SU1567985A1 - Мостовое измерительное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока. Целью изобретени   вл етс  уменьшение расхода электрической энергии от источника посто нного напр жени . Дл  этого в устройство введена совокупность блоков из двух управл емых электронных ключей 15, 16, элемента 14 задержки и трех переключателей 17-19. Вход элемента 14 задержки и управл ющий вход первого электронного ключа 15 соединены с первым выходом блока 7 синхронизации, а с вторым его выходом - управл ющий вход второго электронного ключа 16. Выход элемента 14 задержки соединен с входом второго переключател  17, а выходы последнего с входами формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напр жени  по закону степенных функций. Входы электронных управл емых ключей 15, 16 соединены с двум  клеммами дл  подключени  источника 20 двух посто нных напр жений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей 18, 19 и с выводами питани  элемента 14 задержки, формировател  13 управл ющих импульсов, усилител  6 мощности и усилител  9. Выходы третьего и четвертого переключателей 18, 19 соединены с выводами питани  формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напр жени  по закону степенных функций. В паре между импульсами практически не потребл етс  электрическа  энерги  элементом задержки, формировател ми, усилител ми и электрическим мостом от источников питани . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, промышленной электронике и может быть использовано дл  измерени  параметров объектов с двухполюсной схемой замещени , а также физических величин посредством параметрических датчиков, включаемых в мостовую цепь„

Цель изобретени  - снижение расхода электрической энергии за счет отключени  ее от источников питани  блоков в паузе между формируемыми импульсами .

На чертеже представлена функциональна  схема мостового измерительного устройства.

Генератор 1 питающих импульсов сигналов содержит требующеес  по числу измер емых параметров количество формирователей , 3 и 4 импульсных сигналов с изменением напр жени  по закону степенных функций: пр моугольных , линейно измен ющихс , квадратичных . Выходы их через переключатель 5 подключены к усилителю 6 мощности. Выход последнего  вл етс  первым выходом генератора 1. В него также входит блок 7 синхронизации, два выхода которого образуют второй и третий выходы генератора 1. Два вывода питани  усилител  6 мощности образуют первый и второй входы генератора 1. Третий, четвертый и п тый входы генератора 1 образуют первые выводы питани  формирователей 2, 3, 4 импульсов, а шестой , седьмой и восьмой входы - вторые выводы питани  этих формирователей . Входы формирователей 2, 3, 4 им5

0

5

0

5

0

5

пульсов образуют дев тый, дес тый и одиннадцатый входы генератора 1. Два вывода питани  блока 7 синхронизации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора 1. Последовательно друг с другом соединены генератор 1 (его первый выход), электрический мост 8, усилитель 9, детектор Ю равновеси , запоминающий конденсатор 11, включенный между выходом детектора равновеси  и заземленной шиной, и индикатор 12 равновеси . Второй выход генератора 1 соединен с входами формировател  13 управл ющих импульсов, элемента 14 задержки и управл ющим входом первого управл емого электронного ключа 15. Управл ющий вход второго управл емого электронного ключа 16 соединен с третьим выходом генератора 1. Выход формировател  13 управл ющих импульсов подключен к управл ющему входу детектора 10 равновеси . Выход элемента 14 задержки через переключатель 17 подключен к дев тому дес тому и одиннадцатому входам генератора 1 . Выход электронного ключа 15 соединен с переключателем 18, с первым входом генератора 1 и с выводам. питани  формировател  управл ющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилител  9. Выход электронного ключа 16 соединен с переключателем 19, со вторым входом генератора 1 и со вторыми выводами питани  формировател  управл ющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилител  9. Выходы переключател  18 соединены с третьим четвертым и п тым входами генератора

5

, а переключател  19 - с шестым, седьмым и восьмым входами его. Две клеммы дл  подключени  двух источников посто нного напр жени  с общей - заземленной шиной 20 соединены с элетронными ключами 15 и 16 и с входами двенадцать и тринадцать генератора 1

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии ключи 15, 16 разомкнуты, в паузе между импульсами транзисторы в блоке 7 синхронизации закрыты и устройство практически не потребл ет электрическую энергию от источника питани . Потребл ема  энерги  в пау е между импульсами определ етс  токами утечки и  вл етс  пренебрежимо малой. Переключатели 5, 17, 18 и ,19 наход тс  в первом положении , когда к входу усилител  6 мощности подключен выход формировател  2 последовательности пр моугольных импульсов. Выводы питани  этого формировател  подключены к электронным ключам 15 и 16, а вход - к выходу элемента 14 задержки. Блок 7 синхронизации формирует пр моугольные импульсы длительностью t u tn + tr+t гдеч tn - длительность переходного процесса в устройстве после подачи питающих напр жений; t г - длительность импульсов генератора; tft - длительность стадии восстановлени , оп

567985

импульса синхронизации ключи 15 и 16 размыкаютс  и перестает потребл тьс  энерги  с источника посто нных напр жений . При такой работе, если электрический мост 8 не уравновешен, имеетс  соответствующее показание микроамперметра индикатора 12 равновеси . Регулировкой значени  первого уравноЮ ветивающего параметра электрического моста 8 уравновешивают мост, что соответствует нулевому показанию микроамперметра индикатора 12 равновеси . После этого осуществл ют переклю15 чение, в результате переключатели 5, 17, 18, 19 подключают к входу усилител  6 мощности выход формировател  3 линейно измен ющихс  импульсов. Выводы питани  его подключаютс  к элект-

2С ронннм ключам 15 и 16, а вход - к выходу элемента 14 задержки. Все процессы в устройстве протекают в полной аналогии с описанными процессами, только на электрический мост 8 пода25 етс  с генератора-1 последовательность импульсов линейно измен ющегос  напр жени .. В результате регулировкой значени  второго уравновешивающего параметра уравновешиваем мост по втсЗС рому параметру.

