SU894580A1 - Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges - Google Patents
Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges Download PDFInfo
- Publication number
- SU894580A1 SU894580A1 SU802920479A SU2920479A SU894580A1 SU 894580 A1 SU894580 A1 SU 894580A1 SU 802920479 A SU802920479 A SU 802920479A SU 2920479 A SU2920479 A SU 2920479A SU 894580 A1 SU894580 A1 SU 894580A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- balancing
- bridge
- increment
- modulation
- bridges
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УРАВНОВЕиШВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ МОСТОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(54) METHOD FOR AUTOMATIC EQUALIZATION OF DIGITAL EXTREME AC BRANCHES
II
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического уравновешивани быстродействующих цифровых экстремальных мостов переменного тока.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used in the construction of automatic balancing systems for high-speed digital AC extremal bridges.
Известен способ уравновешивани цифровых экстремальных мостов переменного тока, заключающийс в том, что величина регулирующего воздействи равна сразу нескольким шагам уравновепшвани , причем большему нарушению равновеси соответствует большее регулирующее воздействие.There is a known method of balancing digital extreme AC bridges, which consists in the fact that the magnitude of the regulating action is equal to several steps of balancing at once, and a greater regulatory effect corresponds to a greater imbalance.
Известный способ уравновешивани основан на моделировании амплитуды сигнала неравновеси моста переменного тока некоторой упрощенной аппроксимирующей зависимостью к последующем предсказании (экстрапол ции) величины неравновеси по уравновешиваемому параметру. Дл выработки регулирующих воздействий при этом используют не только знак, но и величину модул ционного приращени сигнала неравновеси , а также амплитуду самого сигнала неравновеси . Благодар увеличению регулирующих воздействий при их формировании экстрапол ционным способом сокращаетс число тактов уравновешивани , следовательно , повышаетс быстродействие мостов .The known method of balancing is based on modeling the amplitude of the signal of the disequilibrium of the AC bridge by some simplified approximating dependence on the subsequent prediction (extrapolation) of the imbalance according to the balanced parameter. To generate regulatory actions, not only the sign, but also the magnitude of the modulation increment of the imbalance signal, as well as the amplitude of the imbalance signal itself, are used. Due to the increase in regulatory influences during their formation in an extrapolative manner, the number of balancing cycles is reduced, hence, the speed of bridges increases.
Точность формировани регулиto рующих воздействий при экстрапол ционном способе уравновешивани зависит от степени приближени аппроксимирующей зависимости к реальной функции. В известном способе уравновешивани The accuracy of regulating actions in the extrapolating method of balancing depends on the degree of approximation of the approximation to the real function. In a known method of balancing
15 это приближение таково, что методическа погрешность оценки степени неравновеси может достигать 2-3 шагов уравновешивани при исходном неравновесии в 10 шагов (одна декада). 15 this approximation is such that the methodological error in estimating the degree of disequilibrium can reach 2–3 equilibration steps with an initial imbalance of 10 steps (one decade).
20 Поэтому дл доуравновешивани моста на данной декаде вьщел ют дополнительный такт уравновешивани . Таким образом, ограниченна точность20 Therefore, in order to rebalance the bridge in this decade, an additional balance step is required. Thus, limited accuracy
формировани регулирующих воздействий согласчс изгггстному экстрапол ционному спосс;;.-/ уравновешивани принципиально ограничивает быстродействие мостов переменного тока.the formation of regulatory actions is consistent with the extruding extrapolative sposs ;; .- / balancing fundamentally limits the speed of ac bridges.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс экстрапол ционный способ автоматического уравновешивани цифровых квазиэкстрема ,пьных мостов переменного тока, при котором модулируют регулируемый параметр, детектируют сигнал неравновеси моста до и после модул ции , по знаку модул ционного приращени определ ют направление регулировани р.The closest in technical essence to the present invention is an extrapolation method of automatically balancing digital quasi-extremums, full AC bridges, in which the controlled parameter is modulated, a bridge imbalance signal is detected before and after modulation, the direction of regulation p is determined by the modulation increment sign.
Цель изобретени - повьшение быстродействи автоматического уравновешивани цифрового экстремального моста переменного тока с ортогональными лини ми уравновешивани за счет диквидации методической погрешности формировани регулирующих воздействий.The purpose of the invention is to increase the speed of automatic balancing of a digital extreme AC bridge with orthogonal balancing lines due to the elimination of the methodological error in the formation of control actions.
