SU1465783A1

SU1465783A1 - Универсальный цифровой мост переменного тока

Info

Publication number: SU1465783A1
Application number: SU864154220A
Authority: SU
Inventors: Александр Дмитриевич Василенко; Богдан Антонович Кромпляс; Владимир Григорьевич Мельник; Олег Антонович Орнатский; Михаил Николаевич Сурду; Людмила Николаевна Семенычева; Робетр Дмитриевич Тучин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5651; Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Изобретение относитс к области электроизмерительной техники и может быть использовано дл измерени параметров комплексных сопротивлений. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи измерени при упрощении конструкции моста - достигаетс за счет калибровки по внешним образцовым мерам. На чертеже показаны генератор 1, мостова измерительна цепь 2, блок 3 автоматического уравновешивани , реверсивный счетчик 4, переключатель 5, цифровое отсчет- ное устройство 6, блоки 7 и 8 умножени , блок 9 св зи с внешним запоминающим устройством, блоки 10 и 11 делени , запоминающие устройства 12 и 13, переключатели 14, 15 и 16. По сравнению с прототипом предложенное устройство имеет более простую конструкцию и повышает производительность в несколько дес тков раз. 1 ил. § (Л

Description

4 О) СП

м

00

со

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени параметров комплексных сопротивлений.

Цель изобретени - повьппение точ- ности, быстродействи измерени и упрощение конструкции моста за счет калибровки по внешним образцовым мерам . ; На чертеже изображена функцио- 1нальна схема устройства.

Универсальный цифровой мост переменного тока содержит последовательно соединенные генератор 1, мостовую измерительную цепь 2 и блок 3 авто-. матического уравновешивани , подключенный к входам реверсивного счетчика А и переключател 5 конфигурации измерительной цепи, выходы которых соединены с соответствующими входами мостовой цепи 2, цифровое отсчет- ное устройство 6, два множительных блока 7 и 8, последовательно включенных между выходом счетчика 4 ревер- Iсивного и входом цифрового отсчетно- iго устройства 6, блок 9 св зи с внеш |ним запоминающ1-ш устройством, адресные входы которого соединены с вьпсо- I дом переключател 5 конфигурации из- мерительной цепи, два последовательно включенных делительных блока 10 и 11, один вход первого из которых подключен к выходу блока 9 св зи, а второй ,- к выходу реверсивного счетчика 4, два запоминающих устройства 12 и 13, включ енные между выходами соответствующих делительньпс блоков 10 и 11 и вторыми входами множительных блоков 7 и 8, причем выход перво запоминающего устройства соединен с вторым входом второго делительного блока, три переключател 14-16, два из которых (14 и 15) подключены к входам управлени соответствующих запоминающих устройств, а третий подключен к адресным входам первого запоминающего устройства и первой группе адресных входов второго запоминающего устройства, причем втора групп адресных входов второго запоминающег устройства соединена с выходом переключател 5 конфигурации измерительной цепи.

Универсальньй цифровой мост переменного тока работает следующим об- разом.

Напр жение с выхода генератора 1 подаетс на мостовую измерительную

- ,

5

цепь 2, в плечах которой наход тс сгруппированные в блоки образцовые меры - переключаемые и уравновешивающие элементы. Состо ни переключаемых элементов определ ют конфигурацию мостовой цепи. Они измен ютс от поддиапазона измерени , рабочей частоты, характера реактивности и схемы замещени объекта измерени . Уравновешивающие элементы регулируютс при поразр дном уравновешивании моста и их сотсто ни завис т от значени измер емых параметров объекта. Блок 3 автоматического уравновешивани осуществл ет выбор поддиапазона измерений , выбор характера реактивности объекта и уравновешивание мостовой цепи 2 по результатам анализа ее выходного сигнала. При этом она управл ет переключателем 5 конфигурации измерительной цепи, в результате чего измен етс состо ние соответствующих переключаемых элементов, а также управл ет реверсивным счетчиком 4, который измен ет состо ние уравновешивающих элементов.

