SU913265A1 - Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity - Google Patents
Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity Download PDFInfo
- Publication number
- SU913265A1 SU913265A1 SU802958823A SU2958823A SU913265A1 SU 913265 A1 SU913265 A1 SU 913265A1 SU 802958823 A SU802958823 A SU 802958823A SU 2958823 A SU2958823 A SU 2958823A SU 913265 A1 SU913265 A1 SU 913265A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- bridge
- voltage
- converter
- alternating current
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при высокоточном быстродействующем измерении одного из параметров комплексной проводимости.The invention relates to electrical engineering and can be used for high-speed high-speed measurement of one of the parameters of complex conductivity.
Известен цифровой автоматический экстремальный мост для измерения одной составляющей комплексной проводимости О].Known digital automatic extreme bridge for measuring one component of the complex conductivity O].
Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.A disadvantage of this device is low speed.
Наиболее близким к предлагаемому является цифровой автоматический экстремальный мост переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости, содержащий генератор, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, подключенной к генератору, и вторичными регулируемой и двумя нерегулируемыми обмотками, к которым подключены соответственно первая образцовая мера, один из зажимов объекта измерения и последовательно соединенные управляемый делитель нап2Closest to the present invention is a digital automatic extremum AC bridge for measuring one component of complex conductivity, comprising a generator, a voltage transformer with a primary winding connected to the generator, and a secondary adjustable one and two unregulated windings to which the first exemplary measure is connected, respectively, one of the terminals object of measurement and serially connected controlled divider nap2
ряжения и вторая образцовая мера, детектор равновесия, преобразователь переменный ток - постоянное напряжение, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения, и компаратор токов с указательной обмоткой, подключенной к детектору равновесия, и двумя дифференциальными обмотками, одна из которых подключена с одной стороны ко входу преобразователя переменный токпостоянное напряжение, а с другой к первой образцовой мере и второму зажиму объекта измерения, а вторая дифференциальная, обмотка подключена 15 ко второй образцовой мере [2].The second exemplary measure, the equilibrium detector, the alternating current converter is a direct voltage, the output of which is connected to the control input of the controlled voltage divider, and a current comparator with a pointing winding connected to the equilibrium detector, and two differential windings, one of which is connected from one side to the input of inverter tokpostoyannoe alternating voltage, and the other to the first and second exemplary clamp least the measurement object, and the second differential, the winding 15 is connected to W least the swarm model [2].
Недостаток известного моста заключается в том, что его детектор рав„ новесия содержит вычислительный блок,The disadvantage of the known bridge lies in the fact that its equilibrium detector contains a computing unit
20 м20 m
выполняющий операцию деления.performing a division operation.
Цель изобретения - упрощение цифрового автоматического экстремального моста' переменного тока для измерь3 91The purpose of the invention is to simplify the digital automatic extremum bridge 'AC for measuring3 91
ния одной составляющей комплексной проводимости.perception of one component of the complex conductivity.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровом автоматическом экстремальном мосте переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости, содержащем генератор, трансформатор напряжения с первичной обмоткой, подключенной к генератору, и вторичными регулируемой и двумя нерегулируемыми обмотками, к которым подключены соответственно первая образцовая мера, один из зажимов объекта измерения и последовательно соединенные управляемый делитель напряжения и вторая образцовая мера, детектор равновесия ,пре-, образователь переменный ток - постоянное напряжение, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения, и компаратор токов с указательной обмоткой, подключенной к детектору равновесия, и двумя дифференциальными обмотками, одна из которых подключена с одной стороны ко входу преобразователя переменный ток - постоянное напряжение, а с другой - к первой образцовой мере и второму зажиму объекта измерения, а вторая дифференциальная обмотка подключена ко второй Образцовой мере, детектор равновесия моста выполнен в виде последовательно соединенных второго преобразователя переменный ток - постоянное напряжение, аналого-цифрового преобразователя , накапливающего сумматора и снабжен блоком сравнения и двумя источниками опорного напряжения, подключенными через ключ к опорному входу аналого-цифрового преобразователя причем выход блока сравнения подключен к управляющему входу ключа, а входы соединены с выходами преобразователей переменный ток - постоянное напряжение.This goal is achieved by the fact that in a digital automatic extremum AC bridge for measuring one component of complex conductivity, containing a generator, a voltage transformer with a primary winding connected to a generator, and secondary controlled and two unregulated windings to which the first model measure is connected, respectively from the terminals of the object of measurement and the series-connected controlled voltage divider and the second model measure, the equilibrium detector, The alternating current is a direct voltage, the output of which is connected to the control input of a controlled voltage divider, and a current comparator with a pointing winding connected to an equilibrium detector, and two differential windings, one of which is connected from one side to the converter input AC current - constant voltage, and, on the other hand, to the first exemplary measure and the second clamp of the measurement object, and the second differential winding is connected to the second Exemplary measure, the equilibrium detector of the bridge is designed as Consequently, the alternating current alternating current is a direct voltage, an analog-to-digital converter that accumulates the adder and is equipped with a comparator and two sources of reference voltage connected via a key to the reference input of the analog-digital converter, the output of the comparator is connected to the control input of the key, and the inputs are connected with the transducer outputs alternating current - constant voltage.
