Способ уравновешивания моста перменного тока Советский патент 1979 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения составляющих комплексного сопротивления с помощью мостов переменного тока.

Известен способ раздельного уравновещивания моста-переменного тока по амплитудно-фазовым соотнощениям, при котором регулирующее воздействие, необходимое для приведения мостовой измерительной схемы в состояние квазиравновесия по преобладающей составляющей комплексного сопротивления, определяют сравнением взаимного расположения двух моментов времени, а именно: момента достижения экстремума напряжением в измерительной диагонали моста и момента достижения удвоенного напряжения верщины измерительной диагонали относительно искусственной потенциальной точки в центре окружности уравновещивания 1.

Однако такой способ обладает невысокой чувствительностью, так как использование в качестве второго из сравниваемых моментов - момента равенства мгновенных значений вышеупомянутых напряжений - позволяет получить сигнал рассогласования в 1,5-2 раза меньше возможного.

Цель изобретения - повышение чувствительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что при уравновешивании моста переменного тока способом, основанным на сравнении сигналов, причем первый сигнал сформирован равным амплитудному значению напряжения небаланса, второй сигнал - синусоидальный и его частота совпадает с частотой напряжения питания, - удвоенному амплитудному значению основного сигнала, пропорционального напряжению вершиньг дополнительной ветви (центра окружности уравновешивания ветви, не содержащей измеряемого комплексного сопротивления) относительно вершины ветви моста, не содержащей измеряемого комплексного сопротивления и совпадающего по фазе с выщеуказанным основным сигналом, формируют третий сигнал, пропорциональный проекции второго сигнала на вектор напряжения небаланса, затем четвертый, пропорциональный разности первого и третьего сигналов, а информацию о направлении изменения регулирующего элемента формируют по величине и знаку тртпертогасиггнала. В качестве второго сигнала используют апряженир литания .мостовой измерительной цепи. Данный способ обладает высокой точностью, обусловленной не только повушением чувствительности благодаря формированию третьего сигнала, пропорционального проекции второго сигнала на вектор напряжения 1ебаланса, но и исключением погрешности от шунтирования плеч моста при использовании в качестве второго сигнала напряжения питания. Топографическая диаграмма процесса уравновешивания мостовой измерительной цепи фиг. 1 представлена на фиг. 2, на фиг. 3 представлено устройство, реализующее данный способ.аЬ - напряжение питания мостовой измерительной цепи; cd - напряжение небаланса; а, р - окружности уравновешивания в обобшенных обозначениях; dk 2od-диаметр окружности Р; А - проекция вектора 2 od на dc; Сг, Ci, c,d - возможные положения потенциальных точек end вершин моста. Момент квазиравновесия мостовой схемы по реактивной (аЕ-;тивной) составляющей комплексного сопротивления наступает в момент выхода точки с на окружность /, что можно зафиксировать при выполнении следующего уравнения: /dc/-np(2od) dc 0. Когда точка с не лежит на окружности В. равенство () нарушается. Блокируя, например, все изменения регулируемого параметра, уравновешивающего мостовую схему по преобладающей составляющей, приводящие к нарущению равенства (1) в положительную сторону, и сбрасывая все изменения параметра Rj, приводящие к нарушению этого равенства в отрицательную сторону, приводят мостовую схему к состоянию квазиравновесия по составляющей комплексного сопротивления (реактивной). R. 4 0 уравнение (1)принимает вид: /dc/-Пр(ав) dc О, что поз воляет исключить погр ешность от Щ1унтирования плеч моста и ynpwcrrts реализацию. Устройство, реализующееданный способ, содержит согласующие устройства 1, 2, выпрямитель 3, фазочувствительный выпрямитель 4, блок сравнения 5. Работает устройство следующим образом. Напряжение Ucfcчерез согласующее устройство 1 поступает на выпрямитель 3 и на опорный вход фазочувствительного выпрями - теля 4, на сигнальный вход которого через согласующее устройство 2 поступает напряжение 2Uoflt. Сигнал с выпрямителя 3, равный модулю И (fc подается на один из входов блока сравнения 5, на другой вход которого поступает сигнал проекции вектора Uzod на Uo(c с фазочувствительного выпрямителя 4. Сигнал, с блока сравнения 5 /Ujc/-np(2UoJ) Ode несет полную информацию для формирования регулирующего воздействия, необходимого для приведения мостовой измерительной схемы в состояние квазиравновесия по одной из измеряемых составляющих комплексного сопротивления. Предлагаемый способ уравновешивания мостовой измерительной схемы .обеспечивает по сравнению с существующими повышение чувствительности и точности измерения составляющих комплексного сопротивления, что особенно важно при создании новых перспективных измерительных приборов, применяемых в системах АСУТП. Формула изобретения 1.Способ уравновешивания моста переменного тока, основанный на сравнении сигналов, причем первый сигнал сформирован равным амплитудному значению напряжения небаланса, второй .сигнал синусоидальной формы, частота которого совпадает с частотой напряжения питания, сформирован равным удвоенному амплитудному значению основного сигнала, пропорционального напряжению вершины дополнительной ветви (центра окружности уравновешивания ветви, не содержащей измеряемого комплексного сопротивления) относительно вершины ветви моста, не содержащей измеряемого комплексного сопротивления, и совпадающим по фазе с вышеуказанным основным сигналом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, формируют третий сигнал, пропорциональны.й проекции второго сигнала на вектор напряжения небаланса, формируют четвертый сигнал, пропорциональный разности первого и третьего сигналов, а информацию о направлении изменения регулирующего элемента формируют по величине и зиаку четвертого сигйалаг - ; 2.Способ по п. 1, отличаюи ийся тем, что; с целью повышения точности путем исключения погрешности от щунтирования плеч моста, в качестве второго сигнала используют напряжение п.итания мостовой измерительной цепи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР .NO 447618, кл. G 01 R 19/10, 10.07.72.

С