В качестве образцовых мер, образующих переключаемые элементы моста, используютс недорогие, малогабаритные , но достаточно стабильные меры сопротивлени и емкости, к которым не предъ вл ютс высокие требовани по точности. Их погрешность учитываетс при калибровке прибора. Перва калибровка осуществл етс при его изготовлени , последунщие - при ле- реодических поверках. Номер калибровки фиксируетс переключателем 16 номера калибровки. Режим калибровки моста устанавливаетс переключателем 15 режимов работы прибора.

В процессе калибровки в качестве объекта измерени используетс блок внешних образцовых мер, аттестованные значени которых записаны в стандартном посто нном запоминающем устройстве , подключаемом к прибору через блок 9 св зи. Характер и значени составл ющих блок образцовых мер выбираютс так, чтобы при их последовательном подключений к мосту и последующем уравновешивании последнего каждый из переключаемых элементов измерительной цепи поочередно проходил все свои состо ни при фиксированных состо ни х остальны:х переключаемых Элементов. Дл этого одна из конфигураций измерительной цепи при

314

нимаетс за опорную, и с нее начинаетс процесс калибровки.

Первоначально устанавливаемые характер и значение внешней меры должны соответствовать именно этому состо нию измерительной цепи. В дальнейшем их изменение, а соответственно и изменение конфигурации измерительной цепи с помощью переключател 5, производитс таким образом, чтобы обеспечить указанньй пор док чередовани состо ний переключаемых элементов моста. Например, при фиксированных рабочей частоте, характере реактивности и схеме замещени объекта измерени переключают значение внешней меры так, чтобы последовательно измен лись поддиапазоны измерени

Затем при фиксированных частоте и поддиапазоне измерени переключают характер и схему замещени внешней меры и т.д. Состо ние переключател 5 конфигурации измерительной цепи определ ет также адрес, по которому во внешнем стандартном запоминан цем устройстве хранитс код соответствующего аттестованного значени внешней меры. Таким образом, считываемые с внешнего запоминающего устройства данные однозначно соответствуют состо нию переключаемых элементов мостовой цепи и значению подключенной к ней внешней меры.

f

35

Дополнительные корректирующие коэффициенты запоминаютс в программируемом запоминакщем устройстве 13 по адресам, определ ющимс состо ни ми переключателей конфигурации измерительной цепи 5 и номера калибровки 16. При этом на вход управлени записью запоминающего устройства 13 подаетс разрешающий сигнал с пере- ключател 15 режима работы прибора. На этом процесс калибровки заканчиваетс и переключатель 15 переводитс в состо ние, при котором на входе

При выполнении калибровки, после первого уравновешивани мостовой цепи из внешнего запоминающего устройства с помощью блока 9 св зи извлекаетс код аттестованного значе-: ни меры, соответствующий состо нию переключател 5 конфигурации измерительной цепи, и подаетс на один из

:4°с-г-.. v...e.,

меренного значени меры с -выхода ре- . poni-jaci i- версивного счетчика 4, При этом определ етс отношение измеренного и аттестованного значений.образцовой меры , которое представл ет собой опор- gQ ный корректирующий коэффициент,. соответствующий мультипликативной погрешности прибора при данном состо нии переключаемых элементов моста. Этот коэффициент запоминаетс в про- gg граммируемом запоминанием устройстве 12 по адресу, соответствукнцему состощени считывани .

нию переключател 16 номера калибровки .

При выполнении измерений к мостовой цепи подключаетс объект измерени и осуществл етс уравновешивание моста при необходимой конфигурации измерительной цепи. Код с выхода реверсивного счетчика А, соответствующий измеренному значению параметра объекта, поступает на первый вход множительного блока 7, а на вторые входы множительных блоков 7 и 8 поступают с запоминающих устройств 12

0

5783

15

В данном режиме с помощью переключател 14 вида коррекции устанавливаетс режим разрешени записи в запоминающее устройство 12. Затем переключатель 14 вида коррекции переводитс в состо ние, при котором на входе запоминающего устройства 12 формируетс сигнал разрешени считывани , и данные .из запомина ощего устройства 12 подаютс на второй вход делительного блока 11. Далее последовательно измен ютс номинальное значение и характер образцовой меры, схема ее замещени , рабоча частота и аналогично опорному корректирующему коэффициенту определ ютс коэффициенты , соответствующие мультипликативной погрешности прибора при других

