1 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых автоматических мостах для измерения комплексных величин. Известен способ уравновешивания цифровых экстремальных мостов переменного тока, при котором сигнал .управления (регулирования) формируют по результату приращения амплитуды сигнала разбаланса (13. Недостатком данного способа является низкое быстродействие из-за необходимости применения реверсивных регулируемых элементов. Известен способследящего уравновешивания цифровых автоматический экстремальных мостов переменного тока с реверсивными дискретно-регулируемыми органами, при котором осуществляют пробные скачкообразные воздействия и анализируют приращение модуля напряжения разбаланса, а процесс уравновешивания прекращают по достижению неотрицательных приращений модуля напряжения t23 Применение известного способа позволяет достигнуть минимальной погрешности згравновешивания и повышенной помехоустойчивости. В известном способе анализ приращений модуля напряжения позволяет лишь судить о том, приблизилась ли система к состоянию равновесия в результате пробКОГО шага, но не о том, с какой стороны от этого состояния находится в данный момент система. Это обстоятельство затрудняет использование в щгфровых экстремальных мостах нереверсивных многоразрядных цепочек уравновешивающих элементов, а значит получение йалого времени уравновешивания. Недостатком этого способа является сравнительно большое время уравно вешивания, обусловленное необходимостью применения реверсивных регули руемых органов. Известен цифровой автоматический мост переменного тока, содержащий последовательно соединенные генерато питшшя, мостовую схему, избирательный, усилитель и детектор, два ключа, триггер реверса, генератор импульсов модулятор, реверсивный счетчик, коммутационный блок и цифровой отсчетный блок Сз 3. 3 Известное устройство позволяет обеспечить минимальную погрешность уравновешивания, однако его недостат.ком является невысокое быстродействие, обусловленное применением реверсивных многоразрядных цепочек регулируемых элементов. Наиболее близким по технической сущности к изобретеншо является цифровой автоматический мост переменного тока,.содержащий последовательно соединенные генератор питания, мостовую схему, избирательный усилитель, детектор, ключ возврата, триггер реверса, реверсивный счетчик, коммутационный блок, выход которого соединен с мостовой схемой, а также последовательно соединенные блок управления схему переноса кода, регистр памяти и цифровой отсчетный блок, при этом второй выход блока управления соединен с ключом возврата, выход которого и третий выход блока управления через элемент ИЛИ соединены с вторым входом счетчика, вьпсод которого также соединен со схемой переноса,кода 4. Недостатком такого устройства является большое время уравновешивания;Цель изобретения - сокращение времени уравновешивания путем поочередного определения значения каждого разряда, начиная со старшего. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу уравновешивания цифровых автоматических экстремальных мостов переменного тока при котором формируют пробные скачкообразные воздействия и анализируют знак приращения модуля напряжения разбаланса, пробные воздействия каждый раз формируют одновременным включением данного и всех последующих младших разрядов, после анализа знака приращения модуля напряжения разбаланса все младшие разряды откJвoчaют, а данный разряд отключают только лишь при неотрицательном приращении модуля напряжения разбаланса. Устройство для осуществления спо- соба, содержащее последовательно соединенные генератор, мостовую схему, избирательный усилитель, детектор, а также последовательно соединенные генератор импульсов, регистр памяти и цифровой отсчетный блок, счетчик, снабжено дешифратором.
первой и второй группой элементов И и группой элементов ИЛИ, причем выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора и первыми входами соответствующих элементов И 5 первой группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с мостовой схемой, а выходы дещифратора соединены с первыми 0 входами соответствующих элементов И второй группы, входы которьк соединены с выходом детектора, а их выходы - с информационными входами регистра памяти, вьгходы которого 15 соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ второй выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика и с вторыми входами элементов И первой группы, а 20 первый выход генератора импульсов соединен с установочным входом счетчика.
