Мостовое измерительное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, промышленной электронике и может быть использовано для измерения параметров объектов с двухполюсной схемой замещения, а также физических величин посредством параметрических датчиков, включаемых в мостовую цепь„

Цель изобретения - снижение расхода электрической энергии за счет отключения ее от источников питания блоков в паузе между формируемыми импульсами.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерительного устройства.

Генератор 1 питающих импульсов сигналов содержит требующееся по числу измеряемых параметров количество формирователей , 3 и 4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций: прямоугольных, линейно изменяющихся, квадратичных. Выходы их через переключатель 5 подключены к усилителю 6 мощности. Выход последнего является первым выходом генератора 1. В него также входит блок 7 синхронизации, два выхода которого образуют второй и третий выходы генератора 1. Два вывода питания усилителя 6 мощности образуют первый и второй входы генератора 1. Третий, четвертый и пятый входы генератора 1 образуют первые выводы питания формирователей 2, 3, 4 импульсов, а шестой, седьмой и восьмой входы - вторые выводы питания этих формирователей. Входы формирователей 2, 3, 4 им5

0

5

0

5

0

5

пульсов образуют девятый, десятый и одиннадцатый входы генератора 1. Два вывода питания блока 7 синхронизации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора 1. Последовательно друг с другом соединены генератор 1 (его первый выход), электрический мост 8, усилитель 9, детектор Ю равновесия, запоминающий конденсатор 11, включенный между выходом детектора равновесия и заземленной шиной, и индикатор 12 равновесия. Второй выход генератора 1 соединен с входами формирователя 13 управляющих импульсов, элемента 14 задержки и управляющим входом первого управляемого электронного ключа 15. Управляющий вход второго управляемого электронного ключа 16 соединен с третьим выходом генератора 1. Выход формирователя 13 управляющих импульсов подключен к управляющему входу детектора 10 равновесия. Выход элемента 14 задержки через переключатель 17 подключен к девятому десятому и одиннадцатому входам генератора 1 . Выход электронного ключа 15 соединен с переключателем 18, с первым входом генератора 1 и с выводам. питания формирователя управляющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилителя 9. Выход электронного ключа 16 соединен с переключателем 19, со вторым входом генератора 1 и со вторыми выводами питания формирователя управляющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилителя 9. Выходы переключателя 18 соединены с третьим четвертым и пятым входами генератора

5

, а переключателя 19 - с шестым, седьмым и восьмым входами его. Две клеммы для подключения двух источников постоянного напряжения с общей - заземленной шиной 20 соединены с элетронными ключами 15 и 16 и с входами двенадцать и тринадцать генератора 1

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 15, 16 разомкнуты, в паузе между импульсами транзисторы в блоке 7 синхронизации закрыты и устройство практически не потребляет электрическую энергию от источника питания. Потребляемая энергия в пауяе между импульсами определяется токами утечки и является пренебрежимо малой. Переключатели 5, 17, 18 и ,19 находятся в первом положении, когда к входу усилителя 6 мощности подключен выход формирователя 2 последовательности прямоугольных импульсов. Выводы питания этого формирователя подключены к электронным ключам 15 и 16, а вход - к выходу элемента 14 задержки. Блок 7 синхронизации формирует прямоугольные импульсы длительностью t u tn + tr+t гдеч tn - длительность переходного процесса в устройстве после подачи питающих напряжений; t г - длительность импульсов генератора; tft - длительность стадии восстановления, оп

567985

импульса синхронизации ключи 15 и 16 размыкаются и перестает потребляться энергия с источника постоянных напряжений. При такой работе, если электрический мост 8 не уравновешен, имеется соответствующее показание микроамперметра индикатора 12 равновесия. Регулировкой значения первого уравноЮ ветивающего параметра электрического моста 8 уравновешивают мост, что соответствует нулевому показанию микроамперметра индикатора 12 равновесия. После этого осуществляют переклю15 чение, в результате переключатели 5, 17, 18, 19 подключают к входу усилителя 6 мощности выход формирователя 3 линейно изменяющихся импульсов. Выводы питания его подключаются к элект-

2С ронннм ключам 15 и 16, а вход - к выходу элемента 14 задержки. Все процессы в устройстве протекают в полной аналогии с описанными процессами, только на электрический мост 8 пода25 ется с генератора-1 последовательность импульсов линейно изменяющегося напряжения.. В результате регулировкой значения второго уравновешивающего параметра уравновешиваем мост по втсЗС рому параметру.

Далее реализуем третье переключение и переключатели 5, 17, 18 и 19 ко входу усилителя 6 мощности ПОДАЛ- чают формирователь 4 квадратичных и.

Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока. Целью изобретения является уменьшение расхода электрической энергии от источника постоянного напряжения. Для этого в устройство введена совокупность блоков из двух управляемых электронных ключей 15, 16, элемента 14 задержки и трех переключателей 17-19. Вход элемента 14 задержки и управляющий вход первого электронного ключа 15 соединены с первым выходом блока 7 синхронизации, а с вторым его выходом - управляющий вход второго электронного ключа 16. Выход элемента 14 задержки соединен с входом второго переключателя 17, а выходы последнего с входами формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций. Входы электронных управляемых ключей 15, 16 соединены с двумя клеммами для подключения источника 20 двух постоянных напряжений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей 18, 19 и с выводами питания элемента 14 задержки, формирователя 13 управляющих импульсов, усилителя 6 мощности и усилителя 9. Выходы третьего и четвертого переключателей 18, 19 соединены с выводами питания формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций. В паре между импульсами практически не потребляется электрическая энергия элементом задержки, формирователями, усилителями и электрическим мостом от источников питания. 1 ил.

