Универсальный цифровой экстремальный мост переменного тока Советский патент 1989 года по МПК G01R17/10 

4;;

ел

о

следящем режиме обеспечивается достижение максимально возможной скорости слежения при измерении параметров таких объектов. Это достигается путем введения в мост триггера 29 блокировки, регистра 31, счетчика 30, элементов ИЛИ 25, 26, элемента И 20, элемента ИПИ-НЕ 32, демуль- типлексора 28, а также изменением структуры в составе блока А управления. Введенные элементы позволяют запомнить код уравновешивающего элемента (УЭ) 15 (16) активного параметра после первого цикла уравнове07

шивания и, в случае необходимости, вновь занести его в этот же УЗ 15 (16) после второго цикла уравновешивания, осуществить блокировку переключения реактивного уравновешивающего параметра моста в следящем режиме измерений и снять ее при переходе на уравновешивание более старшего разряда УЗ 15 (16), или в случае потери чувствительности мостовой цепи 2 из-за возникшего неравновесия по реактивному параметру объекта измерения, 1 3,п, ф-лы, 2 ил,

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений. Цель изобретения - повышение быстродействия моста за счет сокращения числа циклов уравновешивания при измерении параметров активных объектов измерения с малым фазовым углом. В

1

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано при построении универсальных цифровых экстремальных мостов переменного тока, предназначенных -для измерений параметров комплексных сопротивлений.

Цель изобретения - повышение быстродействия моста при измерении параметров активных объектов измерений с малым фазовым углом за счет сокращения числа циклов уравновешивания, необходимых для обеспечения полного равновесия моста.

На фкг.1 представлена функциональная схема универсального цифрового экстремального моста переменного тока: на фиг, 2 - функциональная схема блока управления.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, мостовую цепь 2 и усилитель 3 сигнала неравновесия, блок 4 управления, который первым входом 5 подключен к выходу усилителя 3 сигнала неравновесия, последовательно соединенные блок 6 переключения реверса и счетчик 7 разрядов, первый и второй триггеры реверса 8 и 9, входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам 10 и 11 блока 4 управле- тя, к которым также подключены соответственно первый и второй входы блока 6 переключения реверса, тактовый генератор 12, первый и второй выходы которого подключены соответственно

к второму и третьему входам 13 и 14 блока 4 управления, а первый вход также к третьему входу блока 6 переключения реверса, первый и второй

уравновешивающие элементы 15 и 16, первые уттравляющие входы которых подключены к выходу счетчика 7 разрядов, куда подключен также управляющий вход усилителя 3 сигнала неравновесия, вторые управляющие входы - к выходам соответствующих триггеров 8 и 9 реверса, третьи входы - соответственно к третьему и четвертому выходам 17 и 18 блока 4 управления,

а выходы - к первому и второму управляющим входам мостовой цепи 2, триггер 19 переключения реактивного параметра, выход которого подключен к третьему управляющему входу мостовой цепи 2, первый и второй элементы И 20 и.21, первый, второй и третий элементы ИЛИ 22,23,24, первые входы которых соединены с выходом уравновешивающего элемента 16 реактивного параметра, -четвертый и пя- тьй элементы ИЛИ 25 и 26, триггер 27 фиксации равновесия, демультиплек- сор 28, первьй и второй входы которого подключены к выходу второго

элемента ИЛИ 23: первьй непосредственно, второй через первый вход и выход триггера 27 фиксации равновесия, триггер 29 блокировки, который первым входом соединен с инверсным выходом триггера 27, а выходом - с третьим входом демультиплексора 28,

счетчик 30, соединенный последовательно с четвертым элементом РШИ 25, регистр 31 и элемент ИЛИ-НЕ 32, причем выход первого элемента ИЛИ 22 через элемент И 20 подключен к входу триггера 19 переключения реактивного параметра, второй вход - к пятому выходу 33 блока управления, куда подключен также второй вход счетчика 7 разрядов, к выходу котррого подключены вторые входы элемента Ш1И: второго 23 и четвертого 25 непосредственно, а пятого 26 через элемент ИЛИ-НЕ 32. К выходу блока 6 переключения реверса- подключены третий вход второго элемента ИЛИ 23, первый вход пятого элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с вторыми входами триггеров: 27 непосредственно,а 29 через второй элемент И 21, второй .выход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ 25.