На чертеже представлена структурная схема цифрового автоматического экстремального моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости.The drawing shows a block diagram of a digital automatic extremum AC bridge for measuring one component of the complex conductivity.
Он содержит генератор 1, трансформатор 2 напряжения с первичной об-. моткой 3, подключенной к генератору, 'и вторичными регулируемой 4 и нерегулируемыми обмотками 5 и 6, причем к обмотке 4 подключена первая образцовая мера 7, к обмотке 5 - один изIt contains the generator 1, the transformer 2 voltage from the primary. with a coil 3 connected to a generator, 'and secondary regulated 4 and unregulated windings 5 and 6, with the first exemplary measure 7 connected to the winding 4 and one of the winding 5
3265 43265 4
зажимов объекта 8 измерения, к обмотке 6 - последовательно соединенные управляемый делитель 9 напряжения и вторая образцовая мера 10, де5 тектор 11 равновесия, преобразователь 12 переменный ток - постоянное напряжение, выход которого соединен с управляющим входом делителя 9 напряжения, компаратор 13 токов с ука,0 зательной обмоткой 14, подключеннойк детектору равновесия, и двумя дифференциальными обмотками 15 и 16, причем обмотка 15 подключена с одной стороны ко входу преобразователя 12,clamps of an object 8 measurement, to the winding 6 - serially connected controlled voltage divider 9 and the second model measure 10, de 5 equilibrium tector 11, alternating current converter 12 is a DC voltage, the output of which is connected to the control input of the voltage divider 9, comparator 13 currents with , 0 is a positive winding 14 connected to an equilibrium detector and two differential windings 15 and 16, with the winding 15 being connected on one side to the input of the converter 12,
,5 а с другой - к образцовой мере 7 и второму зажиму объекта 8 измерения, а вторая дифференциальная обмотка 16 подключена ко второй образцовой мере 10., 5 and on the other hand, to the exemplary measure 7 and the second terminal of the measurement object 8, and the second differential winding 16 is connected to the second exemplary measure 10.
20 Упрощение данного устройства достигнуто за счет того, что детектор 11 равновесия не содержит вычислительного блока, используемого в известном мосте, а выполнен в виде пос25 ледовательно соединенных второго преобразователя 17 переменный ток - постоянное напряжение, аналого-цифрового преобразователя 18, накапливающего сумматора 19 и снабжен блоком 2020 Simplification of this device is achieved due to the fact that the equilibrium detector 11 does not contain a computing unit used in a known bridge, but is made in the form of successively connected second transducer 17 alternating current — a constant voltage, analog-to-digital converter 18, accumulating adder 19 and equipped block 20
30 сравнения и двумя источниками 21 и 22 опорного напряжения, подключенными через ключ 23 к опорному входу аналого-цифрового преобразователя, причем выход блока 20 сравнения подключен30 comparison and two sources 21 and 22 of the reference voltage, connected via a switch 23 to the reference input of the analog-to-digital converter, the output of the comparator unit 20 is connected
35 к управляющему входу ключа 23, а входы соединены с выходами преобразователей 12 и 17. 35 to the control input of the key 23, and the inputs are connected to the outputs of the transducers 12 and 17.
