Цифровой трансформаторный мост Советский патент 1986 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения различных электрических параметров (емкости, индуктивности, проводимости, активного сопротивления) .

Цель изобретения - повьшение чувствительности и расширение диапазона измерений за счет увеличения изменения регулируемого напряжения.

На чертеже представлена структурная схема цифровоготрансформаторного моста.

Схема содержит трансформатор 1 напряжения с вторичными обмотками 2-5, сум1 шруницие трансформаторы 6, разрядные двзгхпозиционные переключатели 7, объект измерения 8, образцовую меру 9, детектор равновесия 10, реверсивный счетчик 11, спаренный переключатель 12, элементы 2И-ИЖ 13.

Первое плечо цифрового трансформаторного моста образовано обмоткой

2, а второе плечо - обмоткой 3 с последовательно подключенными к ней

вторичными обмотками суммирующих трансформаторов 6. Другие два плеча образованы объектом измерения 8 и образцовой мерой.

Суммирующие трансформаторы 6 имеют .коэффициенты трансформации, различающиеся по заданному закону, например для двоичного закона коэффициенты трансформации различаются в 4 раза и равны К , 4К, 16К,... Количество витков вторичных обмоток

4и 5 выбрано таким, что иц 2Up, где Оц - напряжение на вторичной обмотке 4; Ug - напряжение на вторичной обмотке 5j UQ - опорное напряжение .

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода обмоток 4 и

5в зависимости от положения разрядных двухпрзиционных переключателей 7, управляемых кодовой комбинацией

.а (i 1,2,...,п, где

п ( - --h

количество разрядов регулируемого

параметра), на выходе элементов 2И-ИЛИ 13 подается на входы суммирующих трансформаторов 6. Нулевым значениям разрядов aj кода соответствуют левые, а единичным - правые положения разрядных переключателей 7. К первичной обмотке каждого суммирующего трансформатора 6 в зависимости от состояния соответствующих

5

0

0

разрядных переключателей 7 могут подаваться напряжения с величинами 3Uo (например, для первого трансформатора 6 при а, а 1), 2Uo( при а„ О, а 1), и„ (при а„. 1, а, 0) и нулевое значение напряжения (при ао а 0).

Таким образом, напряжение на ветви вторичных обмоток суммирующих трансформаторов 6 будет определяться выражением

h-1

ли Ки,Х1 2 -а;.

Переключением спаренных переключателей 12 фаза напряжения Д U может меняться на 180°, в результате чего это напряжение может либо суммироваться с напряжением Uj вторич- .ной обмотки 3, либо вычитаться из него. Поэтому напряжение регулируемого плеча моста может меняться в диапазоне от (Uj - Umcxx) До

(з + Ди(хх. г-Де

напряжения ветви вторичных обмоток

суммирующих трансформаторов 6, полу 1. Как видли о,,) тлх значение

5

ченное при &„ .

но, диапазон изменения регулируемого.

напряжения равен 2Ли.

Процесс уравновешивания моста вы- полняется с помощью реверсивного, счетчика 11 по команде детектора равновесия 10. Спаренный переключатель 12 управляется выходным сигна- 5 лом (п+1)-го разряда реверсивного сче тчика 11 ,так что при а; OuU . (оказывается в противофазе с U

а при а., 1 они имеют одинаковую фазу. Остальные п разрядов реверсивного счетчика 11 служат для управления разрядными двухпозиционными переключателями 7 и подключаются к ним через элементы 2И-ИЛИ 13.

Элементы 2И-ИЛИ 13 предусмотрены

для того, чтобы в момент замещения единиц,младших разрядов реверсивного счетчика 11 единицей старшего (п+1)-го разряда и наоборот (01... 1 .. .МО. . .0) плавность изменения

Uj 4. U и сохранялась. Входы элементов 2И-Ш1И 13 соединены с выходами реверсивного счетчика 11 согласно логической функции:

Ь;

1т 1 1

+ а

h+1

- а

2 t

где Ь j - логический сигнал на выходе элемента 2И-ИЛИ i-ro разряда (i 0,1,-,n)j

I а.

1

3

3; И

- выходные сигналы соответствующих разрядов реверсивного счетчика.

В этом случае при единичном значении (п+1)-го разряда реверсивного счетчика 11 на входы разрядных двух- позиционных переключателей 7 подается прямой код реверсивного счетчика 11, а при нулевом значении (п+1)-го разряда - инверсный код. Это позволяет получить плавность изменения напряжения в регулирующем плече моста в диапазоне oT.Ug- uU до U + ди, что приводит к улучшению устойчивости системы уравновешивания моста.

Таким образом, предложеНнь цифровой трансформаторный мост по сравнению с известными имеет в два раза больший диапазон изменения регулируемого напряжения, что приводит к расширению диапазона измерения моста и повышению его разрешающей способности.

Формула изобретения

Цифровой трансформаторный мост, содержащий трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к, источнику питания, начало первой вторичной обмотки трансформатора соединено с первой клеммой для подключения объекта измерения, а конец - с общей шиной, вторую вторичную обмотку трансформатора напряжения, образцовую меру, первый вывод которой и вторая клемма для подключения объекта измерения соединены с первым входом детектора равновесия, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с h +1 разря-, дом реверсивного счетчика, сумг5 ру- ющие трансформаторы, вторичные обмотки, которых соединены последовательно, начало последней из них соединено с общей шиной, разрядные

(Составитель В.Семенчук Редактор М.Дьшын Техред Н.Бонкапо

Заказ 1609/52 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент,,. г.Ужгород, ул.Проектная,4

21603

двухпозиционные переключатели, подвижные контакты которых соединены соответственно с началом и концом первичных обмоток суммирующих трансформаторов, первые неподвижные контакты - с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, в него введены h элементов 2И-ШШ, два спаренных

10

15

20

25

30

35

40

45

переключателя, а в трансформатор напряжения - третья и четвертая обмотки, начало и конец третьей вторичной обмотки соответственно подключены к первому и второму неподвижным контактамiпервого переключателя, а начало и конец четвертой вторичной обмотки подключены соответственно к второму и первому неподвижным контактам второго спаренного переключателя, подвижные контакты спаренных переключателей соединены с общей шиной, средние выводы третьей и четвертой вторичных обмоток трансформатора напряжения соответственно соединены с вторыми неподвижными контактами разрядных двухпозиционных переключателей, конец второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с вторым выводом образцовой.меры, при этом управляющие входы спаренных переключателей соединены с К +1 разрядом реверсивного счетчика, а управляющие входы разрядных двухпозиционных переключателей соединены . с соответствующими выходами элементов 2И-ИЛИ, два входа которых соеди-- нены с прямыми и инверсными выходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика, а два других входа всех элементов 2И-ИЛИ - с прямым и инверсным выходами и +1 разряда реверсивного счетчика, начало .второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединено с концом последней вторичной обмотки суммирующего трансформатора.

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к измерительной технике. Предназначено для измерения различных электрических параметров - емкости, индуктивности, проводимости, активного сопротивления. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерений достигается путем увеличения пределов изменения регулируемого напряжения. Устройство содержит трансформатор 1 с обмотками 2-5, суммирующие трансформаторы 6, разрядные 2-позиционные переключа- тели 7,объект измерения 8,образцовую меру 9,детектор равновесия 10,реверсивный счетчик 11,спаренный переключатель 12,логические элементы 2И-ИЛИ 13. Предложенный трансформаторный мост имеет в 2 раза больший диапазон измерения регулируемого напряжения, что обеспечивает расширение диапазона измерения и повышение его разрешающей способности. 1 ил. (О