Первьй и второй выходы тактового генератора 12 подключены соответственно к одноименным выходам элементов: первый - счетчика 30, второй - третьего элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с установочным входом триггеров 9 реверса. Первьй и второй входы демультиплексора 28 подключены соответственно к четвертому и пятому входам 34 и 35 блока 4 управления, к первому выходу демультиплексора 28

соединен с первым входом 5 блока 4 первые входы демультиплексоров 39 и 40 соединены с вторым входом 13 с блока 4 управления, вторые входы - соответственно с прямым и инверсны выходами триггера 41 переключения параметра, первый и второй выходы каждого из мультиплексоров 39 и 40

43и 49, вторые входы которых подключены к входам блока: второму 20 13 и четвертому 34 соответственно, третьи входы ячеек 43 и 44 памяти подключены к пятому входу 35 блока ячейки 43 непосредственно, ячейки

44через инвертор 45, к выходу.кот 25 рого также подключен первый вход

элемента И-НЕ 46. Выходы ячеек 43 и 44 памяти подключены к второму входу компаратора 42 кодов, первый выход которого подключен к первому 30 входу элемента тИ-ЕЕ 47, и к треть му входу демультиплексора 39, первы вход элемента ИЛИ 48 подключен к третьему входу 14 блока 4 управления, куда также подключены вход

также подключень второй вход элемен- 35 переключения параметра

та И 20 и первый вход регистра 31, второй вход и выход которого подключены, соответственно к выходу и четвертому входу уравновешивающего элемента 15 активного параметра, пятый; вход которого вместе с третьим вхог : дом первого элемента И 20 подключен к шестому выходу 36 блока 4 управления, седьмой выход которого 37 сое- динен с вторым входом счетчика 30, выход второго зфавновешивающего элемента 46 подключен к третьему четвертого элемента 25 ИЛИ, четвертый вход которого подключен к входу 38

и второй вход А1Ш 49, второй выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 48, выход которого под ключен к пятому выходу блока 4 упра 40 ления,

К шестому и седьмому выходам 36 :И 37 блока 4 управления подключены соответственно выходы элемента И-НЕ 46 и элемента ИЛИ-НЕ 47, вторые вхо 45 ДЫ которых соединены с вторым выход компаратора 42 кодов.

Устройство работает следующим об разом.

Напряжение рабочей частоты с выупр|вления режимом работы устройства, so хода генератора 1 подается в диаго, питания мостовой цепи 2. Уравновешивание моста по параметрам р и

Елок 4. управления (фиг.2) содержит первьй и второй демультиплексеры 39 и 40, триггер 41 переключения параметра, компаратор 42 кодов,первую и вторую-ячейки памяти 43 и 44, инвертор 45, элемент И-НЕ 46, элемент ИЛИ-НЕ 47, элемент 48 ИЛИ и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 49, аналоговый вход которого

q осуществляется с .помощью входящих в его состав регулируемых образ- 55 цовых мер или делителей напряжения, :управление которыми осуществляется .выходными сигналами уравновешивающих элементов 15 и 16. С помощью элемента 16 мост уравновешивается по реаксоединен с первым входом 5 блока 4, первые входы демультиплексоров 39 и 40 соединены с вторым входом 13 блока 4 управления, вторые входы - соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 41 переключения параметра, первый и второй выходы каждого из мультиплексоров 39 и 40

подключены соответственно к выходам блока: первого - к первому и второму выходам 10 и 11, второго - к третьему и четвертому выходам 17 и 18 блока 4 управления, кодовый выход. АЦП 49 подключен к первому выходу компаратора 42 кодов и к первым входам первой и второй ячейки памяти

43и 49, вторые входы которых подключены к входам блока: второму 13 и четвертому 34 соответственно, третьи входы ячеек 43 и 44 памяти подключены к пятому входу 35 блока: ячейки 43 непосредственно, ячейки