Высокое быстродействие моста переменного тока при прочих равных усло40 виях обеспечивается за счет использования модифицированного экстраполяционного метода уравновешивания, используемого в известном устройстве. Этот метод заключается в том, что ре45 гулирующее воздействие выбирается пропорциональным текущему значению выходного сигнала моста по регулируемому параметру, отнесенному к модуляционному приращению этого сигнала.High speed AC bridge ceteris paribus condition ditions 40 provided through the use of a modified trim extrapolation method used in the known device. This method consists in that the damping effect is chosen proportional to the current value of the output signal of the bridge according to an adjustable parameter related to the modulation increment of this signal.
В известном мосте для выработки такого воздействия используется вычислительный блок, что усложняет прибор.In a known bridge, a computing unit is used to generate such an impact, which complicates the device.
5050
В предлагаемом мосте регулирующее . воздействие выбирается прямо пропор55 циональным модулю тока 1 1^ | сигнала неравновесия мостовой цепи, причем коэффициент пропорциональности может принимать два значения, отличающиесяIn the proposed bridge regulatory. the effect is chosen directly proportional to the 55 current module 1 1 ^ | imbalance signal of the bridge circuit, and the proportionality coefficient can take two values that differ
5 95 9
в <2* ^1,41 раз. В качестве критерия выбора нужйого значения коэффициента пропорциональности служит соотношение модулей токов I ί,;| и | 1^1 мостовой ц(^пи (см. чертеж), где Ц разностный ток первой образцовой меры и объекта измерения, а - ток неравновесия мостовой цепи.<2 * ^ 1.41 times. As a selection criterion nuzhyogo value the proportionality factor is the ratio of currents modules I ί,; | and | 1 ^ 1 bridge q (^ pi (see drawing), where C is the differential current of the first exemplary measure and object of measurement, and is the disequilibrium current of the bridge circuit.
Структура мостовой цепи такова, что комплексный ток определяется равенствомThe structure of the bridge circuit is such that the complex current is determined by the equality
Ϊ2 =*е( и)-1МЦ )+) и Ц )1+ЛтОД (1)Ϊ2 = * e (and) -1MC) +) and C) 1 + Ltod (1)
где Вр(Ц) и !т(*л ) “ соответственно действительная и мнимая составляющие комплексного тока , так чтоwhere Bp (C) and! t (* l) “are respectively the real and imaginary components of the complex current, so that
Ц=МГ )+_Нпг(14 ) (2)C = MG) + _ NPG (14) (2)
С целью упрощения выкладок в равенстве (1) принято, что произведение коэффициентов передачи преобразователя 12 и управляемого делителя 9 равно единице.In order to simplify the calculations in equality (1), it is assumed that the product of the transfer coefficients of the converter 12 and the controlled divider 9 is equal to one.
Если составляющие тока удовлетворяют равенствоIf the current components satisfy the equality
1т(М )=νΓ· МЬ ), (3),1t (M) = νΓ · МЬ), (3),
12.1 равны12.1 are equal
то модули токов между собой.then the modules of the currents between themselves.
Из равенств (1) и (2) следует, что при '1о>( Ц ) < "хГЗК&( Ц ) выполняется неравенствоEqualities (1) and (2) imply that for '1о> () <"hGZK & () the inequality holds
Щ1 >Shch1>
(4)(four)
При этом зависимость модуля тока ί м от степени неравновесия 1гп(Ц) по дискретно регулируемому параметру достаточно точно аппроксимируется линейной функцией с коэффициентом пропорциональности, равным единице.In this case, the dependence of the current modulus ί m on the degree of disequilibrium 1gp (C) in a discretely adjustable parameter is fairly accurately approximated by a linear function with a proportionality coefficient equal to unity.
