SU1413536A1 - Automatic digital a.c. bridge - Google Patents

Automatic digital a.c. bridge Download PDF

Info

Publication number
SU1413536A1
SU1413536A1 SU864150117A SU4150117A SU1413536A1 SU 1413536 A1 SU1413536 A1 SU 1413536A1 SU 864150117 A SU864150117 A SU 864150117A SU 4150117 A SU4150117 A SU 4150117A SU 1413536 A1 SU1413536 A1 SU 1413536A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
converter
conductivity
input
windings
Prior art date
Application number
SU864150117A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Новик
Али Мансималы оглы Амиров
Николай Дмитриевич Пустовалов
Original Assignee
Краснодарский Филиал Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики Всесоюзного Морского Научно-Производственного Геолого-Геофизического Объединения По Разведке Нефти И Газа "Союзморгео"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Краснодарский Филиал Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики Всесоюзного Морского Научно-Производственного Геолого-Геофизического Объединения По Разведке Нефти И Газа "Союзморгео" filed Critical Краснодарский Филиал Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики Всесоюзного Морского Научно-Производственного Геолого-Геофизического Объединения По Разведке Нефти И Газа "Союзморгео"
Priority to SU864150117A priority Critical patent/SU1413536A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1413536A1 publication Critical patent/SU1413536A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  одной из составл ющих комплексного сопротивлени  или проводимости. Цифровой автоматический мост (ЦАИ ) - 1еременного тока содержит генератор I питани , трансформатор 2 напр жени  с первичной и вторичными обмотками 3 и 4,5 соответственно, общую шину компаратор 7 токов с индикаторной и вспомогательными обмотками 8 и 9-11 соответственно , блок 14 управлени , образцовую меру 13 емкости, преобразователь 16 код - проводимость, объект 12 измерени , дискретный функциональный преобразователь 15. ЦАМ имеет по- вьшенную точность измерени  за счет повышени  точности компенсации неизмер емого параметра. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. i (Л СThe invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure one of the components of the impedance or conductivity. Digital automatic bridge (TSAI) - alternating current contains a generator I supply, transformer 2 voltage with primary and secondary windings 3 and 4.5, respectively, common comparator bus 7 currents with indicator and auxiliary windings 8 and 9-11, respectively, control unit 14 , model measure 13 of capacitance, transducer 16 code - conductivity, measurement object 12, discrete functional transducer 15. TsAM has a high measurement accuracy by increasing the accuracy of compensation of an unmeasurable parameter. 1 z.p, f-ly, 2 ill. i (Л С

Description

0000

слcl

со оwith about

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  одной из составл ющих комплексного сопротивлени  или проводимости.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended to measure one of the components of the impedance or conductivity.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  за счет повышени  точности компенсации неизмер емого параметра.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by increasing the accuracy of compensation of an unmeasurable parameter.

На фиг. 1 представлена структурна  схема цифрового автоматического моста переменного тока; на фиг. 2 - векторна  диаграмма, по сн юща  процесс уравновешивани , . FIG. 1 is a block diagram of a digital automatic AC bridge; in fig. 2 - vector diagram explaining the balancing process,.

Цифровой автоматический мост переменного тока содержит генератор 1 питани , трансформатор 2 напр жени  с первичной 3 и вторичными 4 и 5 обмотками , блок 6 уравновешивани , ком- паратор 7 токов с индикаторной 8 и вспомогательными.:9-11 обмотками, объект 12 измерени , образцовую меру 13 емкости, блок 14 управлени  (преобразователь фаза - код), дискретный функциональный преобразователь 15 и преобразователь 16 - код - проводи- мость.The digital automatic AC bridge contains a power generator 1, a transformer 2 with a primary voltage 3 and secondary 4 and 5 windings, a balancing unit 6, a 7-current comparator with indicator 8 and auxiliary.: 9-11 windings, a measurement object 12, exemplary capacity measure 13, control unit 14 (phase converter - code), discrete function converter 15 and converter 16 - code - conductivity.