44через инвертор 45, к выходу.кото- рого также подключен первый вход

элемента И-НЕ 46. Выходы ячеек 43 и 44 памяти подключены к второму входу компаратора 42 кодов, первый выход которого подключен к первому входу элемента тИ-ЕЕ 47, и к третьему входу демультиплексора 39, первый вход элемента ИЛИ 48 подключен к третьему входу 14 блока 4 управления, куда также подключены вход

переключения параметра

переключения параметра

и второй вход А1Ш 49, второй выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 48, выход которого подключен к пятому выходу блока 4 управ- ления,

К шестому и седьмому выходам 36 И 37 блока 4 управления подключены соответственно выходы элемента И-НЕ 46 и элемента ИЛИ-НЕ 47, вторые вхо- ДЫ которых соединены с вторым выходом компаратора 42 кодов.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение рабочей частоты с выода генератора 1 подается в диаго, питания мостовой цепи 2. Уравновешивание моста по параметрам р и

q осуществляется с .помощью входящих в его состав регулируемых образ- 5 цовых мер или делителей напряжения, :управление которыми осуществляется .выходными сигналами уравновешивающих элементов 15 и 16. С помощью элемента 16 мост уравновешивается по реак51

тинному параметру р, а с помощью элемента 15 - по активному параметРУ л

Выходной сигнал мостовой цепи 2 усиливается усилителем 3 сигнала неравновесия, детектируется и его огибающая подается на вход 5 блока 4 управления. Тактовый генератор 12 за дает такты работы (уравновешивания) устройства,

В начале каждого такта на его первом выходе вырабатывается первый тактовый импульс (ТИТ), который через вход 13 блока 4 управления посту пает на первьм вход его демультиплек сора 40, Адресный выход демультиплек сора 40 подключен к второму выходу триггера 41 переключения параметра, Е зависимости от логического сос- тслнкя этого выхода триггера 41,импульс ТИ1 проходит на первый ши второй выход демультиплексора 40 и через выходы 17 или 18 блока 4 управления поступает на один из урав- новешиваюидих элементов 15 или 16, Каждьш из уравновешзтвающих элементов содержит многорлзрядньм ревер- сивнрлй счетчик, переключающийся по одному из разрядов указанными им- пульсамиа Направление счета определяется потенциалом на втором управляющем входе, который задает соответствующий триггер реверса 8 или 9, разряда, на который поступают импульсы ТИ1; определяется состоянием счетчика 7 разрядов, выходные сигналы которого поступают на первые yпpaвляющIie входы уравновевшвающих элементов, В конце каждого такта так- товы.й генератор 12 вырабатывает на своем выходе второй тактовый импульс ТИ2, который через третий вход 14 блока 4 управления поступает на счетный вход триггера 4i переключения параметра и опрокидывает его Этот ке импульс поступает также на второй вход (вход запуска) АЦП 49 и запус-- кает его АЦП преобразует амплитуду огибающей сигнала неравновесия в цифровой код, который подается на первый вход компаратора 42 кодов„

Компаратор определяет знак прира- Едегшя амплитуды сигнала неравновесия, вызванное переключениеи (регулировкой) уравновешивающего элемента импульсом ТИТ данного такта урав- новешир.ания.

516076

На второй вход компаратора 42 ко-i дов поступает код амплитуды сигнала неравновесия до вьшолнения данного такта.

