АВТОМАТИЧЕСКИЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Советский патент 1974 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны автоматические мосты для измерения комплексных сопротивлений, содержащие генератор, мостовую цепь, модулятор одного из ее параметров, управляемый модулирующим генератором, два фазочувствительных нуль-органа, входы которых соединены с выходом усилителя сигнала разбаланса, а выходы- с входами блока управления органами уравновешивания, и фазосдвигающую цепь, включенную на опорном входе одного из фазочувствительных нуль-органов. Взаимосвязь контуров уравновешивания в этих мостах уменьшается за счет автоматической подстройки фаз опорных напряжений фазочувствительных нуль-органов. Однако система автоматической подстройки фаз опорных напряжений фазочувствительных нуль-органов за счет собственной имерциоиности принципиально уменьшает быстродействие таких мостов, особенно в диапазоне низких частот. Кроме того, при необходимости использования мостов в шиооком диапазоне частот их конструкция усложняется.

Предлагае1мый мост имеет большее быстродействие, а уменьшение взаимосвязи контуров уравновешивания в широком диапазоне частот обеспечивается без перестройки тракта формирования силналов управления благодаря тому, что в нем к измерительной диагонали мостовой цепи подсоединены дополнительные усилитель и модулятор. Выход дополнительного усилителя соединен с опорными входами фазочувствительных нуль-органов, второй вход дополнительного модулятора - с модулируюшим генератором, выход--с входом усилителя сигнала разбаланса, а выход последнего через фазосдвигающую цепь соединен

с входОМ второго фазочувствительного нульоргана.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого моста.

Генератор 1 синусоидального напряжения

частоты (О питает мостовую измерительную цень 2. Один из параметров цепи, именно тот, который входит лишь в одну из составляющих ее показателя равновесия (например, в активную), подвергается гармонической модуляции с частотой Q, осуществляемой с помощью модулирующего генератора 3 и модулятора 4. При этом на выходе измерительной цепи в общем случае действует сумма двух сигналов; сигнала неравновесия U частоты со и сигнала модуляции Д{7, состоящего из спектральных составляющих (со-и) и (о)+0),

и,, и + Ш Е,. +

COS X

D

30

x() + arctg -SJ+,.| X

X (со8|(ш -И)/ -8 + cos(u)4-Q)/; ,

где EZ-амплитуда напряжения генератора, р, q - активная и реактивная составляющие показателя равновесия измерительной цепи,

D - модуль знаменателя комплексного коэффициента передачи измерительной цепи,

б - аргумент знаменателя комплексного коэффициента передачи измерительной цепи.

На выходе дополпительпого модулятора 5, который преобразует спектр выходного напряжения измерительной мостовой цепи, действуют пять частотных составляющих: со-2Q, со-Q, ю, (B+Q, u) + 2Q, причем сигпал разбаланса имеет две частотные составляющие CO+Q и со-и. Для выделения и усиления этого сигнала служит усилитель, который выполнен избирательным и настроен на разностную со-Q или суммарную частоту. С выхода усилителя 6 сигнал разбаланса поступает на фазочувствительные нуль-органы 7 непосредственно и 8 через фазосдвигающую цепь я/2 9.

Опорное напряжение фазочувствительных нуль-органов формируется из сигнала модуляции . Для выделения и усиления этого сигнала усилитель 10, который также выполнен избирательным и настроен на разностную со-и или суммарную 0+Q частоту. Сигналы управления Ui и (7п с выходов фазочувствительных нуль-органов поступают на блок 11, который осуществляет автоматическое уравновешивание измерительной цепи 2.

При использовании в мосте измерительных цепей с углом сходимости (-у) 90° обеспечивается развязка сигналов управления во всей области уравновешивания, если знаменатель комплексного коэффициента передачи измерительной цепи (D) не зависит от ее модулируемого параметра ( -0), либо вблизи со ОР J

,

стояния равновесия («в малом), когда -

др

. При этом сигналы управления на выходах фазочувствительных пуль-органов соответственно равны

f/i - EJ,K,nK, , Un Е,КуК,,К, - ,

где /Су, Коп, Кя - коэффициенты передачи усилителя сигнала разбаланса, усилителя 10 и фазочувствительного нуль-органа.

При использовании мостовых измерительных цепей с обеспечивается односторонняя развязка сигналов управления.

В рассмотренном автоматическом мосте обеспечивается развязка сигналов управления при работе в широком диапазоне частот, начиная от самых низких, без нерестройки тракта их формирования при переходе с одной частоты на другую при условии сопряжения генератора 1 и модулирующего генератора таким образом, чтобы const либо co + const в диапазоне рабочих частот. Частота И модуляции может быть взята

как ниже рабочей частоты со, так и выше ее. Поэтому вместе с реализацией развязки сигналов управления при работе на низких частотах можно значительно повысить быстродействие моста за счет смещения спектра частот в сторону более высоких в тракте формирования сигналов управления.

Предмет изобретения

Автоматический мост для измерения комплексных сопротивлений, содержащий генератор, мостовую цепь, модулятор одного из ее параметров, управляемый модулирующим генератором, два фазочувствительных нульоргана, выходы которых соединены с входами блока управления органами уравновешивания, а вход одного - с выходом усилителя сигнала разбаланса, и фазосдвигающую цепь,

отличающийся тем, что, с целью уменьшения взаимосвязи контуров уравновешивания в широком диапазоне частот без перестройки тракта формирования сигналов управления и повышения быстродействия на низких

частотах, в нем к измерительной диагонали мостовой цепи подсоединены донолнительные усилитель и модулятор, причем выход дополнительпого усилителя соединен с опорными входами фазочувствительных нуль-органов,

второй вход донолнительного модулятора - с модулирующим генератором, выход--с входом усилителя сигнала разбаланса, а выход последнего через фазосдвигающую цепь соединен с входом второго фазочувствительного

нуль-органа.