Генератор 1 подключен к первичной обмотке 3 трансформатора 2 напр жени  и питает мостовую измерительную схему . Вторичные обмотки 4 и 5 трансформатора 2 напр жени  подключены к соответствующим элементам 12, 13 и 16. Токи через эти элементы сравниваютс  в компараторе 7 токов. По сигналам, снимаемым с индикаторной .обмотки 8, блок 6 уравновешивани  осуществл ет изменение числа витков регулируемой вторичной обмотки 5 трансформатора 2 напр жени  и уравновешивание мостовой измерительной схемы по измер емой сое тавл ющей (по емкости С д.) комплексной проводимости объекта 12 измерени Цифровой автоматический мост пере- менного тока работает следующем образом .The generator 1 is connected to the primary winding 3 of the transformer 2 voltage and feeds the pavement measuring circuit. The secondary windings 4 and 5 of the transformer 2 voltage are connected to the corresponding elements 12, 13 and 16. The currents through these elements are compared in the comparator 7 currents. According to the signals taken from the indicator winding 8, the balancing unit 6 changes the number of turns of the adjustable secondary winding 5 of the voltage transformer 2 and balances the bridge measuring circuit according to the measured differential (capacitance C) of the object 12 measuring Digital An automatic AC bridge works as follows.

В момент равновеси  мостовой -измерительной схемы между измер емой составл ющей С проводимости объекта 12 и числом витков rij регулируемой вторичной обмотки 5 существует следующа  зависимость:At the moment of equilibrium of the bridge-measuring circuit between the measured component C of the conductivity of the object 12 and the number of turns rij of the adjustable secondary winding 5, the following relationship exists:

ms п,о ., р у ;::. V ms p, o., p y; ::. V

ГО4 ПдGO4 PD

(ABOUT

где m - число витков вторичной обмотки 4;where m is the number of turns of the secondary winding 4;

ПдИп„ - числа витков вспомогательных обмоток 9 и 10 соответственно;PdIp - the number of turns of the auxiliary windings 9 and 10, respectively;

Со - значение емкости образцовой меры 13.Co is the value of the capacity of the model measure 13.

Ток I через объект 12 измерени  складываетс  из двух компонент - емкостной {измер емой) 1, , направленной под углом 90 к вектору напр жени  Uf. генератора 1 питани , и активной (неизмен емой) 1, синфазной с и (фиг.2), Наличие неизмер емой компоненты будет мешать уравновешиванию мостовой измерительной цепи по измер емому.параметру Cj(. Дл  компенсации тока In неизмер емой составл ющей q служит цепь, состо ща  из блока 14, дискретного функционального преобразовател  15, преобразовател  16 и вспомогательной обмотки 11 компаратора 7 токов.The current I through the measurement object 12 is composed of two components — capacitive {measured) 1, directed at an angle of 90 to the voltage vector Uf. generator 1, and active (unchangeable) 1, in phase with and (Fig. 2), the presence of an immeasurable component will interfere with balancing the bridge measuring circuit according to the measured parameter Cj (. To compensate for the current In with an immeasurable component q, consisting of a block 14, a discrete functional converter 15, a converter 16 and the auxiliary winding 11 of the comparator 7 currents.

Ток 1 , протекающий через объект 12 измерени , поступает на вход блока 4 управлени , в котором происходит преобразование сдвига фазы Ч этого тока относительно фазы PJ. напр жени  генератора 1 в код N,:The current 1 flowing through the measurement object 12 is fed to the input of the control unit 4, in which the phase shift Ч of this current is converted relative to the phase PJ. voltage generator 1 to code N ,:

K,(f,-Ч ,)K,f, (2)K, (f, -Ч,) K, f, (2)

где К - коэффициент пропорциональности .where K is the proportionality coefficient.

С выхода блока .14 код N, поступает на вход дискретного функционального преобразовател  15, в котором осуществл етс  преобразование кода N. по формулеFrom the output of the block .14, the code N, is fed to the input of the discrete function converter 15, in which the code N. is converted by the formula

Wj,,,(%- (3)Wj ,,, (% - (3)

где Kj - коэффициент пропорциональности .where Kj is the proportionality coefficient.

35 40 . - 4535 40. - 45

Q Q

5555

С выхода дискретного функционального преобразовател  15 код Ng поступает на входы управлени  преобразовател  16 код - проводимость и регулирует величину проводимости преобразовател  16, а следовательно, ток 1ц, протекающий через него. Ток I через преобразователь 16 также регулируетс  переключением числа витков обмотки 5 (изменением выходного напр жени  и обмотки 5) трансформатора 2 напр жени . При этом ток 1 через преобразователь 16 определ етс  выражениемFrom the output of the discrete functional converter 15, the Ng code is fed to the control inputs of the converter 16, the code is the conductivity, and it regulates the conductivity of the converter 16, and hence the current 1m flowing through it. The current I through the converter 16 is also regulated by switching the number of turns of the winding 5 (by changing the output voltage and the winding 5) of the voltage transformer 2. In this case, the current 1 through the converter 16 is determined by the expression

f,KU5.q.N,K,-U,.q.K.,(4..f, KU5.q.N, K, -U, .q.K., (4 ..