Этот код запоминается в первой ячейке 43 памяти, куда записывается с выхода АЦП по импульч:у ТИ1 данного такта, который поступает на второй

10 вход ячейки 43 памяти с входа 13 блока 4 управления. Потенциал логической единицы, поступающий на вход ячейки 43 памяти с входа 35 блока 4 управления, подключает ее выход к 15 второму входу компаратора 42 кодов, тогда как инвертирующий потенциал этого же входа 35 блока 4 управления отключает выход такой же ячейки 44 памяти. Если код на первом входе ком20 паратора 4. кодов меньше кода на

его втором входе (отрицательное приращение амплитуды сигнала неравновесия),, то на первом выходе компара- тора кодов появляется потенциал ло25 гической единицы, который закрывает первый демультиплексор 39 для прохождения следующего импульса ТИ1. В противном случае (знак приращения положительный или приращение

30 отсутствует) нулевой потенциал на первом выходе компаратора 42 кодов открывает демультиплексор 39. Адрес- ный вход демультиплексора 39 подключен к первому выходу триггера 41 пе3g реключе1тя параметра. Поэтому следующий импульс ТИТ пройдет на один из выходов демультиплексора 39, и под действием сигнала, вырабатываемого на выходе 10 или 11 блока 4 управле40 ния, вызовет опрокидывание триггера реверса того уравновешивающего элемента, который регулировался в предыдущем такте. Этот же импульс воздействует на второй уравновешивающий

45 элемент, В конце следующего такта таким же образом устанавливается состояние . триггера реверса - второго уравновешивающего элемента.

Таким образом, в последующих за50 тем тактах регулирование уравновеши- ваюнщх элементов обоих параметров будет осуществляться в направлениях уменьшения амплитуды выходного сигнала мостовой цепи 2.

55 После достижения состояния равновесия, любая регулировка любого из уравновешивающих элементов приводит к увеличению амплитуды сигнала неравновесия. Поэтому в двух следую7

тих тактах на выходах 10 и 11 (в лбом порядке) блока 4 управления появляются импульсы, что фиксируется в блоке 6 переключения реверса и в результате он открывается для прохождения следующего импульса ТИТ, Этот импульс проходит на первый вход счетчика 7 разрядов и переводит его в состояние, при котором зписанное в нем число уменьшается на единицу,

В начале уравновешивания код ; счетчика 7 разрядов равен числу рарядов в уравновешивающих элементах что соответствует подаче импульсов ТИ1 уравновешивания на-самые старш разряды уравновешивающих элементов Уравновешивание мостовой цепи при этом осуществляется самыми крупными шагами, а коэффициент передачи усилителя 3 сигнала неравновесия, опрделяемая кодом на его управляющем входе - минимален.

При уменьшении кода счетчика 7 разрядов импульсы уравновешивания подаются на следующие младшие разряды уравновешивающих элементов, что обеспечивает уравновешивание мостовой цепи более мелкими щага. Соответственно возрастает коэффициент передачи усилителя 3 сигнала неравновесия.

Если в процессе уравновешивания моста его выходной сигнал по каким- либо причинам резко возрастает и ег амплитуда превысит верхнюю границу динамического диапазона усилителя сигнала неравновесия, после вьтолне ния преобразования на втором выходе АЦП появится сигнал переполнения - логический нуль Это позволит импулсу ТИ2, который запускал АЦП 49, пройти через элемент ИЛИ 48 на пя- тьй выход 33 блока 4 управления, а с него - на второй вход счетчика 7 разрядов и увеличить записанное в нем число на единицу. При этом проиходит обратный межразрядный переход и уравновешивание продолжается на более старшем разряде. Процесс уравновешивания моста завершается после достижения его равновесного состояния при коде счетчика 7 разрядов равным нулю.

Предположим, что перед измерением реактивный уравновешивающий параметр р моста бьш установлен неправильно. Если реактивный параметр

