Автоматический цифровой мост переменного тока Советский патент 1984 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерени ям электрических величин и может быть использовано для измерения па. раметров комплексных сопротивлений. Известен автоматический мост переменного тока Р 5016, построенный на основе использования элементов с тесной индуктивной связью между плечами отношений (трансформаторов) и операционных усилителей содержащий трансформатор напряжения основного параметра, трансформатор напряжения вспомогательного параметра, трансформатор поддиапазонов компаратор тока, генератор рабочей частоты, операционный усилитель и детектор равновесия l . Недостатками устройства являются ограниченное число разрядов уравновешивающего элемента и значитёльная: погрешность от дискретности уравновешивакяцего элемента, возрастающая в 10 раз от 1 до 10 в пределах каждого десятичного поддиапазона йз.мерения. Наиболее близким к изобретению техническим решением является автоматический цифроврй мост переменного тока, содержащий генератор, последовательно соединенные основной делитель напряжения и образцовую меру, включенную между выходом генератора и входом детектора равно есия, дополнительный делитель напр жения, два зажима для подключения объекта измерения, один из которых подключен к выходу дополнительного делителя напряжения, а другой - к входу детектора равновесия, блок цифровой индикации, реверсивный счетчик с дополнительными разрядами коммутатор, множительиый и запоминающий блоки, дешифратор 2 . Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точнос ти. Поставленная цель достигается тем, что автоматический цифровой мост переменного тока, содержащий генератор, детектор равновесия, последовательно соединенные основной делитель напряжения и образцовую меру, включенные между выходом генератора и в-ходом детектора равновесия, дополнительный делитель .напряжения, соединенный также с выходом генератора, два зажима для подключения,объекта измерения, один из которых подключен к выходу дополнительного делителя напряжения, а другой - к входу детектора равновесия, реверсивный счетчик, блок ци ровой индикации, снабжен делительны блоком и счетчиком субдиапазонов, причем входы счетчика субдиапаэонов делительного блока и основного дели теля напряжения подключены к выхойу реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом детектора равновесия, выход счетчика субдиапазонов подключен к управляющим входам дополнительного делителя напряжения и делительного блока, а выход делительного блока подключен к входу бло-г ка цифровой индикации. На чертеже представлена функциональная схема автоматического цифрового моста переменного тока. Мост содержит генератор 1, основной делитель 2 напряжения, вход которого соединен с выходом генератора 1, образцовую меру 3, включенную между выходом основного делителя 2 напряжения и входом детектора 4 равновесия, дополнительный делитель 5 напряжения, вход которого подключен к выходу генератора 1, зажимы 6 и 7 для подключение объекта 8 измерения, первый из которых подключен к выходу дополнительного делителя 5 напряжения, а второй - к входу детектора 4 равновесия, реверсивный счет чик 9, вход которого соединен с вы ходом детектора 4 равновесия , счетчик 10 субдиапазонов, а также делительныйблок 11, выход которого подключен к блоку 12 цифровой индикации, причем вход счетчика 10 субдйапаэонов, один из входов делительного блока 11 и управляющий вход основного делителя 2 напряжения подключены к выходу реверсивного счетчика 9, а второй вход делительного блока 11 и yпpaвJJяющиe входы дополнительного делителя 5 напряжения под:ключены к выходу счетчика 10 субциапазонов. Устройство работает следующим образом. Измерительная мостовая цепь образована объектом измерения, образцовой мерой 3, основным 2 и дополнительным 5 делителями напряжения. Уравновешивание мостовой цепи осуществляется с помощью основного делителя 2 напряжения, коэффициент пер едачи которого определяется набором реверсивного счетчика 9. в процессе уравновешивания импульсы с выхода детектора 4 равновесия изменяют (увеличивают или уменьшают) состояние реверсивного счетчика 9 и счетчика 10 субдиапазонов, которые в свою очередь изменяют коэффициенты передачи основного 2 и дополнительного 5 делителей напряжения. Регулирование коэффициентов передачи делителей напряжения производится таким образом, чтобы достичь минимального значения амплитуды выходного сигнала мостовой цепи. При этом, как обычно в цифровых измерительных приборах, весь диапазон измерения разбит на ряд поддиапазонов, на которых отсчет измеряемой величины производится с максимальным числом значащих раз рядов цифрового индикатора ,т .6 .