Поставленна цель достигаетс тем что в способе автоматического уравновешивани цифровых экстремальных мостов переменного тока с ортогональными лини ми уравновешивани , при котором модулируют регулируемый параметр, детектируют сигнал неравновеси моста до и после модул ции, по знаку модул ционного приращени определ ют направление регулировани , полученный после детектировани сигнал возвод т в квадрат, измер ют модул ционное приращение квадрата продетектированного сигнала и измен ют регулируемый параметр на величину, пропорциональную этому приращению,The goal is achieved by the fact that in the method of automatic balancing digital extreme AC bridges with orthogonal balancing lines, in which the controlled parameter is modulated, the imbalance signal of the bridge is detected before and after modulation, the direction of regulation obtained after detection is determined by the modulation sign squared, the modulation increment of the square of the detected signal is measured, and the adjustable parameter is changed by the amount prop rational to this increment
На фиг. 1 изображена векторна диаграмма напр жений измерительной цепи цифрового модул ционного экстремального моста с ортогональными лини ми уравновешивани ; на фиг. 2 блок-схема цифрового экстремального моста переменного тока.FIG. Figure 1 shows a vector diagram of the stresses of a measuring circuit of a digital modulation extremal bridge with orthogonal balance lines; in fig. 2 is a block diagram of a digital extremum AC bridge.
Способ ос тцествл етс следующим образом.The method is as follows.
Поскольку линии уравновешивани моста ортогональны, то из пр моугольного треугольника dcd (фиг. 1) следуетSince the balancing lines of the bridge are orthogonal, it follows from the right triangle dcd (Fig. 1)
(1) (one)
т.е.those.
I 01 I Up i 1 0, 1% (9рДР)() ШI 01 I Up i 1 0, 1% (9РДР) () Ш
После модул ции, например, параметра q модуль напр жени неравновеси удовлетвор ет равенствуAfter modulation, for example, of the parameter q, the non-equilibrium voltage modulus satisfies the equality
5 |Ur--(5puP)((o)l (3)5 | Ur - (5puP) ((o) l (3)
Up и иUp and and
- напр жени неравновегде си , возникающие при нарушении равновеси только по параметру р либо только по параметру q соответственно ;- non-equipotential voltage, arising at an imbalance only in the p parameter or only in the q parameter, respectively;
SP и 5„ - чувствительности мостовой цепи; др ид - величины нарушени SP and 5 „are the sensitivity of the bridge circuit; dr id - values of violation
равновеси по параметрам р и q;balance in the parameters p and q;
Л|и|р - приращение модул сигнала неравновеси моста , обусловленное модул цией Л Up по периметру РИз уравнений (2) и (3) непосредственно следует, что искома величина нарушени равновеси по параметру q определ етс равенствомL | and | p is the increment of the bridge imbalance signal modulus, due to the modulation of L Up along the perimeter of the RIs of equations (2) and (3), it immediately follows that the desired value of the imbalance in the q parameter is determined by
. CUa) 1 . CUa) 1
(4)(four)
гдеД( V() /U/-/U/ модул ционное приращение квадрата амплитуды сигнала равновеси .whereD (V () / U / - / U / is the modulation increment of the square of the amplitude of the equilibrium signal.
Разделив обе части равенства (4) на величину единичного шага уравновешивани М,.., выразим неравновесие количеством дискретных шагов NnDividing both sides of equality (4) by the magnitude of the single step of balancing M, ..., we express the disequilibrium by the number of discrete steps Nn
N - N -
л{и)ч)(5) 2КА%Д,l {i) h) (5) 2KA% D,
шsh
Аналогичное выражение может быть получено дл определени степени неравновеси по второму ортогональному 45 параметру Np:A similar expression can be obtained to determine the degree of disequilibrium using the second orthogonal 45 parameter Np:
jl 2jl 2
ИAND
д(и) (6) ЛР.d (i) (6) LR.
UIUi
где Л(и) {Jp)( модул ционное приращение квадрата амплитуды сигнала неравновеси при модул ции моста по параметру р.where L (i) {Jp) (modulation increment of the square of the amplitude of the signal imbalance when the bridge is modulated by the parameter p.