объекта измерер шя имеет значительную величину (более 1,5 единиц по предыдущему разряду уравновегаивающе- 5 го элемента 16), то по окончанию уравновешивания на очередном разряде амплитуда остаточного сигнала неравновесия окажется весьма значительной и, после межразрядного пере- 1С хода превысит верхнюю границу рабочего динамического диапазона усилителя сигнала неравновесия. При этом, тактовый импульс ТИ2 с пятого выхода 33 блока 4 управления пройдет на 15 второй вход счетчика 7 разрядов,что обеспечит выполнение обратного межразрядного перехода. Этот же импульс поступит на вторые входы элементов ИЛИ 22 и 24 (непосредственно с вы- 20 хода тактового генератора 12). Он может пройти через эти элементы только в случае равенства нулю кода на выходе уравновешивающего элемента- 16, что имеет место в рассматривае- 25 мом случае. Тогда этот импульс с выхода элемента 24 ИЛИ поступит на установочный вход триггера реверса 9 реактивного параметра и установит на его выходе состояние, соответст- 30 вующее положительному направлению последующего регулирования уравновешивающего элемента 16, Этот же импульс через элемент ИЛИ 22 поступает на первый вход элемента И 20. Так 5 как на двух других его входах в данный момент действуют потенциалы логической единицы, этот импульс проходит на счетный вход триггера 19 переключения реактивного параметра, ( опрокидывает его и, посредством ком- мутирутощих элементов мостовой цепи, изменяет ее конфигурацию таким образом, чтобы фаза напряжения или тока, уравновешивающего мост по реактивно- 5 му.параметру, изменилась на противоположную. После этого уравновешивание моста продолжается уже при адекватных параметрах измерительной цепи и объекта измерения. 0 Если реактивный параметр объекта измерений меньше указанной вьш1е величины, то импульс на выходе 33 блока 4 управления не будет вырабатываться вплоть до уравновептвания мос- 5 товой .цепи на последнем разряде даже при несоответствии уравновешиваю- шего параметра р характеру реактивности объекта измерения. После этого следующий импульс ТИ1 с выхода

блока 6 переключения реверса пройдет на первый вход дe -гyльтиплeкcopa 28 черсч элемент ИЛИ 23, на других вхо- дях которого в этот момент действует потеш иал логического нуля. Этот ке импульс сзоим отрицательным пере- ирдом устй; авли1зает в адикицу триг- 27 фиксации равновесияj которые

вания Если в результате доуравнове шивания моста после переключения ре активного параметра р опять получил ся нулевой код уравновешивающего элемента 16, то следующий импульс ТИ1 с выхода блока 6 переключения реверса опять через элемент ИЛИ 23 поступает на первые входы демультивместе с триггером 29 блокировгш бы- 10 плексора 28 и триггера 27 фиксации

лк устаповланы в нули предваритель- то. Кодовая комбинация из единицы к нул.я соответственно на втором и гре-т ьсм адресных входах демультиплек- сора позволяет импульсу ТИ1 пройти с первого выхода демультиплексора 28 г.й яторой вход элемента И 20,,На остальных входах этого злемента дей- ствумт потенциалы логической едини- .4,, nosTOf/r/ импульс ТИ1 вызовет оп- рокидьпзание триггера 19 переключе- реактивного параметра. При этом, .i;-i.3 i uHKTCH у:: авновешиБак1 ций параметр i чпстозой цепи и произойди т ее до- уравновашийлние в другом квадранте Г сомплйтссной полуплоскости. В резуль- чмте Бьтолненных действий выходной ОД уравнозетакваК Щ ;го элемента 16 при:кмяет значение отличное от ну- :-1- ,. к далъмейшего переключения триг- ;:-ipa I J не проуюходит.

Возможнъ: случаи, когда и при пов-- . орном уравк 0 зашквании выходной код урязновешпвающего элемента 16 равен нулю, лп: о имеет место либо при строгом равенстве кулм реактивного пара- «:етра об ье:-:та тгзмергния; либо при наличии фазовьпс п огрешностей элементов мостовой цепи, 3 этом случае устройство устанавливает такой реактивный уравновешивающий элемент р. при котором остаточный сигнсш неравновесия после уравновешивания моста меныяе. Это осуществляется следующим обрапом. Импульс Ш1, который через первый вход демультиплексора 28 и элемент 20 И опрокидывает триггер 19 переключения реактивного параметра, также поступает на вход синхронизаравновесия, вызвав опрокидывание последнего в нулевое состояние,Кодо вая комбинация из двух нулей на адресных входах демультиплексора 28

15 позволяет импульсу ТИ1 пройти через второй выход демультиплексора 28 и пятый вход 35 блока 4 управления на третий вход первой ячейки 43 памяти и тем caNJbiM отключить ее выход от

