SU741163A1 - Цифровой мост переменного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и может быть использовано дл  измерени  параметров комплексного сопротивлени . Известен цифровой мост переменного тока с раздельным уравновешкванием, содержащий мостовую схему, генератор синусоидального напр жени , согласующие устройства, разностную схему, фазосдвигаюплую цепь, формирователь импульсов, усилители-ограничители, схему Запрет , блок уравновешивани  и цифровой индикатор , в котором дл  уравновешивани  мостовой схемы по реактивной (активной) составл ю щей измер емого комплексного сопротивлени  используетс  напр жение питани  мостовой схемы и напр жение небаланса 1 . Недостатком данного устройства  вл етс  невозможность параллельного уравноЕётпивани  по обеим составл ющим измер емого коютшекс ного сопротивлени . Известен цифровой мост переменного тока, содержапдай генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  мостовой измерительной цепи, вершины измерительной диагонали которой через согласующие устройства подсоединеjai параллельно ко входам дифферешдаального усилител  и к первым входам фазовременных преобразователей соответственно, вторые входы которых параллельно подключены к выходу генератора синусоидального напр жени , а выходы фазовременных преобразователей подсоединены ко входам блока суммировани , выход которого параллельно соединен с одним из входов первого блока уравновешивани  и с одним из управл емых входов ключа, и через блок временной задержки параллельно к одному из входов второго блока уравновешивани  и ко второму управл ющему входу ключа, информационный вход которого подключен к выходу дифференциального усилител , выход ключа подключен паралельно ко вторым входам блоков уравновешивани , выходы которых соединены со входами блоков индикации соответственно 2. Недостатком известного дафрового моста переменноро тока  вл етс  низка  точность измерени  составл ющих измер емого комплексного сопротивлени , обусловленна  необходимостью щукгаровать плечо ветви, содержащей измер емое комплексное сопротивление. Целью насто щего изобретегш   вл етс  повышение точности измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный цифровой мост переменного тока, содержащий генератор С1шусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  мостовой измерительной цепи, одна из вершин измерительной диагонали, примыкающа  к измер емому комплексному сопротивлению, подключена к одному из входов первого согласующего .устройства, выход которого подключен к одном из входов первого фазовременного преобразовател , втора  вершина измерительной диагонали соединена со вторым входом первого согласуюшего устройства и через второе согласующее: устройство с одним из входов второго фазовре менного преобразовател , второй вход которого соединен с выходом генераторасинусоидального напр жени , а выход второго фазовременного преобразовател  подключен к одному из входов блока суммировани  временных интервалов, вто рой вход которого соединен с выходом первого фазовременного преобразовател , а один из вы ходов блока суммировани  временных интервалов подключен ко входу блока временной задержки , два блока уравнове1пивани  соединены с соответствующими входами блоков индикации введены второй блок временной задержки, два блока формировани  опорного напр жени , два фазочувствительных выпр мител , два блока сравнени . Выход первого согласующего устройства соединен параллельно с первыми входами блоков сравнени , выход второго согласующего устройства соединен параллельно со вторым вхо дом первого фазовременного преобразовател  и с информационными входами первого и второго фазочувствительных выпр мителей. Выход первого фазочувствительного выпр мител  подключен ко второму входу первого блока сравнени , выход второго фазочувствитепьного выпр мител  соединен со вторым входом второго блока сравнени , управл ющий вход которого подключен ко второму выходу блока суммировани  временных интервалов и через второй блок временной задержки с управл ющим входом первого блока сравнени . Первый выход блока суммировани  временных интервалов через первый блок формировани  опорного напр жени  соединен с опорным входом первого фазочувствительного выпр мител , а выход первого блока временной задержки через второй блок формировани  опорного напр жени  подключен ко второму входу второго фазочувствительного выпр мител . Выход первого блока сравнени  соединен со входом первого блока уравновешивани , а выход второго блока сравнени  соединен со входом второго блока уравновешивани . Принципиальное OTJpnHe предлагаемого циф рового моста переменного тока от известных заключаетс  в том, что исключение шунтировани  плеча ветви, содержащей измер емое комплексное сопротивление, позвол ет повысить точность измерени  составл ющих измер емого комплексного сопротивлени . На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 изобрэжена топографическа  диаграмма процесса уравновещивани  мостовой измерительной цепи; на фиг: 4 изображены временные диаграммы, служащие дл  по снени  работы предлагаемого устройства, где фиг. 4а соответствует состо нию недоуравновешивани  (переуравновешивани ) , а фиг. 46 - состо нию переуравновешивани  (недоуравновешивани ) мостовой измерительной цепи. Здесь: аЬ - напр жение питани  мостовой измерительной цепи, cd - напр жение небаланса мостовой измерительной цепи, ad - падение напр жени  на плече ветви, не содержащей измер емое комплексное сопротивление, p,J(- окружности уравновешивани  потенциальных точек с и d (вершин ветвей) моста, с - положение потенциальной точки вершины ветви моста, содержащей измер емое комплексное сопротивление, dodi-cJj.- возможные положени  потенциальной точки d вершины ветви моста, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени . Фиг. 3 служит дл  по снени  принципа уравновещивани  моста переме шого тока при использовании в качестве линии переключени  окружности И , где и R - окружности уравновешивани , Ч - угол между векторами напр жений ad и аЬ, Ч - угол между векторами напр жений ad и аЬ. Известно , что в состо нии квазиравновеси  по одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени , потенциальные точки с и d должны располагатьс  на одной окружности , например, с (фиг. 3). Этот момент можно определить по выполнению равенства: дел со( ,, Sin4 ( ЦУ (I) Если же потенциальна  точка d моста будет находитьс  вне или внутри зоны, охватываемой окруж1гостью, то равенство (I) нарушаетс  в ту или.иную сторону, причем знак . может

