Цифровой мост переменного тока Советский патент 1976 года по МПК G01R17/10 

(54) ЦИФРОВОЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

фьфьфг - углы, образованные векторами ЬСо, bCi, bd соответственно с вектором Ьа;

фз, фз - углы, образованные векторами dCi и dCu соответственно с вектором Ьа.

Мостовая схема 1 (фиг. 1) находится в состоянии квазиравновесия но одной, нанример реактивной, составляющей измеряемого комплексного сопротивления, если потенциалы точек С VI d, соответствующие верщинам измерительной диагонали, расположены на одной окружности р.

Этот момент фиксируется по выполнении следующего равенства

3 1 + 2.(1)

а по другой составляющей - когда точки С и d должны располагаться на окружности -уЭтот момент может быть зафиксирован по выполнении равества

3 tp2 -f f а +

Из диаграммы на фиг. 2 видно, что выражения (1) и (2) однозначно нарущаются в ту или другую сторону при отклонении мостовой схемы от указанных состояний квазиравновесия.

Цифровой мост работает следующим образом.

Напряжения ИЬс и Vbd, снимаемые с мостовой схемы 1, подаются через согласующие устройства 3 и 4 на первые входы фазовременных преобразователей 6 и 7 и на входы разностной схемы 5. С выхода последней напряжение, равное вектору UCd, подается на вход фазовременного преобразователя 8. На вторые входы фазовременных преобразователей 6, 7 и 8 поступает опорное напряжение питания Uab. Фазовременные преобразователи 6, 7 и 8 вырабатывают импульсы, длительности которых пропорциональны фазовым углам фь Ф2, фз соответственно.

Импульсы с выходов фазовременных преобразователей 6 и 7 поступают параллельно на входы элементов «ИЛИ И и «И 12, в результате чего сигнал, появившийся на выходе элемента «ИЛИ 11, равен наибольщему по длительности, а на выходе элемента «И 12- наименьщему из импульсов, поданных на их входы, причем каждый из этих сигналов по длительности пропорционален одному из углов ф1 или ф2.

Выход элемента «И подсоединен к одному из входов схемы сложения 13 по модулю 2, на другой вход которой подается импульс с фазовременного преобразователя 8 длительностью, пропорциональной фазовому углу фз. Схема 13 вырабатывает сигнал, равный разности длительностей импульсов, подаваемых на ее входы, и пропорциональный, следовательно, разности фазовых углов фз-ф1 или

фз-ф2В то же время импульс с выхода элемента «ИЛИ И поступает на первый вход интегратора 14 и управляет зарядом интегрирующей емкости. На второй вход интегратора 14 подается импульс с выхода схемы 13, который вызывает разряд интегрирующей емкости. В случае, если длительности импульсов, поступающих на входы интегратора 14, одинаковы и если выполняется равенство постоянных цепей заряда и разряда Тзар Тразр напряжение на выходе интегратора 14 равно нулю. Это состояние соответствует выполнению равества ф2 фз-ф1 или ф1 фз-Ф2, т. е. состоянию квазиравновесия данной мостовой схемы по реактивной составляющей измеряемого комплексного сопротивления.

Работа канала уравновещивания по активной составляющей происходит аналогично и отличается только тем, что импульс с выхода логического элемента «ИЛИ И подается на первый вход фазовременного преобразователя

9, а на второй его вход поступает через фазосдвигающую цепь 10 сдвинутое на 90° напряжение Uab, в результате чего на первый вход интегратора 15 поступает импульс, длительность которого пропорциональна фазовому углу Ф2+Я/2 или ф1+я/2.

Выполнение равенства фз-ф1 ф2+я/2 или фз-ф2 ф1+я/2 соответствует режиму квазиравновесия мостовой схемы по активной составляющей.

Блокируя независимо друг от друга все изменения переменных параметров мостовой схемы, осуществляемые с помощью соответствующего блока уравновещивания 16, 17, приводящие к положительной (отрицательной)

полярности сигналов выхода соответствующего интегратора 14, 15, и сбрасывая все изменения указанных параметров, приводящие к появлению отрицательной (положительной) полярности напряжения на выходах тех же

интеграторов, добиваются полного равновесия мостовой схемы.

Но состоянию элементов, входящих в уравновещивающие цепочки переменных параметров, цифровые индикаторы 18 и 19 высвечивают значение измеряемых параметров.

Формула изобретения

Цифровой мост переменного тока, содержащий мостовую схему, генератор синусоидального напряжения, четыре фазовременных преобразователя, два интегратора, два блока уравновешивания, два цифровых индикатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два согласующих устройства, фазосдвигающая цепь, разностная схема, схема сложения, элементы «И и «ИЛИ, причем входы элементов «И и «ИЛИ параллельно подключены к выходам двух фазовременных преобразователей,

первые входы которых подключены через согласующие устройства к вершинам измерительной диагонали мостовой схемы и к входам разностной схемы, выход элемента «И соединен с одним из входов схемы сложения,

другим входом подключенной к одному из