1
Изобретение отиосится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения пассивных величин постоянного и переменного тока и для построения преобразователей этих величин в активные скалярные величины.
Для получения наиболее оптимального распределения относительной погрешности измерепия может возникнуть- необходимость в постоянстве относительной чувствительности к изменению измеряемого параметра в пределах диапазона или в независимости чувствительности от одного из измеряемых параметров (в случае измерения параметров комплексной величины). В ряде случаев необходимо обеспечить постоянство абсолютной чувствительности к изменению какого-либо параметра внутри диапазона измерения и т. д.
В известных нулевых цепях источник питания питает параллельные ветви, выходные сигпалы которых алгебраически суммируются. После узла суммирования имеется общий для ветвей участок преобразования, его во многих случаях выполняют в виде усилителя с высоким коэффициентом усиления, охваченного обратной связью, сигнал которой подается в узел суммирования выходных величин ветвей. В нулевой измерительной цепи с такой структурой задание вида условий равновесия определяет вид зависимости коэффициентов
передачи ветвей от переменных параметров и тем самым и вид зависимости чувствительности цепи от этих параметров. Для изменения последнего необходимо изменять характер зависимости коэффициентов передачи ветвей от переменных параметров, при этом изменяются и условия равновесия. Включение регулирующих органов в четырехплечий мост обеспечивает постоянство чувствительности по регулируемому параметру, но приводит к потере раздельного отсчета.
Для изменения чувствительности цепи при сохранении прежнего условия равновесия можно ввести в общую для ветвей часть тракта от узла суммирования до выхода цепи звено с коэффициентом передачи, изменяющимся с изменением переменных параметров ветви по желаемому закону. Однако это влечет за собой существенно усложнение измерительной цепи.
В предлагаемой нулевой измерительной цепи выход усилителя подключен к входу звена с коэффициентом передачи А .
Благодаря этому возможно изменение чувствительности цепи при сохранении прежнего условия равновесия.
На фиг. 1 показана структурная схема измерительной цепи; на фиг. 2 - вариант нулевой измерительной цепи переменного тока с известной структурной схемой; на фиг. 3 -
вариант нулевой нзмерителыюп цепн, в которой обеснечено постоянство отпосительпон чувствительности но нараметру (оС во всем дианазоне намерения, при сохранении тех же, что и для цепи на фиг. 2 условий равновесия; на фиг. 4 - вариант нулевой нзмернтольной непи, в которой обеспечено постоянст1ю относительной чувствительности по параметру 1§бд. во всем диапазоне измерения, при сохранении тех же, что и для нени фиг. 2 условий равно15есия; на фиг. 5 - вариаггг четырехплечей мостовой измерительной цеин переменного тока, i которой обеспечено постоянство относительной чувствительности по нараметру coLi во всем дианазоне измерения.
Измерительная цеиь содержит источник 1 питания, ветвь со звеном 2, включающим в себя объект измерения, ветвь со звеньями 3 и 4, узел а алгебраического суммирования выходных сигналов ветвей, звеио 5 преобразования сигнала разбаланса нени, имеющей усилитель с высоким коэффиниептом усиления, звено 6 обратной связи, выход которого подключен к входу звена 4, т. е. к узлу б.
Обозначив выходной сигнал звена 1 {нитающую ветви активную величину нени) А , выходную активную величину цени (сигнал на выходе звена 5) Лд,,. , а коэффициенты нередачи звеньев 2-6 соответственно /Сз, Кг, К, /Cs, К& записываем выражение для выходной величины цени со структурой, показанной на фиг. 1 при достаточно высоком коэффициенте усиления звена 5 КБ
К.2 + Лз к,
-Л
Л,
Чувствительность 5„ цени к изменению какого-либо параметра g в точке равновесия, т. е. .при К + KzKs
д
А,
(2 + Ks К,} .
к,-к,
Подключение выходного сигнала звена обратной связи к входу звена ветви, выход которого подсоединен к узлу суммироваиия выходных величин ветвей, не изменяет условий равновесия измерительной цепи, но уменьшает выходную величину цепи, а следовательно н чувствительность цеии в /С раз, где К. - коэффициент передачи указанного звена ветвн. Выбирая соответствующую точку нодключения выхода звена обратной связи ветвн, можно пеленаправленно изменять характер зависимости чувствительности цепи к изменению того или иного ее параметра, пе изменяя условнй равновесия.
Рассмотрим ряд вариантов вынолнення непи на примере известного двойпого трапсформаторного моста для измерения С и tg6 емкостного объекта с нараллельной схемой замещения, изображенного на фиг. 2. Для такой цени удельные относительные чувствительности к изменению измеряемых параметров
X (оС;. и у fg6д. в точке равповесия определяются выражен НЯ;МП
S..-0 (У + /)
t)v
где
т. е. чувствительности зависят от обоих измеряемых параметров.
При необходимости обеспечить постоянство
относительной чувствительности во всем диапазоне измерения нужно охватить обратной связью звено в ветви моста с коэффициентом передачи Л, (/+/)-или, что
X
эквивалентно с учетом условий равновесия цепи
( -г- 1,р
у hq
где Р ft2 t2Coco; /2 --
со СсКо
звено с коэффициентом нередачи
/С4 (kq + Условия равповесия цепи, показанной
на
фиг. 3, (регулируемые параметры п и -) те
же, что н для цени, изображенной на фиг. 2, а удельная относительная чувствительность к изменению х, постоянна во всем диапазопе измерения.
Когда пеобходимо обеспечить постоянство относптельной чувствительности 5уо, выход звена обратной связи должен быть подключен к входу звена с коэффиниептом передачи
ki ху - kgP (соответствующий вариант i
выполнения измерительной цени с нрежнимн
условиями равновесия ,. const показан на
фиг. 4).
В случае необходимости обеспечения ностоянства абсолютной чувствительности к изменению X соС,- во всем дианазопе измерения (S,-,, Coust), в нзвестной цени (фиг. 2)
5,, (у + I) АСледователь)1о, звено в ветвн, охватываемое цешзЮ обратной связи, должно иметь коэффициент передачи
к, (у -1- /) - /29 + /
Измерительнаяцепь,обладающая
65 5д.„ Coust имеет вид, показанный на фиг. 3,
однако теперь вместо параметра «г, по значению которого отсчитывалось ранее значение Cj. , необходимо регулировать нараметр т.
Изобретение позволяет обеспечить желаемый вид зависимости чувствительности цепи от переменных параметров при сохранении прежнего вида условий равновесия для исходной измерительной цепи постоянного или переменного тока любой конфигурации.
На фиг. 5 приведена четырехплечая мостовая цепь, в которой обеспечивается постоянная удельная относительная чувствительность к изменению параметра ш/-ь предполагается, что R2 , + (cuL,)r
Предмет изо б р е т е и и я Нулевая измерительная цепь, содержащая подключенные к источнику питания две параллельные ветви, причем, одна из них включает
в себя объект измерения, а другая образована но меньшей мере двумя звеньями, одно из которых, имеющее коэффициент передачи /С, включено на выходе упомянутой ветви, узел алгебраического суммирования, соединенный с
выходами суммирования обеих ветвей и входом блока усилителя, отличающаяся тем, что, с целью изменения чувствительности цени при сохранении прежнего условия ее равновесия, выход усилителя подключен к входу звена с
коэффициентом передачи К.
Pv,tg.
Г.&
XП, .
C;f.igc5x
n .
-0
