'разряд либо отключают (при дЦ £ 0), либо оставляют включенным (при дЦ > 0). Аналогично определяют значения после50 дующих младших разрядов регулируемого плеча мостовой схемы.

Цифровой экстремальный мост переменного тока содержит генератор 1 латания, соединенный с мостовой

55 схемой 2, выход которой соединен с

детектором 3, формирователь 4 ипмульсов, первый вькод которого соединен

г. модулятором 5, второй вькод - с

35

1164614

6

тактовым входом счетчика 6, соответствующие выходы которого подключены к первым входам элементов И 7 и первым входам элементов ИЛИ 8, а третий выход - с установочными входами счет- 5 чика 6 и регистра 9 памяти, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами элементов ИЛИ 8, выход детектора 3 соединен с вторыми входами элементов И 7. 10

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 питает мостовую схему-2, выходной сигнал которой подается на вход детектора 3. При поло- 15 жительных модуляционных приращениях выходного напряжения мостовой схемы 2 на выходе детектора 3 формируется импульс. Перед началом процесса уравновешивания импульс сброса с первого 20 выхода формирователя импульсов поступает на установочные входы счетчика 6 и регистра 9 памяти. При этом устанавливаются нулевые сигналы на всех выходах счетчиков 6 и регистра 9 па- 25 мяти, и следовательно, разряды регулиремого параметра мостовой схемы 2 принимают нулевое значение.

Затем производится уравновешивание мостовой схемы 2. 30

В первом такте уравновешивания с ' второго выхода формирователя 4 импульсов на тактовый вход счетчика 6 поступает импульс и на первом выходе счетчика 6 появляется сигнал "1",. ³³

который через первый элемент ИЛИ 8 включает первый разряд регулируемого параметра мостовой схемы 2.

Этот же сигнал ”1" с первого выхода счетчика 6 поступает на первый вход ⁴⁰ элемента И 7 группы элементов И.

Затем с третьего выхода формирователя 4 импульсов на вход модулятора 5 поступает импульс и осуществляется пробное воздействие уменьшением ⁴³ значения регулируемого параметра на один элементарный шаг. Если в результате этого получается положи — тельное приращение ( ди > 0) модуля напряжения разбаланса, то на выходе ⁵⁰ детектора 3 формируется импульс, который поступает на вторые входы элементов И 7 и через первый элемент И записывается на первый вход регистра 9 памяти. С первого выхода ⁵⁵ регистра 9 памяти "Ι" через первый элемент ИЛИ 8 поступает на старший разряд регулируемого плеча мостовой

схемы 2 и удерживает его во включенном состоянии. Если в результате пробного воздействия получается неположительное приращение (ди < С) модуля напряжения разбаланса, то на выходе детектора 3 импульс не формируется и первый разряд регистра 9 памяти остается в нулевом состоянии.

Во втором такте уравновешивания на втором выходе счетчика 6 появ- ляется импульс и тем самым производится включение второго последующего разряда регулируемого параметр ра мостовой схемы 2. При этом первый - старший разряд регулируемого плеча остается включенным или выключается в зависимости от состояния старшего разряда регистра 9 памяти. Затем с третьего выхода формирователя 4 импульсов на вход модулятора.

5 поступает ймпульс и осуществляется пробное воздействие уменьшением значения регулируемого -параметра на один элементарный шаг. При этом в зависимости от. знака приращения Ди модуля напряжения разбаланса второй разряд регистра памяти 9 принимает значение "1" или остается в состоянии "О", а следовательно, и второй разряд регулируемого плеча мостовой схемы 2 фиксируется в значении "1" или "0" и т.д.

ТДким образом, через η тактов заканчивается процесс уравновешивания мостовой схемы 2 и числовое значение выходного кода регистра 9 памяти соответствует, значению измеряемого параметра с погрешностью не более полшага дискретизации регулируемого параметра.

Процесс уравновешивания по пред- . латаемому способу завершается за η тактов, число которых равно числу разрядов регулируемого параметра.

Согласно способу осуществляется однонаправленное уравновешивание (т.е. подход к состоянию равновесия с одной стороны) при анализе пробных воздействий по знаку приращения модуля напряжения разбаланса (с использованием амплитудного детектора неравновесия). Этим обеспечивается минимальная погрешность (полшага) уравновешивания мостовой схемы, как и у прототипа, при высокой помехоустойчивости.

Таким образом, предлагаемый

способ уравновешивания позволяет

повысить быстродействие цифровых экстремальных мостов переменного тока.

1164614

...

1 о о а 1 ι

ООО

001

010

011

1 00

101

110

111

Οια.Ι

1164614

А<г.З

Claims (2)

1. Способ уравновешивания цифровых экстремальных мостов переменного тока, при котором осуществляют пробные скачкообразные воздействия и анализируют знак приращения модуля напряжения разбаланса, отличающийся тем, что, с целью сокращёния времени уравновешивания, поочередно включают разряды регулируемой меры, начиная со старшего, а пробные воздействия формируют после включения каждого разряда путем скачкообразного уменьшения значения регулируемого параметра на один элементарный шаг, в результате чего только при положительном приращении модуля напряжения разбаланса данный разряд регулируемой меры оставляют включенным.

5Ц1164614

1164614

2. Цифровой экстремальный мост переменного тока, содержащий последовательно соединенные генератор питания и мостовую схему, детектор,. модулятор, выход которого соединен с управляющим входом мостовой схемы и счетчик, о тлич ающий с я тем, что, он снабжен формирователем импульсов, элементами И, регистром памяти и элементами ИЛИ, причем первый выход формирователя импульсов соединен с установочными входами счетчика и регистра памяти, второй вход формирователя импульсов соединен с тактовым входом счетчика,

выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И и элементов ИЛИ, вход детектора со· единен с выходом мостовой схемы, а выход детектора соединен с вторыми входами элементов И,выходы которых соединены с соответствующими входами регистра памяти, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими разрядами регулируемой меры мостовой схемы, третий выход формирователя импульсов соединен с модулято ром.

1