Цифровой автоматический мост переменного тока Советский патент 1979 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в мостах, компенсаторах и других измерительных устройствах переменного тока.

Известны цифровые автоматические мосты переменного тока, содержащие генератор питания, мостовую измерительную цепь, усилитель, два фазочувствительных нуль-органа и два уравновешивающих органа 1.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является цифровой автоматический мост переменного тока с координированным уравновешиванием, содержащий измерительную цепь с выходами по напряжению разбаланса и по опорному напряжению, первый из которых подключен ко входу формирователя узких импульсов, генератор питания измерительной цепи, включающий в себя генератор импульсов и узкополосный фильтр, выход которого соединен с измерительной цепью, блок координации регулировок, два импульсных фазочувствительных нуль-органа, цифровое отсчетное устройство, блок управления коммутацией ключей измерительной цепи с выходами на соответствующие входы измерительной цепи и цифрового .отсчетного устройства и двумя

входами, соединенными через импульсные фазочувствительные нуль-органы с входами блока координации регулировок, а также блок формирования опорных напряжений, вход которого соединен с выходом измерительной цепи по опорному напряжению, а выходы подключены к соответствующим входам импульсных фазочувствительных нульорганов и блока координации регулировок 2.

Недостатками известных мостов являются недостаточно высокие быстродействие и помехоустойчивость, а также отсутствие возможности измерений в широком, особенно непрерывном, диапазоне частот.

Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости в широком, как дискретном, так и непрерывном, диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой автоматический м.ост переменного тока, содержащий измерительную цепь с двумя выходами, первый из которых подключен ко входу формирователя узких импульсов, генератор питания измерительной цепи, состоящий из генератора импульсов и узкополосного фильтра, выход которого соединён с измерительной цепыо, Влок координации регулировок, два импульсных фазочувствительных нуль-органа, цифровое отсчетное устройство, блок управления, выходы которого соединены со входами измерительной цепи и цифрового отсчетного устройства, а два входа соединены через импульсные фазочувствительные нуль-органы с выходами блока координации регулировок, блок формирования опорных напряжений, вход которого соединен со вторым выходом измерительной цепи, а выходы подключены к соответствующим входам импульсных фазочувствительных нуль-органов и блока координации регулировок, импульсный делитель частоты, снабжен блоком стробирующих импульсов и ключом, причем, счетный вход блока стробирующих импульсов соединен с выходом генератора импульсов, управляющий вход соединен с выходом формирователя узких импульсов; а выход подключен к управляющему входу ключа, включенному между выходом формирователя узких Импульсов и блоком координации регулировок, при этом вход импульсного делителя частоты соединён с выходом генератора импульсов, а его выход соединен со входом узкополосного фильтра. На че}этеже представлена функциональная схема предлагаемого цифрового автоматического моста переменного тока. Устройство содержит последовательно включенные генератор импульсов 1, импульсный делитель частоты 2, узкополосный фильтр 3, из.мерительную цепь 4, формиро ватель узких импульсов 5 на переходах синусоидального Напряжения разбаланса через нуль, ключ 6 и блок коордйнЩйй регулировок 7, выходы которого через импульсные фазочувствительные нуль-органы 8 и 9 соединены со входами блока управления 10 ключей измерительной цепи 4, ВЫХОДЕ которого соединены со входами цифрового отсче ного устройства 11 и управляющими входами ключей измерительной цепи 4. Устройство содержит также блок формирования опорных напряжений 12, вход которого соединен с выходом измерительной цепи 4 по опорному напряжению, а выходы подключеНЬ1 к; соответствующим входам импульсньгх фазочувсхвительных нуль-органов 8 и 9 и блока координации регулировок 7. Кроме этого, в состав моста входит блок стробирующих импульсов 13, через который выход генератора..импульсов 1 соединен с управляю. входом ключа 6, а управляющий вход, по которому осуц;ествл.яется начальная уста нрвка блока стробирующих импульсов 13, соединен, .с выходом, формирователя узких импульсов. 1Устройство работает следующим образом. Образующие генератор питания изйерительной цепи узлы 1, 2 и 3 питают измери тельную цепь 4, напряжение разбаланса которой формируется в узкие импульсы узлом 5, которые через ключ 6 поступают на блок координации регулировок 7. В зависимости от соотношения фаз напряжения разбаланса измерительной цепи 4 и опорного напряжения, снимаемого с измерительной цепи и формируемого с помощью блока формирования опорных напряжений 12 в прямоугольные меандры, блок координации регулировок 7 направляет входные импульсы через импульсные фазочувствительные нуль-органы 8 и 9 на один из входов блока управления 10 ключей измерительной цепи 4, осуществляя выбор предела измерения или поочередное уравновешивание по тому или другому параметру, Результаты измерения выводятся на цифровое отсчетное устройство 11. При отсутствии переходных процессов или помех, искажающих фазу импульса напряжения разбаланса на выходе блока 5, каждый из этих импульсов будет через ключ 6 поступать на вход блока координации регулировок 7, т.е. будет выступать в роли тактового импульса. Наличие же переходного процесса или помехи будет приводить к тому, что вре.мена поступления соседних импульсов будут отличаться от значения периода напряжения питания измерительной цепи 4 на некоторую величину, которая может превышать половину длительности строба, вырабатываемого блоком стробирующих и.мпульсов 13. В этом случае в момент поступления импульса напряжения разбаланса ключ 6 будет заперт, и искаженный по фазе импульс в процессе уравновешивания участвовать не будет. Длительность строба соет-«т. где m - существенно меньще N, например N 64, а ш 2-4 ( N - значение коэффициента деления делителя 2). . Блок 13 представляет собой пересчетное устройство, начальная (нулевая) уставка которого Осуществляется на каждом импульсе напряжения разбаланса, а входные.импульсы следует с частотой, в N раз превышающей частоту питания измерительной цепи . Эффект умножения частоты достигается благодаря включению импульсного делителя частоты 2, на входе которого, а следовательно, и на входе блока стробирующих импульсов 13, частота B.N раз выще, чем на входе измерительной цепи 4. В результате, отсчитав (N-ш) импульсов, блок 13 вырабатывает потенциал, отпирающий ключ 6. По происществии (N + m) импульсов ЭТОТ потенциал снимается, и ключ 6 запирается. Благодаря наличию цепи сброса (начальной уставки) блока 13 эта картина повторяется на каждом импульсе напряжения разбаланса. При этом соотнощение (1) сохраняется при любом значении частотьг питания измерительной цепи, т.е. повыщение быстродействия и помехоустойчивости моста достигаются в непрерывном диапазоне частот. Технико-экономический эффект, связанный с применением предлагаемого устройства, определяется повышением производительности процесса измерения или контроля при одновременном новышении помехоустойчивости, а также 1возможностью решения ряда новых измерительных задач благодаря реализации плавного диапазона регулировок напряжения питания измерительной цепи. Формула изобретения Цифровой автоматический мост переменного тока, содержащий измерительную цепь с двумя выходами, первый из которых подключен ко входу формирователя узких импульсов, генератор питания измерительной цепи, состоящий из генератора импульсов и узкополосного фильтра, выход которого соединен с измерительной цепью, блок координации регулировок, два импульсных фазочувствительных нуль-органа, цифровое 6тсчетное устройство, блок управления, выходы которого соединены со входами измерительной цепи и цифрового отсчетного устройства, а два входа соединены через импульсные фазочувствительные нуль-органы с выходами блока координации регулировок, блок формирования опорных напряжений. ВХОД которого соединен со вторым выходом измерительной цепи, а выходы подключены к соответствующим входам импульсных фазочувствительных нуль-органов и блока координации регулировок, импульсный делитель частотьг, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости в широком, как дискретном, так и непрерывном диапазоне частот, он снабжен блоком стробирующих импульсов и ключом, причем, счетный вход блока стробирующих импульсов соединен с выходом генератора импульсов, управляющий вход соединен с выходом формирователя узких импульсов, а выход подключен к управляющему входу ключа, включенного между выходом формирователя узких импульсов и блоком координации регулировок, при этом вход импульсного делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, а его выход соединен со входом узкополосного фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР № 165237, кл. G 01 R 17/10, 1963. 2. Универсальный быстродействующий цифровой мост переменного тока с координированным уравновешиванием. «Приборы и системы управления 1971, № 3, с. 34-35.