- j(4)- j (4)

где К - коэффициент пропорциональности;where K is the proportionality coefficient;

q - дискрет изменени  проводимости преобразовател  16, В свою очередь, ток через образцовую меру 13 емкостиq is the discrete change in the conductivity of the converter 16. In turn, the current through the standard measure 13 of capacitance

,Uj.Uj.

Значени  коэффициентов К , К, и К, выбраны такими, чтобы при равновесии мостовой схемы по измер емой составл ющей С, ток I был равен току 1, неизмер емой составл ющей q.The values of the coefficients K, K, and K are chosen such that when the bridge circuit is equilibrium with respect to the measured component C, the current I is equal to the current 1, the unmeasured component q.

Ток 1. протекает по вспомогательной обмотке 11 компаратора 7 токов, нанесенной на сердечник компаратора 7 встречно относительно обмотки 9, в результате чего магнитные потоки этих обмоток вычитаютс  (компенсируютс ) и наличие неизмер емой составл ющей q комплексной-проводимости объекта 12 (наличие компоненты Тд в обмотке 9 компаратора 7) не будет мешать уравновешиванию мостовой схемы (не будет уменьшать чувствительность мостовой схемы около точки равновеси ) по измер емому параметру Су.Current 1. flows through the auxiliary winding 11 of the comparator 7 currents applied to the core of the comparator 7 oppositely relative to the winding 9, as a result of which the magnetic fluxes of these windings are subtracted (compensated) and the presence of the non-measurable component q of the complex-conductivity of the object 12 (presence of the component TD the winding 9 of the comparator 7) will not interfere with the balancing of the bridge circuit (will not reduce the sensitivity of the bridge circuit near the equilibrium point) according to the measured parameter Su.

Процесс уравновешивани  мостовой схемы можно по снить векторной диаграммой (фиг. 2) в комплексной плоскости W. Точкой С обозначен конец век- . тора I , неподвижный в процессе уравновешивани , точкой с ,- конец уравновешивающего вектора lo+ij. При 35 регулировании ддины вектора I , кол- линеарного вектору 1, , и выполнении равенства (4) конец вектора I - -u (точка с ) будет перемещатьс  по векдес тых долей процента. Погрешность преобразовател  15 определ етс  отклонением используемого аппроксимирующе- 5 го полинома (аппроксш 1ирующей функции ) от реальной функции и практически может быть сведена до де- с тых и сотых долей процента. Погрешность преобразовател  16 -код - прово- димость - цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) складываетс  из погрешностей нелинейности и коэффициента преобразовани , которые составл ют не более сотых долей процента дл  ЦАП с резистивными делител ми и не более тыс чных долей процента дп  ЦАП с индуктивными делител ми, и методической погрешности - погрешности квантовани  выходного сигнала ЦАП (погрешности квантовани  значени  активной проводимости преобразовател  16), размер дискрета которого можно устаиав- ливать в зависимости от требуемой точности (дискретности) регулировани  выходного сигнала ЦАП (т.е. в зависимости от точности регулировак-г   активной проводимости преобразовател  16).The process of balancing a bridge circuit can be reflected in a vector diagram (Fig. 2) in the complex plane W. Point C denotes the end of the century. torus I, fixed in the process of balancing, with a point c, is the end of the balancing vector lo + ij. With 35 adjusting the length of vector I, collinear to vector 1,, and the fulfillment of equality (4), the end of vector I - –u (point c) will move along ten percent fractions. The error of the transducer 15 is determined by the deviation of the used approximating polynomial (approximation function) from the real function and can be practically reduced to the tenths and hundredths of a percent. The 16-code-conductivity-to-digital-to-analog converter (DAC) error is the sum of the non-linearity and conversion factor errors, which are no more than hundredths of a percent for DACs with resistive dividers and no more than thousand fractions of percent dp DACs with inductive dividers , and methodological error - the quantization error of the output signal of the DAC (quantization error of the active conductivity value of the converter 16), the size of which can be adjusted depending on tr Expected accuracy (discreteness) of adjusting the output signal of the DAC (i.e., depending on the accuracy of the adjustment of the active conductivity of the converter 16).

