ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕи!т10ГО ТОКА Советский патент 1972 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известен цифровой автоматический безмодуляцио П ЫЙ экстремальный мост переменного тока для измерения комплексных сопротивлений, содержащий генератор синусоидального напряжения, мостовую измерительиую день, детектор равновесия, уравновешивающий элемент (реверсивные счетчики), соединенный с мостовой измерительной цепью, триггер реверса, вход которого подключен к детектору равновесия, а выход - к уравновешивающему элементу, и тактовый генератор, соединеиный с детектором равновесия и уравновешивающим элементом.

Иедостатком этого моста является то, что нельзя развязать контуры уравновешивания, так как движение иотенциальиых точек нзмерительиой диагонали происходнт только но лииии уравновещнва1Н1я, которые в общем случае не ортогональны. Это ухудшает динамические и метрологические характеристики безмодуляциониого моста, в частност |, увеличивает время уравновешивания.

В предлагаемом мосте осуществлена пол1 ая развязка контуров уравновешивания, что повышает быстродействие и расширяет пределы измерения.

тельного уравновешивания но линиям полной развязки контуров уравновещнвания, подключенной к мостовой измерительной цепи через устройство переключения полярности и управляемой дополпительиым реверсивным счетчиком, вход которого подключен к тактовому генератору, а выходы - через блок переноса к уравновешиваюп1ему элементу, причем вход управления устройства переключеиня полярности подсоединен к триггеру реверса.

Иа фпг. 1 показана блок-схема описываемого моста, содержащего измерительную цепь 1, генератор нитапия 2, детектор равновесия 3,

триггер реверса 4, тактовый генератор 5, уравновенип аюн(ий элемент 6, вспомогательный счетчик 7, донолЕнггельную декаду (например, бесконтактную) 8 уравновешивания по линиям полной развязки, подключенную к измерительной цени через унравляемый переключатель 9 полярности, и блок 10 переноса. Импульсы с выхода тактового генератора 5 подаются на вход вспомогательпого счетчика 7, управляющего дополнительной декадой 8 с

уравновешиванием по лпиням полной развязкп контуров. Состояние уравновещиваюи1его элемента 6 не изменяется. Изменения амплит ды сигнала выхода измерительной цепи, вы3BaiHibie иереключением декады 8, анализируПИИ равновесия (отсутствие отрицательиых приращений в огибающей выходного сигпалг измерительной цени) по комаиде с детектора равновесия 3 блок 10 нереноспт состояние всноыогательного счетчика с учетом знака (знак онределяется состоянием переключателя 9} в основной уравновещнвающий элемент, который изменяет свое состояние на перенесеииую величину. Вспомогательный счетчик 7 нри этом сбрасывается в «О. Происходит переход на уравновещивание по следующей декаде. На фиг. 1 блок распределения импульсов по декадам уравновешивающего элемента для упрощения не показап. Не показан и декадный делитель напряжения на выходе дополнительной декады 8.

Поскольку предварительное уравновещивание но декадам нроисходит всегда при прямом счете всномогательного счетчика 7, то для обеспечения регулирования параметра в обе стороны всномогательная декада 8 подключена к измерительной цени через переключатель 9 полярности, управляемый триггером реверса 4.I

Перенос состояний всномогательного счетчика 7 блоком переноса 10 может осуществляться по разному. В частности, может быть использован последовательный перенос, параллельный, при котором триггеры уравновещивающего элемента одновременно устанавливаются в соответствии с состояниями триггеров вспомогательного счетчика, и др. Но во всех случаях время переноса весьма мало по сравнению с длительностью такта уравновещнвания.

Возможность полной развязки контуров уравновещивания подтверждается диаграммой уравновещивания, ноказанной на фиг. 2. Линии уравновещивания но регулируемым параметрам р и q обозначены соответственно pvar и qvar. Путь движения конца вектора разбаланса Ucd при уравиовещивании предлагаемого безмодуляционного моста следующий.

Пусть уравновешивание начинается с параметра q. В результате изменения состояния дополнительиой декады конец d вектора разбаланса Ucd движется по линии полной развязки и приходит в di, где сигнал Ucd имеет минимальное значение. В результате переноса состояния дополнительной декады (пропорционального разбаланса по данному параметру) конец вектора перемещается d. Начинается аналогичная регулировка по второму параметру р. Конец вектора Ucd перемещается из в ds но линии dz-«3, перпендикулярной линиям qvar, и после переноса - в точку равновесия С. Из диаграммы видно, что разбаланс по одному параметру не влияет на обнаружение точки равновесия но другому, т. е. осуществляется их полная развязка.

На фиг. 3 показан пример практического использования предлагаемого моста для измерения параметров катущек индуктивностн. Мостовая цепь 1 содержит трансформатор напряжения Tpi, к генераторной обмотке /п,. которого подключен ннтающий генератор 2, второй трансформатор напряжения Гр,, комнаратор токов КТ, работающий в режиме ко роткого замыкания, объект измерения - катущку индуктивностн с нотерями - , образцовую меру LO, онерационный усилитель Y с образцовыми элементами RoCo. Обмоткн т,, niz, /Пз, т, /HS, «I и П2 образуют иидуктивные плечи моста. Обмотка Яз компаратора токов

ДТ является выходной.

Исходя из условий развязки контуров уравновещивания данной измерительной цепи, сигиал дополнительной декады 8 (декада условно показана неполной) через переключатель

полярности 9 и переключатель параметра 11 подается либо в разрыв обмотки т (нри уравновещивании по индуктивности), либо в компаратор токов через сопротивление RI (нри уравновешивании но тангенсу угла потерь). Блок распределения импульсов по декадам уравновешивающего элемента и управления нереключателем // для упрощения не показан. При уравновещиванни импульсы с тактового геиератора 5 изменяют состояние вспомогательного счетчика 7. Он вызывает срабатывание дополнительной декады 8, в результате чего изменяется число витков обмотки те.

Изменения амплитуды на выходе измерительной цепи анализируются детектором равновесия 3. Поскольку к очередному нереключению декады 8 направление триггера реверса 4 уже выбрано (это задается сдвигом во

времени носледовательности импульсов выхода б тактового генератора 5 но отнощению к импульсам выхода а), то мост идет к равновесию. По достижении равновесия по команде с детектора равновесия блок 10 переносит состояние вспомогательного счетчика 7 с учетом знака в основной уравновешивающий элемент 6. Происходит изменение регулируемых элементов в измерительной цепи. Вспомогательный счетчик сбрасывается при этом в «О,

затем реверсируется триггер реверса 4, и начинается уравновешиванне на носледующей декаде.

Предмет изобретения

Цифровой автоматический экстремальиый мост неременного тока, содержащий генератор синусоидального напряжения, мостовую измерительную цепь, детектор равновесия, уравновешивающий элемент (реверсивные

счетчики), соединенный с мостовой измерительной цепью, триггер реверса, вход которого подключен к детектору равновесия, а выход - к уравновешивающему элементу, и тактовый генератор, соединенный с детектором равновесия, отличающийся тем, что, с целью новышения быстродействия и расщиреиия пределов измерения, он снабжен дополнительной декадой нредварительного уравновешивания по линиям полной развязки контувой измерительной цепи через устройство переключения полярности и управляемой дополнительным реверсивным счетчиком, вход которого подключен к тактовому генератору, а выходы - через блок переноса к уравновешивающему элементу, прнчем вход управления устройства переключения полярности нодсоедннен к триггеру реверса.