Если 1т( Ц ) > ТТНе! Ц ), то модули токов / и ί^. удовлетворяют неравенствоIf 1t (q)> ttne! C), then the modules of the currents / and. ^. satisfy inequality
|1д( < Нг1 . (5)| 1D (<H g 1. (5)
При этом зависимость модуля тока ) от степени неравновесия по дискретно-регулируемому параметру также может быть аппроксимирована линейной функцией, но с коэффициентом пропорциональности, равным яг 1 ,41In this case, the dependence of the current modulus) on the degree of disequilibrium with respect to the discrete-adjustable parameter can also be approximated by a linear function, but with a proportionality coefficient equal to π 1, 41
Таким образом, факт выполнения одного из соотношений (4) или (5) может служить основанием для выбора коэффициента К пропорциональности между модулем тока |ΐ^| мостовой цепи и экстраполяционной оценкой ее неравновесия, или равным этой оценке регулирующим воздействием р по дискретно регулируемому параметруThus, the fact that one of the relations (4) or (5) is fulfilled may serve as a basis for choosing the proportionality coefficient K between the current modulus | ΐ ^ | a bridge circuit and an extrapolation estimate of its disequilibrium, or equal to this estimate by the regulatory effect p on a discretely adjustable parameter
р = к (2 p = k ( 2
(6)(6)
1326513265
причемwhere
1515
2020
2525
30thirty
К если И/ < |12| . (7)K if And / <| 1 2 | . (7)
* В этом заключается сущность уравновешивания данного моста.* This is the essence of balancing this bridge.
Из расчетов следует, что погрешность формирования регулирующих воз10 действий в соответствии с формулами (6), (7) в предложенном мосте не превышает в среднем аналогичный показатель известного моста.It follows from calculations that the accuracy for regulating cart 10 action in accordance with formulas (6) and (7) as proposed bridge does not exceed an average of that of the known bridge.
Следовательно, при равной точности измерения в обоих устройствах, необходимо в среднем одинаковое число тактов уравновешивания для достижения состояния равновесия. Это означает, что быстродействие известного и предлагаемого мостов одинаково. Вместе с тем, отсутствие в настоящем мосте вычислительного устройства приводит к тому, что он существенно проще известного моста.Therefore, with equal measurement accuracy in both devices, it is necessary on average to have the same number of balancing cycles in order to achieve an equilibrium state. This means that the speed of the known and proposed bridges is the same. At the same time, the absence of a computing device in a real bridge leads to the fact that it is substantially simpler than a known bridge.
Мост работает следующим образом.The bridge works as follows.
В исходном состоянии содержимое накапливающего сумматора 19 равно нулю. Число витков регулируемой обмотки 4 трансформатора 2 также равно нулю и ток через образцовую меру 7 не протекает. В начале такта уравновешивания моста при помощи блока 20 осуществляется сравнение напряжений, пропорциональных модулям токов 35 > Иг-1 · θ зависимости от результата сравнения при помощи ключа 23 к опорному входу аналого-цифрового преобразователя 18 подключается один из источников 21 или 22, напряжения ко40 торых отличаются между собой в λί? 1,41 раз. Этим обеспечивается выбор необходимого значения коэффициента передачи аналого-цифрового преобразователя и, в конечном счете, коэффициента пропорциональности между регулирующим воздействием и модулем -тока 11з_1 в соответствии с формулами (6), (7). Количественно регулирующее воздействие может быть оценено численным значением выходного кода преобразователя 18. Этот код подается в накопительный сумматор 19 и запоминается там. Одновременно производится изменение числа витков обмотки 4 на величину , пропорциональную прира55 щению содержимого сумматора·19. Тем самым осуществляется дискретное уравновешивание моста по измеряемой составляющей комплексной проводимоети. Ноет уравновешивается также по второй, неизмеряемой составляющей путем изменения коэффициента передачи управляемого делителя 9 напряжения/ за счет изменения его сигнала управ- 5 ления(выходного напряжения преобразователя 12).In the initial state, the content of accumulating adder 19 is zero. The number of turns of the adjustable winding 4 of the transformer 2 is also zero and the current through the model measure 7 does not flow. At the beginning of the bridge balancing cycle, using block 20, a comparison of voltages proportional to current modules 35 > Ig-1 · θ is performed, depending on the comparison result, using a switch 23, one of sources 21 or 22 is connected to the reference input of analog-digital converter 18 to 40 toth differ in λί? 1.41 times This ensures the selection of the required value of the transfer coefficient of the analog-to-digital converter and, ultimately, the proportionality coefficient between the regulating influence and the 11-c-1 module in accordance with formulas (6), (7). Quantitatively regulating effect can be estimated by the numerical value of the output code of the converter 18. This code is fed into the cumulative adder 19 and stored there. Simultaneously produced changing the number of turns of the winding 4 in an amount proportional to the increment contents of adder 55 scheniyu · 19. Thereby, discrete balancing of the bridge is carried out according to the measured component of the complex conductance. It also balances on the second, unmeasurable component by changing the transmission coefficient of the controlled voltage divider 9 / by changing its control signal (output voltage of the converter 12).