Далее реализуем третье переключение и переключатели 5, 17, 18 и 19 ко входу усилител  6 мощности ПОДАЛ- чают формирователь 4 квадратичных и.

редел ющейс  в основном длительностью , пульсов, к выводам питани  последне- сброса интеграторов в генераторе I

в генераторе Во врем  действи  импульса синхронизации ключи 15 и б замкнуты, и на соответствующие блоки подаютс  питающие напр жени . Импульсами синхронизации запускаютс  формирователь 13 и элемент 14. Длительность времени задержки элемента 14 равна t,n. По истечении его сигнал с элемента 14 запускает формирователь 2 пр моугольных импульсов. Длител нисть времени задержки формировател  управл ющих имго - электронные ключи I5 и 16 и к входу - выход элемента 14 задержки. Процессы в устройстве протекают аналогично описанным, только на электр;-до ческий мост 8 подаетс  с генератора последовательность квадратичных импульсов о После окончани  импульса фор- мировател  4 квадратичных импульссв емкость интегратора в генераторе ра-.д5 р жаетс  в течение длительности стадии восстановлени  tB.

По числу измер емых параметров объ-- екта измерени  осуществл ют переключение переключателей. Все процессы 50 и пРиемы в работе устройства повтор ютс . После уравновешивани  этектри- ческого моста 8 по всем параметрам (полное уравновешивание моста) беретс  отсчет искомых параметров по услопульса генератора) пропускает усилен- ., ви м равновеси  моста и по значени м . .кое напр жение неравновеси  мостовойуравновешивающих параметров,

цепи на запоминающий конденсатор 11Таким образом, мостовое измерии микроамперметр индикатора 12 равно-тельное устройство по сравнению с про веси . После окончани  длительноститотипом позвол ет экономно расходопульсов равна tn + tn макс, где tnMaKC- максимальна  длительность тгереходногс процесса в электрическом мосте 8. По окончании его сигнал с формировател  J1 3 поступает на детектор 1 0 равновеси , который в течение длительности его (почти до окончани  длительности импульсов , к выводам питани  последне-

го - электронные ключи I5 и 16 и к входу - выход элемента 14 задержки. Процессы в устройстве протекают аналогично описанным, только на электр;-ческий мост 8 подаетс  с генератора последовательность квадратичных импульсов о После окончани  импульса фор- мировател  4 квадратичных импульссв емкость интегратора в генераторе ра-.р жаетс  в течение длительности стадии восстановлени  tB.

вать электрическую энергию от источника питани , потребление энергии уменьшаетс  в О раз, где Q Tn/t u, Q - скважность импульсного процесса, Т„ - период повторени  импульсов блока 7 синхронизации. Врем  хранени  радиоэлектронных компонентов заметно превышает гарантированный срок эксплуатации их, поэтому у рассматриваемого измерител  улучшаютс  такие показатели , как надежность и срок службы . Малое потребление энергии и соответственно средней мощности открывает возможность дл  дальнейшей микроминиатюризации радиоэлектронных блоков измерител .

Claims (1)

1. Формула изобретени  постовое измерительное устройство, содержащее клеммы дл  подключени  источника двух посто нных напр жений с общей заземленной шиной дл  питани  электронных каскадов, формирователь управл ющих импульсов и последователь но со,% .н ним электрический мост, усилитель, детектор равновеси  и ин- равновеси , запоминающий конденсатор , включенный между выходом Дс е.%т ра равновеси  и заземленной ши- , г , включающий Б себ  б .нчхрочизации, формирователи импульсо ..пением напр жени  в течение их длительности по закону степенных функций , подключенные через первый переключатель к усилителю мощности, выход о го /о образует первый выход гене- ti O d, два выхода блока синхрониза- и . образуют второй и третий выход. не/гтора, два вывода питани  п   мощности образуют первый и вт-. р х 1дь. генератора, третий, четвертм ;.- гьй зхгди генератора образуют г ,, ми } -. цы питани  формирователей -.t p. 1:г, а шестой, седьмой и BOCI/ И

   0

   5

   входы - вторые выводы питани  формирователей импульсов, входы формирователей импульсов образуют дев тый, дес тый и одиннадцатый входы генератора , два вывода питани  блока синхронизации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора, первый выход генератора соединен с входом электрического моста, второй выход генератора соединен с входом формировател  управл ющих импульсов, выход которого соединен с управл ющим входом детектора равновеси , двенадцатый и трин ад5 цатый входы генератора соединены с клеммами дл  подключени  источника двух посто нных напр жений, отличающеес  тем, что, с целью снижени  расхода электрической энергии , в него введены два управл емых электронных ключа, элемент задержки и три переключател , управл ющий вход первого управл емого электронного ключа и вход элемента задержки соединены с вторым выходом генератора, управл -- ющий вход второго управл емого электронного ключа соединен с третьим вы- ходш генератора, ВЫУ элемента задержки соединен с входом второго пе- еключателч, выходы кот ого соедине- . дев ,м, дев тым и одиннадцатым входами генератора, входы управл емых электронных ключей соединены с клеммами дл  подключени  источника двух посто нных напр жений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей, с выводами питани  элемента задержки, формировател  управл ющих импульсов, уси- Q лител  и с. первым и вторым входами

   геиератора, выходы третьего переклю- ч,м % ч .дин , fp-ькм, четвертым ч г , 1 вхоАс- .ч ,/.-и ..с, а выходы ..с.Т г ле- ., t , fti«- л с шестым,

   . Сед .кьш и висыл-r - глодчмч генератора.

   0

   5