означать состо ние переуравновешива ш  (недоуравновенжвани ), а - недоуравновенш вани  (переуравновешивани ).

Таким образом, знак левой части выражени  (1) несет полную информадаю о положекин

потенциальной точки d моста относительно состо ни  квазиравновеси  по одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени .

Известно также, что в состо нии квазиравно веси  мостовой измерительной цепи по другой составл ющей комплексного сопротивлени , потенциальные точки с и d моста должны располагатьс  на одной окружности, например Х(Фиг. 2).

ad cd

- 0

: I 1

соеч ) Откуда следует, что знак левой части выраже1ШЯ (2) несет полную информацию о положении потенциальной точки d относительно состо ни  квазиравновеси  по второй составл ющей измер емого комплексного сопротивлени .

Измен   в соответствии со знаками выражени  (1) и (2) переменные параметры R4 и С4 , можно одновременно уравновесить мост по обеим составл ющим измер емого комплексного сопротивлени .

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 синусоидального напр жени  , мостовую измерительную цепь 2, у которой 3 - образцовый элемент, служащий дл  выбора пределов (Rj), 4-образцовый злемент (Ra). однородный с образцовым элементом 3, 5, 6 - измер емое комплексное сопротивление (Cj , RI), 7 - регулируемый элемент, служащий дл  уравновещивани  по активной составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  (R4). 8 - образцовый злемент, служащий дл  уравновешивани  по реактивной составл ющей измер емого комплек ного сопротивлени , согласующие устройства 9,

10,фазовременные преобразователи 11, 12, блок 13 суммировани  временных интервалов, блоки 14, 15 временной задержки, блоки 16, 17 формировани  опорного напр жени , фазочувствитепьные выпр мители 18, 19, блоки сравнени  20, 21, блоки уравновешивани  22, 23, блоки индикации 24, 25.

Напр жение cd (фиг. 4 строка а) подаетс  через согласующее устройство 10 на один из входов фазовременного преобразовател  И и на один из входов блоков сравнени  20, 21.

Напр жение ad (фиг. 4 строка а) подаетс  через согласующее устройство 10 одновременно на второй вход фазовременного преобразовател 

11,на один из входов фазовременного преобразовател  12, а также на информационные входы фазочувствительных выпр мителей 18, 19, на второй вход фазовременного преобразовател  12 подаетс  напр жение аЬ (фиг. 4 строка а). Сигналы с выходов фазовременкых преобразователей длительность которых поропоршгональна фазовым углам М и Ч (фиг. 4 строки в,с), подаетс  одновременно на входы блока суммировани  временных интервалов 13. С вь1хода блока 13 узкий импульс (фиг. 4 строка f), сформированный в момент окончани  сигнала, щюпорционального фазовых углов Ч и (фиг. 4 строка е) и отсчитываемого от начала перехода через нуль напр жени  cd, поступает на управл ющий вход блока сравнени  21 и через блок 14 временной задержки задержанный на врем  3t/2 на управл ющий вход блока сравнени  (фиг. 4 строка д). Сигнал со второго выхода блока 13 суммировани  временных интервалов (фиг. 4 строка т), сформированный в момент окончани  сигнала , пропорщюнального сумме фазовых углов Ч и Н и отсчитываемый от начала перехода через нуль напр жени  ad (фиг. 4 строка ), поступает на вход блока 16 формировани  опорного напр жени  и через блок-15 временной задержки (фиг. 4 строка п) подаетс  на вход блока 17 формировани  опорного напр жени . Сигналы с выходов блоков формиров.ани опорных напр жений (фиг. 4 строки О, Р) одновременно и раздельно поступают на один из информационных входов фазочувствительных выпр мителей 18, 19. Сигналы с выходов блоков 20, 21 (фиг. 4 строки д, г), пропорциональные проекщшм adsin (Ч + () и ad -cos (VC+Ф) соответственно , подаютс  на один из входов сравнени  20, 21. Знаки сигналов, сформированных в блоках 20 ,21 (фиг. 4 строки s, t) несут однозначную информацию о недоуравновешивании и переуравнове1Ш1ван}{и по реактивной и активной составл ющим измер емого комплексного сопротивлени .

Использование предлагаемого цифрового моста переменного тока позвол ет повысить точность измерени  составл ющих измер емого : комплексного сопротивле1ш .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР N 491285 кл. G 01 R 17/10, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по за вк № 2337735/21, кл. G Ol R 17/10, 1976.

д