ределяющейся в основном длительностью , пульсов, к выводам питания последне- сброса интеграторов в генераторе I

в генераторе Во время действия импульса синхронизации ключи 15 и б замкнуты, и на соответствующие блоки подаются питающие напряжения. Импульсами синхронизации запускаются формирователь 13 и элемент 14. Длительность времени задержки элемента 14 равна t,n. По истечении его сигнал с элемента 14 запускает формирователь 2 прямоугольных импульсов. Длител нисть времени задержки формирователя управляющих имго - электронные ключи I5 и 16 и к входу - выход элемента 14 задержки. Процессы в устройстве протекают аналогично описанным, только на электр;-до ческий мост 8 подается с генератора последовательность квадратичных импульсов о После окончания импульса фор- мирователя 4 квадратичных импульссв емкость интегратора в генераторе ра-.д5 ряжается в течение длительности стадии восстановления tB.

По числу измеряемых параметров объ-- екта измерения осуществляют переключение переключателей. Все процессы 50 и пРиемы в работе устройства повторяются. После уравновешивания этектри- ческого моста 8 по всем параметрам (полное уравновешивание моста) берется отсчет искомых параметров по услопульса генератора) пропускает усилен- ., виям равновесия моста и по значениям . .кое напряжение неравновесия мостовойуравновешивающих параметров,

цепи на запоминающий конденсатор 11Таким образом, мостовое измерии микроамперметр индикатора 12 равно-тельное устройство по сравнению с про весия. После окончания длительноститотипом позволяет экономно расходопульсов равна tn + tn макс, где tnMaKC- максимальная длительность тгереходногс процесса в электрическом мосте 8. По окончании его сигнал с формирователя J1 3 поступает на детектор 1 0 равновесия, который в течение длительности его (почти до окончания длительности импульсов, к выводам питания последне-

го - электронные ключи I5 и 16 и к входу - выход элемента 14 задержки. Процессы в устройстве протекают аналогично описанным, только на электр;-ческий мост 8 подается с генератора последовательность квадратичных импульсов о После окончания импульса фор- мирователя 4 квадратичных импульссв емкость интегратора в генераторе ра-.ряжается в течение длительности стадии восстановления tB.

вать электрическую энергию от источника питания, потребление энергии уменьшается в О раз, где Q Tn/t u, Q - скважность импульсного процесса, Т„ - период повторения импульсов блока 7 синхронизации. Время хранения радиоэлектронных компонентов заметно превышает гарантированный срок эксплуатации их, поэтому у рассматриваемого измерителя улучшаются такие показатели, как надежность и срок службы. Малое потребление энергии и соответственно средней мощности открывает возможность для дальнейшей микроминиатюризации радиоэлектронных блоков измерителя.

Формула изобретения постовое измерительное устройство, содержащее клеммы для подключения источника двух постоянных напряжений с общей заземленной шиной для питания электронных каскадов, формирователь управляющих импульсов и последователь но со,% .н ним электрический мост, усилитель, детектор равновесия и ин- равновесия, запоминающий конденсатор, включенный между выходом Дс е.%т ра равновесия и заземленной ши- , г , включающий Б себя б .нчхрочизации, формирователи импульсо ..пением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, подключенные через первый переключатель к усилителю мощности, выход о го /о образует первый выход гене- ti O d, два выхода блока синхрониза- и . образуют второй и третий выход. не/гтора, два вывода питания п я мощности образуют первый и вт-. р х 1дь. генератора, третий, четвертм ;.- гьй зхгди генератора образуют г ,, ми } -. цы питания формирователей -.t p. 1:г, а шестой, седьмой и BOCI/ И

0

5

входы - вторые выводы питания формирователей импульсов, входы формирователей импульсов образуют девятый, десятый и одиннадцатый входы генератора, два вывода питания блока синхронизации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора, первый выход генератора соединен с входом электрического моста, второй выход генератора соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входом детектора равновесия, двенадцатый и трин ад5 цатый входы генератора соединены с клеммами для подключения источника двух постоянных напряжений, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода электрической энергии, в него введены два управляемых электронных ключа, элемент задержки и три переключателя, управляющий вход первого управляемого электронного ключа и вход элемента задержки соединены с вторым выходом генератора, управля-- ющий вход второго управляемого электронного ключа соединен с третьим вы- ходш генератора, ВЫУ элемента задержки соединен с входом второго пе- еключателч, выходы кот ого соедине- . дев ,м, девятым и одиннадцатым входами генератора, входы управляемых электронных ключей соединены с клеммами для подключения источника двух постоянных напряжений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей, с выводами питания элемента задержки, формирователя управляющих импульсов, уси- Q лителя и с. первым и вторым входами

геиератора, выходы третьего переклю- ч,м % ч .дин , fp-ькм, четвертым ч г , 1 вхоАс- .ч ,/.-и ..с, а выходы ..с.Т г ле- ., t , fti«- л с шестым,

. Сед .кьш и висыл-r - глодчмч генератора.

0

5