Из формул (5) и (б) следует, что неравновесие моста с ортогональными ли ;и ми уравновешивани по каждому из регулируемых параметров протторционально приращению квадрата амплитуды сигнала неравновеси , которое обусловлено модул цией этого параметра. Следует особо подчеркнуть, что формулы (5) и (б), по которым производитс расчет неравновеси моста вл ютс абсолютно точными. Таким образом, в предлагаемом способе ура новешивани в отличие от известного методическа погрешность в определении величины неравновеси принцип ально отсутствует. Это дает возможность использовать способ уравновешивани при построении быстродейс вующих мостов переменного тока с ор тогональными лини ми уравновешивани При использовании предлагаемого способа точность определени величи ны нарушени равновеси ограничена лишь инструментальными погрешност ми элементов моста, а эти погрешнос ти могут быть сведены к минимуму. Расчеты показывают, что при заданной: погрешности Т измерени и инструментальной погрешности о определени величины нарушени равновеси число п тактов уравновешива ни по .предлагаемому способу определ етс равенством , te ((f} Например, если погрешность О опр делени состо ни равновеси , харак теризующа качество экстрапол циониого устройства моста, составл ет 1 % (1 (Гт , а погрешность измерени -у не должна превышать 0,01% (1(Г) то така точность измерени достига етс за 2 такта уравновешивани , по кольку 121.1.0 2 Дл сравнени отметим, что при уравновешивании моста по известному способу минимальное число тактов уравновешивани равно восьми, так как точность измерений Т 0,01% обеспечиваетс при уравновешивании 4 декадах, а на каждой декаде необходимо два такта уравновешивани Таким образом, предлагаемый способ уравновешивани обеспечивает в 4 раза большее быстродействие, чем известный. ЦИ.ФРОВОЙ экстремальный мост пер менного тока, уравнЬвешиваемьпЧ по предлагаемому способу, содержит 04 генератор 1 синусоидального напр жени , мостовую измерительную схему 2, внутренн структура которой удовлетвор ет требованию ортогональности линий уравновешивани , амплитудный детектор 3, квадратор 4, анализатор 5 приращений, преобразователь 6 напр жени в число импульсов, реверсивный счетчик 7, триггер 8 реверса, модул тор 9 и блок 10 управлени . Мост работает следующим образом. Сигнал неравновеси лостовой измерительной схемы 2 подвергаетс амплитудному детектированию, а затем возведению в квадрат. Эти функции вьтолн ютс детектором 3 и квадратором 4 моста. Его уравновешивание синхронизируетс блоком 10 управлени . При по влении разрешакнцего сигнала на одном выходе этого блока в анализаторе 5 приращений осуществл етс запоминание текущего значени квадрата сигнала неравновеси моста, например напр жени посто нного тока. При подаче разрешающего сигнала с другого выхода блока 10 управлени на вход модул тора 9 последний осуществл ет пробное изменение регулируемого параметра мостовой цепи, ее выходной сигнал получает определенное модул ционное приращение, содержащее информацию о состо нии мостовой цепи. Новое значение сигнала неравновеси также подвергаетс амплитудному Детектированию, возведению в квадрат, а затем запоминаетс в анализаторе 5 приращений. Одновременно в этом блоке производитс определение величины и знака модул ционного приращени квадрата амплитуды сигнала неравновеси . Если знак этого -приращени положительный, то из анализатора 5 подаетс импульс на триггер 8 реверса, измен к ций направление счета реверсивного счетчика 7. Затем приращение квадрата амплитуды преобразуетс в преобразователе 6 напр жени в число импульсов./Последовательность импульсов, поступаю щих с выхода преобразовател 6 на вход реверсивного счетчика 7, измен ет состо ние как этого счетчика, так и коммутируемых элементов мостовой измерительной схемы 2, приближа ее к состо нию равновеси . Степень приближени зависит от инстру. ментальной погрешности определен1Л состо ни равновеси моста. При ,It follows from formulas (5) and (b) that the imbalance of the bridge with orthogonal and equilibration for each of the controlled parameters is prorated to the increment of the square of the amplitude of the imbalance signal, which is caused by the modulation of this parameter. It should be emphasized that formulas (5) and (b), which are used to calculate bridge imbalance, are absolutely accurate. Thus, in the proposed method of balancing, in contrast to the known methodological error in determining the amount of disequilibrium, it is fundamentally absent. This makes it possible to use the balancing method when building fast AC bridges with orthogonal balancing lines. Using the proposed method, the accuracy of determining the imbalance is limited only by the instrumental errors of the bridge elements, and these errors can be minimized. Calculations show that for a given: error T of measurement and instrumental error of determining the amount of imbalance, the number of counterbalancing steps and the proposed method are determined by equality, te ((f} For example, if the error O of determining the state of equilibrium, the characteristic quality extrapolation device of the bridge, is 1% (1 (Gt, and the measurement error should not exceed 0.01% (1 (V) that such measurement accuracy is achieved in 2 balancing cycles, for a ratio of 121.1.0 2 for comparison note that n When balancing a bridge using a known method, the minimum number of balancing cycles is eight, since the measurement accuracy T 0.01% is provided by balancing for 4 decades, and each balancing stage requires two balancing cycles. Thus, the proposed balancing method provides 4 times more speed