20 второго входа компаратора 42 кодов. Этот же инвертированный импульс с выхода инвертора 45 подключает к второму входу компаратора кодов выход второй 44 ячейки памяти. Таким

25 образом, на первый вход коипаратора 42 кодов подается код остаточного сигнала неравновесия, полувоенный во втором 1щкле уравновешивания, а на второй вход - код того же сигнала

30 после первого уравновешивания. Если код на первом входе компаратора 42 кодов меньше шти равен коду на его втором входе (остаточный сигнал неравновесия после второго уравновеши вания не больше, чем после первого) на втором выходе компаратора 42 кодов устанавливается нулевой потенци ал, который запрещает прохождение инвертированного импульса ТИ1 на вы ход 36 блока 4 управления, Никаких изменений и коммутаций в мосте в этом случае не произойдет.

Если же код на первом входе компаратора 42 кодов больше кода на его втором входе (остаточный сигнал неравновесия после второго уравнове шивания больше, чем после первого), тогда потенциал логической единицы на втором выходе компаратора 42 ко35

40

45

ции регистра 3U При этом, в регистр 50 Д° откроет элемент И-НЕ 46.

31 записывается выходной код уравновешивающего элемента 1 5 актглвного параметра. Этот же ньтупъс с четвертого входа блока 4 гправления поступает на второй ВХОД (вход записи), второй ячейки 44 памяти, в которую записывается код значения остаточно- I D неравновесия, пол л екко- го в p -iP-yjibTaTe первого урявновеши

Импульс ТИ1 отрицательной полярности с шестого выхода 36 блока 4 уп равления через третий вход элемента И 20 произведет повторное опрокиды- 55 вание триггера 19 переключения реактивного параметра. Этот же импульс поступает на пятый вход уравновешивающего элемента 5 и переписывает в него из регистра 31 код состояния

вания Если в результате доуравнове- шивания моста после переключения реактивного параметра р опять получился нулевой код уравновешивающего элемента 16, то следующий импульс ТИ1 с выхода блока 6 переключения реверса опять через элемент ИЛИ 23 поступает на первые входы демультиравновесия, вызвав опрокидывание последнего в нулевое состояние,Кодовая комбинация из двух нулей на адресных входах демультиплексора 28

позволяет импульсу ТИ1 пройти через второй выход демультиплексора 28 и пятый вход 35 блока 4 управления на третий вход первой ячейки 43 памяти, и тем caNJbiM отключить ее выход от

второго входа компаратора 42 кодов. Этот же инвертированный импульс с выхода инвертора 45 подключает к второму входу компаратора кодов выход второй 44 ячейки памяти. Таким

образом, на первый вход коипаратора 42 кодов подается код остаточного сигнала неравновесия, полувоенный во втором 1щкле уравновешивания, а на второй вход - код того же сигнала

после первого уравновешивания. Если код на первом входе компаратора 42 кодов меньше шти равен коду на его втором входе (остаточный сигнал неравновесия после второго уравновешивания не больше, чем после первого), на втором выходе компаратора 42 кодов устанавливается нулевой потенциал, который запрещает прохождение инвертированного импульса ТИ1 на выход 36 блока 4 управления, Никаких изменений и коммутаций в мосте в этом случае не произойдет.

Если же код на первом входе компаратора 42 кодов больше кода на его втором входе (остаточный сигнал неравновесия после второго уравновешивания больше, чем после первого), тогда потенциал логической единицы на втором выходе компаратора 42 ко

Д° откроет элемент И-НЕ 46.

