ФАЗОВЫЙ СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ МОСТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1973 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в мостах для измерения параметров комплексных сопротивлений, в частности в цифровых.

Известен фазовый способ раздельного уравновешивания моста переменного тока, обеспечивающий одновременное уравновешивание по обеим составляюш,им, при котором информацию для уравновешивания по реактивной составляюш,ей получают путем одновременного сравнения фазового угла между напряжением небаланса и падением напряжения на плече, противоположном плечу измеряемого объекта, с фазовым углом между падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и напряжением питания и с фазовым углом между падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и инвертированным напряжением питания.

Для получения информации для уравновешивания моста по активной составляющей сравнивают фазовый угол между падениями напряжения на плечах одной ветви с фазовым углом между падениями напряжения на плечах другой ветви, что определяет невысокую чувствительность мостовой цепи, так как разность названных углов равна разности углов потерь плеча сравнения и плеча измеряемого объекта.

Кроме того, для сравнения этих углов необходимо на входы сравнивающего устройства подавать напряжения с плеча сравнения и с плеча измеряемого объекта, что обусловливает высокие требования к стабильности входного сопротивления сравнивающего устройства и к его чувствительности.

По предлагаемому способу для повышения

точности информацию для уравновешивания по активной составляющей получают путем одновременного сравнения фазового угла между напряжением небаланса и падением напряжения на плече, противоположном плечу

измеряемого объекта, с фазовым углом между сдвинутым на ±90° напряжением питания и падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и с фазовым углом между сдвинутым на +270° напряжением

питания и падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема мостовой измерительной цепи; на фиг. 2 - ее круговая диаграмма.

Мостовая измерительная цепь составлена из измеряемого объекта с параметрами Cj, i, сопротивлений 2, Кз, уравновешивающих цепь по реактивной составляющей, , уравновешивающего цепь по активной составляющей, и емкости C.

На круговой диаграмме приняты следующие обозначения: аЬ - напряжение питания мостовой цепи, bk - напряжение, сдвинутое на 90 относительно последнего, с - потенциальная точка, соответствующая верщине моста, примыкающей к измёряемому объекту, di-d - положение потенциальной точки верщины моста, примыкающей к плечу сравнения, var, 4 var - окружности уравновешивания, проходящие через потенциальную точку с, а, р-углы cdb и а&с соответственно.

Информацию, необходимую для коммутации параметров, уравновешивающих мостовую цепь одновремеиио по обеим составляюохим, получают путем одновременного сравнения угла а с углами р и (3±180° при уравновешивании по реактивной составляющей и с углами Р±90° и р±270° при уравновешивании по активной составляющей.

Сравнивая указанные углы, можно получить информацию о состоянии равновесия по активной составляющей только в том случае, когда точка d окажется на cdib окружности 4 таг, угол cdib(a) станет равен углу cbk

(Э±90°), так как угол « l, как угол, опирающийся на дугу окружности C4var, а угол (р±90°) , как угол между касательной и хордой. Угол а по той же причине станет равен углу (|3±270°), когда точка d окажется на окружности ().

Из анализа круговой диаграммы видно, что в случае, когда потенциальная точка d находится в зоне, охватываемой окружностью , угол а больше угла (Р±90°) и меньше угла (р±270°), а в зоне, не охватываемой окружностью Civan угол а либо меньше угла (р±90°) и, следовательно, угла (р±270°) либо больше угла (:р±270°) и, следовательно, больше угла (р±90°).

Блокируя все изменения параметра, уравновешивающего мостовую цепь по активной составляющей (4), приводящие к соотношению (р±270°)а(р±90°), и сбрасывая все изменения параметра, приводящие к соотиошению а р±270° или а(р±90°), добиваются того, чтобы точка d оказалась на окружности C4var, т. е., уравновешивают мост по активной составляющей независимо от реактивной составляющей. Из круговой диаграммы видно, что мостовая цепь имеет большую чувствительность по углу а, чем чувствительность при работе с углами асЬ и cdb. Так, даже при малых отклонениях от состояния равновесия в ту или иную сторону при изменении

любой из составляющих угол а, меняется на 180°, например положение di и d при изменении активной составляющей.

Кроме того, при использовании предлагаемого способа плечо измеряемого объекта и

плечо сравнения не шунтируются, а шунтирование плеч, имеющих чисто активный характер, приводит к меньшей погрешности.

Предмет изобретения

Фазовый способ раздельного уравновешивания моста переменного тока, позволяющий производить одновременное уравновешивание по обеим составляющим, при котором информацию для уравновешивания по реактивной

составляющей получают путем одновременного сравнения фазового угла между напряжением небаланса и падением напряжения на плече, противоположном плечу измеряемого объекта, с фазовым углом между падением

напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и напряжением питания и с фазовым углом между падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и инвертированным напряжением питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, информацию для уравновешивания по активной составляющей получают путем одновременного сравнения фазового угла между напряжением небаланса и падением

напряжения на плече, противоположном плечу измеряемого объекта, с фазовым углом между сдвинутым на ±90° напряжением питания и падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и с фазовым углом между сдвинутым на ±270° напряжением питания и падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта.

/ - var

Фиг. 7