than The known extrinsic bridge of alternating current, equalizing by the proposed method, contains 04 a sinusoidal voltage generator 1, a bridge measuring circuit 2, an internal structure travel which satisfies the requirement of orthogonality equilibration lines amplitude detector 3, Quad 4, the analyzer 5 increments, the voltage converter 6 in the number of pulses, a reversible counter 7, a trigger 8 reverse, the modulator 9 and the control unit 10. The bridge works as follows. The imbalance signal of the bridge measurement circuit 2 is subjected to amplitude detection, and then squared. These functions are performed by detector 3 and quad bridge 4. Its equilibration is synchronized by the control unit 10. If a signal appears at one output of this block, the increment analyzer 5 memorizes the current value of the square of the bridge imbalance signal, for example, DC voltage. When applying a permission signal from another output of control unit 10 to the input of modulator 9, the latter performs a trial change of the controlled parameter of the bridge circuit, its output signal receives a certain modulation increment containing information about the state of the bridge circuit. The new imbalance signal value is also subjected to amplitude detection, squared, and then stored in a 5-increment analyzer. At the same time, the magnitude and sign of the modulation increment of the square of the amplitude of the disequilibrium signal is determined in this block. If the sign of this increment is positive, then from analyzer 5 a pulse is applied to the trigger 8 of the reverse, changing the counting direction of the reversible counter 7. Then the increment of the square amplitude is converted in the voltage converter 6 to the number of pulses. / The sequence of pulses coming from the output of the converter 6 to the input of the reversible counter 7, changes the state of both this counter and the switched elements of the bridge metering circuit 2, bringing it closer to the equilibrium state. The degree of approximation depends on the tool. mental error is determined by the equilibrium state of the bridge. When
недостаточной точности описанной процедуры она может быть повторена. По окончании уравновешивани моста цифровое значение выходного кода реверсивного счетчика 7 равно измер емому параметру комплексного сопротивлени .lack of accuracy of the procedure described, it can be repeated. When the bridge is balanced, the digital value of the output code of the reversible counter 7 is equal to the measured impedance parameter.
Использование способа автоматического уравновешивани цифровых экстремальных мостов переменного тока позвол ет повысить быстродействие этих приборов примерно в 4 раза по сравнению с известными наиболее быстродействукивдши приборами при сохранении их точности.The use of the method of automatic balancing of digital extreme bridges of alternating current makes it possible to increase the speed of these devices by about 4 times in comparison with the devices with the most high-speed devices, while maintaining their accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802920479A SU894580A1 (en) | 1980-05-05 | 1980-05-05 | Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802920479A SU894580A1 (en) | 1980-05-05 | 1980-05-05 | Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU894580A1 true SU894580A1 (en) | 1981-12-30 |
Family
ID=20894076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802920479A SU894580A1 (en) | 1980-05-05 | 1980-05-05 | Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU894580A1 (en) |
-
1980
- 1980-05-05 SU SU802920479A patent/SU894580A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1085460A (en) | Automatic measurement of impedance | |
US4363099A (en) | Method and system for measuring frequency deviation of low frequency signals | |
SU894580A1 (en) | Method of automatic balancing of digital extremum ac bridges | |
SU783697A1 (en) | Method of automatic equalizing of a.c. bridge for measuring one component of wector admittance | |
SU1402951A1 (en) | Device for measuring the mean square value of a.c.voltage | |
SU970238A1 (en) | Digital automatic extremal ac bridge balancing method | |
SU1755070A1 (en) | Apparatus for temperature measuring and checking | |
SU920537A1 (en) | Device for measuring ac voltage rms value | |
SU972245A1 (en) | Weight measuring device | |
SU748256A1 (en) | Method of balancing digital modulation extremum ac bridges | |
SU868601A1 (en) | Method of automatic balancing of ac bridge for measuring one component of complex conductivity | |
SU789764A1 (en) | A.c. digital bridge | |
SU1474555A1 (en) | Method of equalizing extremal ac bridges | |
SU661359A1 (en) | Ac bridge balancing method | |
SU457931A1 (en) | The method of separate balancing of the AC bridge | |
Zhang et al. | A novel fast balance technique for the digital AC bridge | |
SU1241171A1 (en) | Method of calibration checking of secondary compensation-bridge transducers | |
SU953576A1 (en) | Digital extremal modulation ac bridge | |
SU842590A2 (en) | Method of automatic balancing of ac zero measuring circuits | |
SU1213424A1 (en) | Digital extremal alternating current bridge with servo-controlled balancing | |
SU993136A1 (en) | Resistance increment measuring device | |
SU879488A1 (en) | Amplitude digital voltmeter | |
SU805185A1 (en) | Method of automatic balancing of ac measuring circuits | |
SU1187118A1 (en) | Multiple-value standard of radiopulse voltage | |
SU894579A1 (en) | Device for measuring complex impedance components |