На фиг. 1 представлен алгоритм; на фиг. 2 - диаграмма, йоясняющая по- 25 рддок уравновешивания мостовой цепи для трехразрядной регулируемой меры с весами по двоичному коду,
На фиг. 1 и 2 обозначено:ли - модуль приращения напряжения разбалан- 30 са; и - выходное напряжение мостовой цепи: с,- дискретно-регулируемый па- ; раметр мостовой цепи; jia фиг. 3 представлена схема устройства, реализующего данный способ.35
Процесс уравновешивания осуществляют путем поочередного определения значения каждого разряда, начиная со старшего. При первом такте для определения значения старшего - пер- 40 вого разряда формирзпот пробное воздействие одновременным включением всех разрядов. Если полученное при этом приращение ли модуля .напряжения разбаланса неотрицательно (аи7/(У),45 то все разряды отключают, если Ail отрицательно () то только старший разряд оставляют включенным, а остальные разряды отключают Во втором такте определяют значение после- so дующего второго разряда, для чего формируют пробное воздействие одновременным включением этого и последукацего - третьего, разряда. Аналогичным образом, в зависимости от знака 55 полученного при этом приращения модуля напряжения разбаланса, второй разряд либо отключают (при Л( ;.0)
либо оставляют включенным (приди 0 а младший - третий отключают. Для определения третьего - младшего разряда осуществляют пробное воздействие путем только его включения и в зависимости от знака приращения модуля напряжения разбаланса его оставляют включенным (при4и 0) или отключают (прилило). С этим процес уравновешивания завершается.
Согласно данному способу (фиг.1) число тактов уравновешивания равно числу разрядов.
Схема на фиг. 1 поясняет порядок уравновешивания для трехразрядной регулируемой меры при всех возможных случаях значения измеряемого параметра, соответствующий диаграмме на фиг. 2, и выделен толстой линией.
В данном способе число шагов уравновешиван11я уменьшено до количества разрядов регулируемого параметра при сохранении повьш1енной помехоусточивости экстремальных способов, что позволяет значительно сократить время уравновешивания по сравнению с известным способом.
Погрешность уравновешивания при данном способе минимальна и равна половине шага квантования образцовой регулируемой меры.
На фиг. 3 представлена схема цифрового автоматического моста, котрый содержит генератор 1 питания, мостовую схему 2, избирательный усилитель 3, детектор 4, группу элементов ИЛИ 5, первую и вторую группу элементов И 6 и 7, генератор 8 импульсов, счетчик 9, дешифратор 10, регистр 11 памяти, цифровой отсчетный блок 12.
Генератор 1 питает мостовую схему 2, выходной сигнал которой через избирательный усилитель 3 подается на вход детектора 4. При отрицательных приращениях выходного напряжения мостовой схемы 2 на выходе детектора формируется импульс.
Управление работой цифрового автоматического моста осуществляется импульсами генератора 8. Модуляционные воздействия производят кодовой комбинацией счетчика 5 через вторую группу элементов И 7 и группу элемен тов ИЛИ 5 на регулируемое плечо мостовой схемы 2.
Перед на 1алом процесса уравнове омчания ш-шульс сброса с первого выхода генератора 8 поступает на установочные входы счетчика 9 и регистра 11 памяти. Происходит установка регистра 11 в нулевое состояние и счетчика 9 в начальное состояние. При этом регулируемг й параметр мостовой схемы 2 принимает нулевое значение, так как кодовая комбинация на выходе регистра 11 памяти состоит из нулей, а элементы И 7 второй группы заперты, поскольку на втором выходе генератора 8 имеется нулевой сигнал. Затем производится уравновешивание мостовой схемы 2 последовательно подачей тактовых импульсов с второго выхода генератора 8 на счетный вход счетчика 9 и на вторые входы элементов И 7 второй группы.