20 конфигураци х измерительной цепи. Эти коэффициенты поступают на- первый вход делительного блока 11.- При этом определ ютс отношени полученного и опорного коэффициентов,

25 представл ющие собой дополнительные корректирующие коэффициенты, соответствующие изменени м мультипликативной погрешности прибора при изменении состо ни каждого из переключаемых

30 элементов измерительной цепи.

35

-.. v...e.,

poni-jaci i-

щени считывани .

poni-jaci i-

и 13 соответственно опорный и дополиительный корректирующие коэффициент ты, соответствующие состо нию переключателей конфигурации измерительной цепи 5 и номера калибровки 16. Скорректированный результат измерени выводитс на цифровое отсчетное устройство.

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени без предъ влени высоких требований к точности образцовых элементов измерительной цепи, поскольку в процессе калибровки и последующей коррекции результатов измерени с помощью корректирующих коэффициентов устран ютс погрешности, вызванные как погрешност ми образцовых элементов , так и дополнительными источниками , такими, как остаточные параметры коммутирующих элементов, паразитные емкости, сопротивлени подвод щих проводов. Кроме того, понижение требований к точности образцовых элементов позвол ет упростить технологию изготовлени , уменьшить габариты , вес и стоимость прибора. Использование данного устройства позвол ет упростить процесс калибровки, так как не требуетс трудоемкой пред . дарительной подгонки образцовых элементов до расчетных номинальных значений и трудоемких операций по их регулировке в процессе общей наладки прибора,, Поскольку затраты вре I -.

мени на ручную калибровку универсального моста переменного тока составл ют несколько дес тков часов, а в мосте с калибровкой - менее получаса, то производительность на данном этапе изготовлени прибора и при его регулировках в процессе эксплуатации возрастает по сравненш с прототипом в несколько дес тков раз. Кроме того, использование предлагаемого устройства позвол ет упростить конструкцию измерительного прибора , так как не требуетс большого количества подстроечных элементов дл регулировки используемых в приборе образцовых мер. В то же врем дополнительные элементы просты и не требуют регулировки.

Claims

Формулаизобретени Универсальный цифровой мост переменного тока, содержащий последовательно соединенные генератор, мостовую измерительную цепь и блок автоматического уравновешивани , подключенный к входам реверсивного счетчика и переключател конфигурации изо

мерительной цепи, выходы которых

соединены с соответствующими входами мостовой цепи, а также цифровое отсчетное устройство, отличающийс тем, что, с целью повьшхе5 ни точности, быстродействи измерени и упрощени конструкции, в него введены блок св зи с внешним запоминающим устройством, первый и второй делительные блоки, первый и второй

0 запоминающие устройства, переключатель вида коррекции, переключатель режима работы прибора, переключатель номера калибровки, два множительных блока, последовательно включенные

5 между выходом реверсивного счетчика и ,входом цифрового отсчетного устройства , при этом адресные входы блока св зи с внешним запоминающим устройством соединены с выходом переключа0 тел конфигурации измерительной цепи , первый вход первого делительного блока подключен к выходу блока св зи, второй - к выходу реверсивного счетчика, а выходы соединены с первыми входами второго делительного блока, адресные входы первого запоминающего устройства соединены с выходами переключател номера калибровки входы управлени - с выходами

jQ переключател вида коррекции, информационные входы - с выходами первого делительного блока, а выходы - с вторыми входами второго делительного блока, выходы которого соединены с

с информационньп-ш входами второго зат поминающего устройства, первые ад- ;ресные входы которого соединены с выходами переключател номера калибровки , вторые адрес ные входы - с выQ ходами переключател конфигурации измерительной цепи, вхрды управлени - с выходами переключател режима работы прибора, а выходы - с вторыми входами второго множительного блока.

5