Импульс ТИ1 отрицательной полярности с шестого выхода 36 блока 4 управления через третий вход элемента И 20 произведет повторное опрокиды- 55 вание триггера 19 переключения реактивного параметра. Этот же импульс поступает на пятый вход уравновешивающего элемента 5 и переписывает в него из регистра 31 код состояния

этого же элемента после первого уравновешивания. Таким образом, мос воэвращается в состояние, в котором он находился после первого уравнове тивания бея второго доуравновешива-

НИЯг

После выработки второго (при нулвом состоянии счетчика 7 разрядов) импульса на выходе блока 6 переключ

ния реверса в режиме разовых измерений, процесс уравновешивания прекращается и информация о состояниях уравновешивающих элементов, а также о характере реактивного уравновешивающего параметра р выводится на цировое табло,

В следящем режиме измерений процесс уравновешивания на последнем разряде уравновешивающих элементов не прекращается и после каждого четного импульса блока 6 переключения реверса (при нулевом состоянии счет- . чика 7 разрядов) на цифровое табло выдается очередной отсчет значений параметров измеряемого объекта.

В этом случае для и сключения излишних изменений конфигурации мостовой цепи при измерении активных объектов с малым фазовым углом введена блокировка переключения триггера 1 9 переключения реактивного параметра. Она выполняется после выдачи первого результата уравновешивания на цифровом табло и снимается при переходе моста на старшие разряды уравновешивания.

Дпя этого счетный вход триггеров 29 блокировки подключен к инверсному выходу триггера 27 фиксации равновесия. После второго импульса ТИТ с выхода элемента 23 ИЛИ триггер 27 возвращается в состояние нуля, при этом положительный перепад на его инверсном выходе переводит триггер 29 блокировки в единичное состояние. Логическая единица на третьем входе де- мультиплексора 29 запрещает прохождение импульсов на выход последнего,

Блокировка снимается при переходе на уравновешивание по более старшим разрядам уравновешивающих элементов. В этом случае импульс с выхода блока 6 переключения реверса проходит через элемент 26 ИЛИ, поскольку на его втором входе потенциал логического нуля с выхода элемента ИЛИ-НЕ 32. Этот импульс поступает на установочный вход триггера 27 фиксации равно

12

- д

весия, а также через элемент 21 И на такой же вход триггера 29 блокировки и сбрасывает эти триггеры в нулевое состояние, чем снимается блокировка.

Возможен случай, когда в процессе слежения за объектом, в последнем возрастает реактивтгй параметр с характером противоположньгм характеру

30

реактивного уравновешнБающего параметра моста. Величина этой реактивности недостаточна для возврата к уравновешиванию по старшим разрядам 15 уравновешивающих элементов, но она может привести к потере чувствительности мостовой цепи и к Сгшжению точности измерения. Потеря чувствительности приводит к отсутствию при- 20 ращений амплитуды сигнала неравновесия мостовой цепи, которое фиксируется компаратором 42 кодов блока 4 управления моста как наличие нулевых потенциалов на обоих его выхо- 25 дах в нескольких тактах урявновеши- вания подряд.

При этом, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 47 устанавливается потенциал логической единицы, которьш разрепа- ет счет тактирующих иьтульсов ТИТ счетчиком 30, После второго (подряд) импульса ТИТ на выходе счетчика 30 возникнет иьтульс, которьй поступит на первый вход эленента 35 ИЛИ 25. На других входах этого элемента в данный момент установлены потенциалы логтгеского нуля, поскольку на вход 38 управления режимом работы устройства, к которому под- 40 ключен четвертый вход элемента

ИЛИ 25, в следящем режиме измере шй подается потенциал логического нуля. Поэтому импульс с выхода элемепта ИЛИ 25 через элемент И 21 поступит 45 на установочный вход триггера 29

блокировки и переведет его в состояния нуля. Это дает возможность установить реактивный параметр р мостовой цепи, адекватный параметру измеряемого объекта.

Таким образом, в пред.пагаемом устройстве исключен третий цикл уравновешивания на последнем разряде, что обеспечивает ему по сравнению с известным более высокое быстродействие. Кроме того, в следящем режиме при измерении активных объектов с малым фазовым углом в данном устройстве исключается излишнее измене5

13145

ние конфигурации мостовой цепи, что устраняет временную задержку, необходимую на успокоение переходных процессов в измерительной цепи и ее до- уравновешивания. Это дает возможность достичь максимально возможной скорости слежения при -произвольном характере объекта измерения,

