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

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения физической величины, преобразованной в электрическое напряжение при наличии помех.

Известны устройства, работающие в условиях помех и снабженные схемами для устранения мешающего действия помех.

Однако такие схемы эффективно работают только в условиях периодических помех.

По основному авт. св. № 218999 известен цифровой автоматический мост постоянного тока, включающий в себя мостовую измерительную схему, индикатор небаланса, исполнительный элемент, блок автоматического уравновешивания с отсчетпым устройством, нри этом индикатор небаланса выполнен из интегрирующего усилителя, двух коммутаторов, соединенных с блоком синхронизации, и исполнительного элемента, причем один из коммутаторов включен на входе интегрирующего усилителя, конденсатор обратной связи которого соединен с нодвижным контактом другого коммутатора, а неподвижные контакты последнего соответственно соединены с выходом интегрирующего усилителя и входом исполнительного элемента.

С целью повышения точности измерения в условиях непериодической помехи предлагаемое устройство снабжено носледовательно соеднпеппыми первым блоком задержки, схемой вычитапия, второй вход которой соединен с входом первого блока задержки и выходом блока автоматического уравновешивания с отсчетным устройством, схемой сравнения, второй вход которой соединен через второй блок задержки с ее первым входом, и реле времени, выход которого подключен к источнику нитапия моста и блоку автоматического уравновешивания с отсчетным устройством.

Па чертеже представлетш принципиальная схема предлагаемого измерительного моста. Цифровой мост содержит резисторы 1-4,

причем один пз резисторов является измеряемым объектом, источник 5 нитания измерительного моста. Измерительная диагональ моста через резистор 6 подключена к входу усилителя 7, в цепи обратной связи которого

включен конденсатор 8, одна его обкладка нодключена к входу усилителя 7 и коммутатором 9 может быть подключена вместе с входным зажимом усилителя к общей точке схемы («земле), а другая - к общей точке

коммутатора 10. которым в нужный момент ее можно подключать к выходу усилителя 7 или к входу иснолнительного элемента 11. Последний соединен с блоком 12 автоматического уравновешивания, который связан с пзмерительиым мостом и отсчетным устройством.

Устройство синхронизации, служащее для управления коммутаторами 9, 10, а также с4язь блока 12 автоматического уравновешивания с измерительным мостом и отсчетным убт|5.ойством на чертеже не показаны. К выхбдз блока 12 автоматического уравновешивйнйя подключен первый блок 13 задержки и схема вычитания 14, к первому входу которой подключен выход первого блока 13 задержки, а к ее выходу подключена схема сравнения 15. Второй вход схемы сравнения 15 подключен через второй блок 16 задержки к ее первому входу, а выход схемы сравнения 15 связан с отсчетным блоком и блоком 12 автоматического уравновешивания, а также с управляющим входом регулируемого источника 5 питания через реле времени 17.

Цифровой мост работает следуюшим образом.

При наличии разбаланса моста индикатор небаланса, состоящий из интегрирующего усилителя 7 и коммутаторов 9 и 10, интегрирует сигнал и периодическую помеху, исполнительный элемент 11 и блок 12 автоматического уравновешивания осуществляют поразрядное уравновешивание по тактам. При наличии непериодической помехи, возникающей, например, в линиии связи устройства и одного из резисторов 1-4 моста, являющегося датчиком, выходной код, соответствующий разбалансу моста, отличается от истинного на величину проинтегрированного напряжения непериодической помехи UomU,U,.ndt(1)

где t/n.n - напряжение непериодической памехи,

О-/1 - интервал интегрирования периодической помехи.

Первый блок 13 задержки запоминает выходной код на время такта измерения, на схемы 14 вычитания поступает измеренное значение разбаланса и значение, имевшееся в предыдущем такте измерения. Разность между значениями сравнивается в схеме 15 с разностью, запомненной во втором блоке 16 задержки в предыдущий такт измерения. Так как для реального физического сигнала характерны достаточно плавные изменения, примерно, постоянные на протяжении нескольких тактов измерения, то при появлении сигнала ошибки I, образующегося при воздействии ненериодической помехи, новая разность, поступившая на схему сравнения 15, значительно отличается от предыдущей, схема сравнения 15 срабатывает и подает командный сигнал на увеличение напряжения источника 5 питания моста, а также сигнал коррекции отсчета, уменьшающий отсчет в число раз, равное коэффициенту увеличения напряжения источника 5 питания. Реле временн 17 ограничивает время нитания моста повышенным напряжением вследствие ограниченной мощности резисторов 1-4 и выдает сигнал на прекращение коррекции в отсчетное устройство 12.

Выходной отсчет предлагаемого моста имеет вид

U.U,.ndt

« «J

где Не - напряжение сигнала;

.n - напряжение непериодической помехи,

п - коэффициент увеличения напряжения питания моста,

О-1 - интервал интегрирования периодической помехи.

Таким образом, влияние ошибки от непериодической импульсной помехи уменьшается в п раз.

Формула изобретения

Цифровой автоматический мост постоянного тока по авт. св. 218999, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях ненериодической номехи, он снабжен последовательно соединенными первым блоком задержки, схемой вычитания, второй вход которой соединен со входом первого блока задержки и выходом блока автоматического уравновешивания с отсчетным устройством, схемой сравнения, второй вход которой соединен через второй блок задержки с ее первым входом, и реле времени, выход которого подключен к источнику питания моста и блоку автоматического уравновешивания с отсчетным устройством.