2525

Claims (2)

30 Формула изобретени 30 claims 1, Цифровой автоматический мост переменного тока, содержащий генератор питани , трансформатор напр жени , один вывод первичной обмотки которого соединен с первым выходом генератора питани , а другой - с общей шиной, концы регулируемой и нерегулируемой вторичных обмоток трансформатору 1. Линией уравновешивани  моста 40 тора напр жени  подключены к общей1, a digital automatic ac bridge containing a power generator, a voltage transformer, one output of the primary winding of which is connected to the first output of the power generator and the other with a common bus, the ends of the adjustable and unregulated secondary windings of the transformer 1. The voltage balance bridge of the torus 40 wives are connected to a common шине, компаратор токов, индикаторна  обмотка которого подключена к соот- ветствуюш№1 входам блока уравновешивани , начало нерегулируемой вторич- неизмер емой составл ю-дз иой обмотки трансформатора напр жени bus, current comparator, the indicator winding of which is connected to the corresponding # 1 inputs of the balancing unit, the start of the unregulated secondary-immeasurable component of the voltage transformer будет пр ма  . Как видно из ди- аграммы, в момент равновеси  мостовойwill be right. As can be seen from the diagram, at the moment of equilibrium of the pavement схемы по измер емому параметру C..() компенсирующий ток 1, будетof the circuit according to the measured parameter C .. (), the compensating current 1 will be равен току IQ equal to current IQ щей а .Sasha через клеммы дл  подключени  объекта измерени  соединено с началом первой вспомогательной обмотки компаратора токов, конец которой соединен с первым входом блока управени , второй вход которого соединен с вторым выходом генератора питани , начала второй и третьей вспомогательных обмоток компаратора токов подключены к общей шине, конец второй вспомогательной обмотки компаратора токов через образцовую меру емкости соединен с уп- равл юш;им входом переключени  числа . витков регулируемой вторичной обмот1„ ) вычитаютс  (компенсируютthrough the terminals for connecting the measurement object is connected to the beginning of the first auxiliary winding of the current comparator, the end of which is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the second output of the power generator, the beginning of the second and third auxiliary windings of the current comparator are connected to the common bus, the end of the second auxiliary The windings of the current comparator are connected to the control panel via a reference capacitance measure, and their input by the number switch. turns of the adjustable secondary winding1 ") are subtracted (compensate В компараторе 7 токов эти токи (1. и с ) .In the comparator 7 currents, these currents (1. and c). Блок 14 управлени  може.т быть построен на основе счета счетчиком квантующих импульсов за промежуток времени между моментами прохождени  передних или задних фронтов синусоид тока L и напр жени  U в пределах одного периода.The control unit 14 can be built on the basis of the counter count of quantizing pulses for the time interval between the moments of the leading or trailing edges of the sinusoids of the current L and the voltage U within one period. Погрешность блока 14 при таком преобразовании может составл ть не болееThe error of block 14 with this conversion may be no more than 10ten 1413536414135364 дес тых долей процента. Погрешность преобразовател  15 определ етс  отклонением используемого аппроксимирующе- 5 го полинома (аппроксш 1ирующей функции ) от реальной функции и практически может быть сведена до де- , с тых и сотых долей процента. Погреш: ность преобразовател  16 -код - прово- димость - цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) складываетс  из погрешностей нелинейности и коэффициента преобразовани , которые составл ют не более сотых долей процента дл  ЦАП с резистивными делител ми и не более тыс чных долей процента дп  ЦАП с индуктивными делител ми, и методической погрешности - погрешности квантовани  выходного сигнала ЦАП (погрешности квантовани  значени  активной проводимости преобразовател  16), размер дискрета которого можно устаиав- ливать в зависимости от требуемой точности (дискретности) регулировани  выходного сигнала ЦАП (т.е. в зависимости от точности регулировак-г   активной проводимости преобразовател  16).tenths of a percent. The error of the transducer 15 is determined by the deviation of the approximating polynomial used (approximation function) from the real function and can be practically reduced to the percent, hundredths and hundredths. The error of the 16-code-conductivity-digital-to-analog converter (DAC) converter is made up of non-linearity and conversion factor errors, which are no more than hundredths of a percent for DACs with resistive dividers and no more than thousandths of percent dp of a DAC with inductive dividers, and methodical error — the quantization error of the output signal of the DAC (the quantization error of the active conductivity value of the converter 16), the size of which can be set depending on required accuracy (discreteness) of adjusting the output signal of the DAC (i.e., depending on the accuracy of adjusting the active conductivity of the converter 16). 1515 2020 2525 . 35 . 35 30 Формула изобретени 30 claims 1, Цифровой автоматический мост переменного тока, содержащий генератор питани , трансформатор напр жени , один вывод первичной обмотки которого соединен с первым выходом генератора питани , а другой - с общей шиной, концы регулируемой и нерегулируемой вторичных обмоток трансформа01, Digital automatic ac bridge containing a power generator, a voltage transformer, one output of the primary winding of which is connected to the first output of the power generator, and the other with a common bus, the ends of the adjustable and unregulated secondary windings of the transformer0 через клеммы дл  подключени  объекта измерени  соединено с началом первой вспомогательной обмотки компаратора токов, конец которой соединен с первым входом блока управени , второй вход которого соединен с вторым выходом генератора питани , начала второй и третьей вспомогательных обмоток компаратора токов подключены к общей шине, конец второй вспомогательной обмотки компаратора токов через образцовую меру емкости соединен с уп- равл юш;им входом переключени  числа . витков регулируемой вторичной обмот5U13536through the terminals for connecting the measurement object is connected to the beginning of the first auxiliary winding of the current comparator, the end of which is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the second output of the power generator, the beginning of the second and third auxiliary windings of the current comparator are connected to the common bus, the end of the second auxiliary The windings of the current comparator are connected to the control panel via a reference capacitance measure, and their input by the number switch. turns of the adjustable secondary winding5U13536 ки трансформатора напр жени  и с выходом блока уравновешивани , а конец третьей вспомогательной обмотки компаратора токов соединен с первым вы- , ходом преобразовател  код - проводи- мость« о тли чающий с  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен дискретный функциональный преобразователь, входы ю которого соединены с соответствующими выходами блока управлени , а выходы - с соответствующими входами управлени  преобразовател  код - проводимость , второй выход которого соединен с управл ющим входом переключени  числа витков регулируемой вторичной обмотки трансформатора напр жени voltage transformer and with the output of the balancing unit, and the end of the third auxiliary winding of the current comparator is connected to the first output, the transducer's code - conductivity, which contributes so that, in order to improve the measurement accuracy, a discrete functional the converter, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the control unit, and the outputs - to the corresponding inputs of the converter of the converter; the code is the conductivity, the second output of which is connected to the control switching input of numbers turns adjustable transformer secondary voltage 2. Устройство по п, 1, отличающеес  тем, что блок управлени  выполнен в виде преобразовател  фаза - код.2. The device according to claim 1, characterized in that the control unit is made in the form of a phase-code converter. ХX
SU864150117A 1986-11-19 1986-11-19 Automatic digital a.c. bridge SU1413536A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864150117A SU1413536A1 (en) 1986-11-19 1986-11-19 Automatic digital a.c. bridge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864150117A SU1413536A1 (en) 1986-11-19 1986-11-19 Automatic digital a.c. bridge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1413536A1 true SU1413536A1 (en) 1988-07-30