отсч в старшем разряде десятичного индика тора изменяется от 1 до 9. В fo же время диапазон работы реверсивного .счетчика 9 ограничен более узкими пределами от Ntnin N ток S области максимальных воз можных значений его кода {например, -от 8 до 9), Следовательно, в более узких пределах изменяется и коэффициент передачи оснргного делителя 2 напряжения. Восстановле ние однозначного соответствия индицируемого и действительного значения измеряемой величины в пределах всего поддиапазона достигается за счет введения счетчика 10 субдиапа зонов, на которые разбит каждый поддиапазон измерения и делительно го блока 11, с помощью которого значение кода реверсивного счетчика 9 делится на величину, определяемую значением кода счетчика 10 субдиап .зонов. Так, в первом субдиапазоне (зона максимальных значений кода сче чикаЗ) эта величина равна 1, и инд цируемое значение измеряемой величи ны соответствует коду реверсивного счетчика 9. Во втором субдиапазо не значение кода реверсивного счетЧика 9 делится на величину, равную отношениг в третьем - на {ЦтаЛ ymiw lu -14 В 1-ОМ субдиапазоне - на (Нчп.шу-у. (,,„4«| СоЪтветствуквдим образом изменяет ся и коэффициент передачи дополнительного делителя 5 напряжения, ;что обеспечивает однозначность усло ВИЙ равновесия во всем поддиапазоне измерения. В предлагаемом устройстве, как и в известном, достигается снижение погрешности измерения от дискретности, однако в данном случае не за счет увеличения разрядности реверсивного счетчика, а за счет огра- . ничения диапазона его работы. Реверсивный счетчик 9 не содержит дополнительных разрядов, которые имеются в счетчике известного устройства, а их роль (для обеспечения одинакового с прототипом общего числа состояний на каждом поддиапазоне) выполняет счетчик субдиапазонов. Таким образом, данное устройство существенно проще известного при сохранении всех достоинств последнего. В этом устройстве отсутствует запоминающий блок, коммутатор основных и дополнительных, разрядов счетчика и дешифратор номера . субдиапазона при равной с известным устройством сложности остальных узлов. Преимущество данного устройства состоит в повышении чувствительности мостовой цепи при уравновешивании ее по ; относительному параметру, что обуславливает более высокую точность уравновешивания известного устройства ро сравнению с предлагаемым. Степень повышения чувствительности (а следовательно, и точности уравновешивания) по параметру равна степени повышения точности по основному параметру и составляет 5-7 раз. Автоматический цифровой мост переменного тока предназначен для измерения параметров комплексных величин, пропорциональных проводимости (наприм ер, емкости). При необходимости измерения параметра пропорционального сопротивлению основной Т1елитель 2 напряжения должен быть рключен между генератором 1 и объектом 8 измерения, причем коэффициент передачи дополнительного дели еля 5 напряжения должен изменяться при переходе границ субиапазонов в обратном порядке.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЦИФЮВОЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий генератор, детектор равновесия, последовательно соединенные основной делитель напряжения и образцовую меру, включенные между выходом генератора и входом детектора равновесия, дополнительный делитель напряжения, соединенный также с выходом генератора, два зажима для подключения объекта измерения, один из которых подключен к выходу дополнительного делителя напряжения, а другой - к входу детектора равновесия, реверсивный счетчик, блок цифровой индикации, отличающ и я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности, он снабжен делительным блоком и счетчиком субдиапазонов, причем входы счетчика субдиапазонов, делительного блока и основного делителя напряжения подключены к выходу реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом детектора равновесия, выход (Л счетчика субдиапазонов подключен к управляющим входам дополнительного делителя напряжения и делительного блока, а выход делительного блока подключен к входу блока цифровой индикации. 00 СЖ :л in 6 Ь 7