В данном устройстве уравновешивание осуществляется путем поочередног определения значения каждого разряда регулируемого параметра мостовой схемы 2, начиная со старшего. В каждом такте уравновешивания пробные шаги воздействия формируются при подаче тактовых импульсов с второго выхода генератора 8 на соответствующие элементы автоматического моста. В результате пробных шагов, которые осуществляются одновременнь5м включением данного (определяемого) разряда регулируемого параметра и всех последующих младших ПС знаку приращения модуля напряжения разбаланса на выходе мостовой схемы 2, определяется значение данного разряда. Если приращение модуля напряжения разбаланса неотрицательно (ЛИ / 0), то данньй и все последующие младшие разряды отключают, если приращение отрицательно ( дУ 0) , то данньй разряд оставляют включенным, а все последующие младшие отключают и переходят к определению значения последующего второго разряда и т.д., таким же образом производится .поочередное определение (установление разрядов регулируемого параметра в 1 последующих ьетадших разрядов регулируемого параметра мостовой схемы 2
В первом такте уравновешивакия первый тактовый имгтульс с второго выхода генератора 8 переводит все. разряды счетчика 9 в состояние 1 и на первом выходе дешифратора 10 появляется 1. Тот же самый тактовый импульс поступает на вторые входы элементов И 7 второй группы и разрешает подачу с выхода счетчика 9 кодовой комбинации через эти элементы И 7 и элементы ИЛИ 5 на регулируемое плечо мостовой схемы 2. Это приводит к скачкообразному приращению регулируемого параметра мостовой схемы 2 и тем самьи осуществляется пробное воздействие. При этом, если на вьпсоде мостовой схемы 2 образуется отрицательное приращение модуля напряжения разбаланса, то с выхода детектора 4 на вторые входы элемен-. тов И 6 первой группы поступает импульс, который разрешает запись 1 с первого выхода дешифратора 10 на первый вход регистра 11. С первого выхода регистра 11 1 через первый элемент ИЛИ группы элементов ИЛИ 5 поступает на старший разряд регулируемого плеча мостовой схемы 2 и включает его. Если же в результате пробного воздействия образуется неотрицательное приращение - модуля напряжения разбаланса, то н выходе детектора 4 импульс не формируется и код в регистре tГ не меняется. По окончанию действия тактового импульса элементы И 7 втор.ой группы запираются (а значит, прекращается модуляционное воздействие) и разряды регулируемого плеча мостовой схемы 2 через элементы ИЛИ 5 находятся в состоянии,соответствуодем кодовой комбинации регистра 11.
Таким образом, в результате осуществленного пробного воздействия старший разряд регулируемого пара-. метра мостовой схемы 2 принял значение в соответствии со знаком модуля приращения напряжения разбаланса, а остальные младшие разряды отключались.
Во втором также уравновешивания второй тактовый импульс с второго выхода генератора 8 переводит счетчик 9 в следующее состояние и производится следующее пробное воздействие на регулируемый параметр мостовой схемы. При этом одновременно включаются последующий второй разряд регулируемого параметра и остальные младшие разряды. Аналогичным образом в зависимости от знака приращения модуля напряжения разбаланса мостовой схемы 2 второй разряд регулируемого плеча устанавливается
в 1 ипи О, а остальные младшие отключаются и так далее до завершения процесса уравновешивания мостово схемы 2, Процесс уравновешивания завершается за п тактов, число которьж равно числу разрядов регулируемого параметра. Как следует из указанного выше, уравновешивание цифрового автоматического моста осуществляется постояи нйм числом шагов п, равным числу разрядов регулируемого параметра, чем обеспечивается значительное повышение быстродействия по сравнению с известным устройством, имеющим реверсивный регулирующий орган. Причем погрешность уравновешивания устройства мин1шальна и равна 0,5 шага дискретизации регулируемого параметра. Таким образом, данные способ и устройство позволяют осуществить однонаправленное уравновешивание, т.е. осуществить подход к состоянию равновесия мостовой схемы с одной стороны, а использование в устройстве амплитудного детектора неравновесия обеспечивает такую же помехоустойчивость данного цифрового автоматического моста, как и у экстремальных автоматических мостов переменного тока.
1. Способ уравновешивания цифровых автоматических экстремальных мостов переменного тока, при котором формируют пробные воздействия и анализируют знак дриращения модуля напряжения разбаланса, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени уравновешивания путем поонередного определения значения . каждого разряда, начиная со старшего, пробные воздействия каждьй разформируют одновременным BKjno4eHHeM данного и всех последующих младших разрядов, после анализа знака приращения модуля напряжения разбаланса все младшие разряды отключают,. , а данный разряд отключают только лишь при отрицательном приращении модуля.напряжения разбаланса. 2. Устройство для уравновешивания Цифровых автоматических экстремальных мостов переменного тока, содержащее последовательно соединенные генератор, мостовую схему, избирательный усилитель, детектор, а также последовательно соединенные генератор импульсов, регистр памяти и циф- ровой отсчетный блок, счетчик, о т а S личающееся тем, что (Л оно снабжено дешифратором, первой и второй группой элементов Н и группой элементов ИЛИ, причем выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора и первыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соедиСП нены с первыми входами соответствуюо щих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с мостовой схемой, а выхоСП ды дешифратора соединены с первыми ел входами соответствующих элементов И со второй группы, вторые входы которых соединены с выходом детектора, а их выходы - с информационными входами регистра памяти, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, второй выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика и с вторыми входами элементов И первой группы, а первый выход генератора импульсов соединен с установочным входом счетчика .
.In.
О
I I
I
OL f
о
7
3
Фаг. 2