Family

ID=21268632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864150117A SU1413536A1 (en) 1986-11-19 1986-11-19 Automatic digital a.c. bridge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1413536A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 481847, кл. G 01 R I7/10, 1973. Авторское свидетельство СССР № 1234773, кл. G 01 R I7/10, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5315527A (en) Method and apparatus providing half-cycle digitization of AC signals by an analog-to-digital converter
JPH0260986B2 (en)
Cutkosky An automatic high-precision audiofrequency capacitance bridge
SU1413536A1 (en) Automatic digital a.c. bridge
US5113140A (en) Microprocessor-controlled high-voltage capacitance bridge
US4449093A (en) Circuit for measuring electrical properties
US4477772A (en) Frequency compensator for a current-comparator capacitance bridge
So et al. A direct-reading ac comparator bridge for resistance measurement at power frequencies
SU985877A1 (en) Compensator for current transformer error
US5051687A (en) Transimpedance circuit
US3559058A (en) Compensated electrical measuring instrument
US4309652A (en) Current transforming circuits
US4554513A (en) Replica circuit
SU822047A1 (en) Digital transformer-type ac bridge
SU508746A1 (en) Digital Extreme Variable Bridge
SU316022A1 (en) INDUCTIVE ASSOCIATED SHOULDERS FOR MEASURING COMPLEX RESISTANCES
SU1661652A1 (en) Metering current-to-voltage converter
SU1441175A1 (en) Displacement transducer
SU808949A1 (en) Transformer ac bridge
SU706789A1 (en) Current instantaneous value meter
SU1277002A1 (en) A.c.transformer bridge
SU1615816A1 (en) Sine voltage instrument converter
SU949516A1 (en) Transformer bridge for measuring complex resistance
GB895629A (en) Measuring device for measuring electrical power and power factor or loss angle at low power factor
SU379880A1 (en)