В последующих тактах описанный алгоритм уравновешивания повторяется ' до тех пор,пока не достигается урав- 10 новешивэния мостовой цепи с заданной точностью. При этом выходной сигнал измерительной цепи снижается настолько, что результат его анализа при помощи аналого-цифрового преобразова- 15 теля меньше единицы дискретности, в результате чего число, записанное в сумматор, не меняется. Содержимое сумматора 19 при этом представляет собой результат измерения. 20In the subsequent cycles, the described balancing algorithm repeats' until a balance is reached with a given accuracy. At the same time, the output signal of the measuring circuit is reduced to such an extent that the result of its analysis with the aid of an analog-digital converter is less than a discrete unit, as a result of which the number recorded in the adder does not change. The contents of the adder 19 in this case is the result of measurement. 20
Таким образом, данный мост, по сравнению с известным устройством, отличается большей простотой реализации при равенстве основных технических характеристик (например, быстро- 25 действие, точность) благодаря отсутствию вычислительного блока.Thus, this bridge, in comparison with the known device, is distinguished by greater simplicity of implementation with equality of the basic technical characteristics (for example, speed, accuracy, accuracy) due to the absence of a computing unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802958823A SU913265A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802958823A SU913265A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU913265A1 true SU913265A1 (en) | 1982-03-15 |
Family
ID=20909162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802958823A SU913265A1 (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU913265A1 (en) |
-
1980
- 1980-07-14 SU SU802958823A patent/SU913265A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1084115A (en) | Sensor circuit | |
US4847548A (en) | Signal conditioner for a linear variable differential transformer | |
GB1571690A (en) | Computing circuit | |
SU913265A1 (en) | Digital automatic extremal ac bridge for measuring one component of complex conductivity | |
EP0128559B1 (en) | A load cell type weight measuring device and a sensitivity checking method thereof | |
US3739274A (en) | Direct current measuring system | |
SU1476319A1 (en) | Electronic clock | |
SU943593A1 (en) | Device for measuring alternating current active power | |
US4904925A (en) | Apparatus for recovering an alternating variable of a controlled semiconductor | |
RU1800282C (en) | Weighing equipment | |
SU370532A1 (en) | Quasi-Upper AC Bridge | |
SU1523895A1 (en) | Displacement-to-pulse duration transducer of linear displacements displacement-to-pulse duration transducer | |
SU256856A1 (en) | Inductively Connected Shoulders | |
SU883761A1 (en) | Active current pickup | |
SU766007A1 (en) | Voltage measuring device | |
SU525027A1 (en) | Method of measuring module and phase angle of vector quantities | |
SU922668A1 (en) | Device for measuring residual induction in current transformer core | |
SU970621A1 (en) | Device for regulating synchronous generator voltage | |
RU1786447C (en) | System for measuring phase-shift angles of current transformers | |
SU815646A1 (en) | Adaptive measiring device | |
SU738046A1 (en) | Three-phase electric power supply system | |
SU920938A1 (en) | Active power relay | |
SU1638655A1 (en) | Device for measuring third sequence resistance in induction apparatuses | |
SU1755213A1 (en) | Device for measuring ohmic resistance of ac voltage sources | |
SU894579A1 (en) | Device for measuring complex impedance components |