Формула изобретения

1, Универсальный цифровой экстремальный мост переменного тока, содержащий последовательно соединенные генератор, мостовую цепь, усилитель сигнала неравновесия и блок управления, последовательно соединенные бло переключения реверса и счетчик разрядов, первьй и второй триггеры реверса, входами подключет-шые соответстт венно к первому и второму входам блока переключения реверса, к которым также подключены соответственно первый и второй выходы блока управления, тактовьш генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока управления, а первый выход тактового генератора соединен с третьим входом блока переключения реверса, первый.и второй уравновешивающие элементы, первые управляющие входы которых подключены к выходу счетчика разрядов и к управляющему .входу усилителя неравновесия, вторые управляюпще входы к выходам соответствующих триггеров реверса, третьи входы - соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, а выходы - к первому и второму управляющим входам мостовой цепи соответственно, триггер переключения реактивного параметра, выход которого подключен к третьему управляющему входу мостовой цепи, первый элемент И, выход которого подключен к счетному входу триггера переключения реактивного параметра, триггер фиксации равновесия, первьй, второй и третий элементы ИЛИ, причем первые входы элементов ИЛИ соединены с выходом второго уравновешивающего элемента, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемента И, пятый выход блока управления подклю чен к вторым входам первого элемента ИЛИ и счетчика разрядов, выход которого соединен с втоП7

рым входом второго элемента ИЛИ,тре-. тий вход которого подключен к выходу блока переключения реверса второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым выходом тактового генератора, а выход - с установочш 1м входом второго триггера реверса, при этом блок управления содержит триггер пе- реключения параметра, вход которого подключен к третьему входу блока управления , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер 5 блокировки, регистр, счетчик, четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и демульти- плексор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответст0 венно второго элемента ИЛИ и триггера фиксации равновесия, инверсный выход которого соединен с первым входом триггера блокировки, выход которого подключен к третьему входу

5 демультиплексора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам блока управления, к четвертому входу которого также подключены второй

0 вход первого элемента И и первый вход регистра, выход и второй вход которого подключены соответственно к четвертому входу и выходу первого уравновешивающего элемента, пятый

3g выход которого подключен к третьему входу первого элемента И и к шестому выходу блока управления, второй вход и седьмой выход которого соединены соответственно с первым и вторым

40 входами счетчика, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход :пятого элемента ИЛИ соединен с вторыми, входами триггера фиксации равновесия непосредст45 венно, триггера блокировки - через второй элемент И, к второму входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, счетчик разрядов первым входом соединен с первым входом

50 пятого элемента ЮШ, а выходом - с вторыми входами четвертого элемента ИЛИ непосредственно, а пятого - через элемент ИЛИ - НЕ, четвертьм элемент ИЛИ третьим входом подключен к

55 выходу второго уравновешивающего элемента, четвертым входом - к входу управления режимом работы моста,

содержит первый и второй демульти- плексоры, компаратор кодов, первую и вторую ячейки памяти, инвертор, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, элемен ИЛИ и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый вход которого соединен с первым входным зажимом блока управления, к второму входному зажиму которого подключены первые входы первого и второго демультиплексоров, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера переключения параметров, а первый и второй выходы пер- вого и второго демультиплексоров подключены к выходным зажимам блока управления соответственно от первого до четвертого включительно, кодовый выход аналого-цифрового преобразова- теля подключен к первому входу компаратора кодов и к первым входам первой и второй ячейки памяти, вторые входы ячеек памяти подключены к второму и четвертому входным зажимам блока управления, третий вход первой ячейки памяти подключен к пятому входному зажиму блока управления непосредственно, а второй ячейки - через инвертор, к выходу которого также подключен первьп вход элемента И-НЕ, к первому входу элемента ИЛИ-НЕ и к третьему входу первого демультиплексора подключен выход компаратора кодов, первый вход элемента ИЛИ соединен с третьим входным зажимом блока управления и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к пятому выходному зажиму блока управления, к шестому и седьмому зажимам которого подключены выходы элементов соответственно И-НЕ, ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с вторым выходом компаратора кодов.