Способ уравновешивания нулевых измерительных цепей Советский патент 1979 года по МПК G01R17/10 

(54) СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ НУЛЕВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ 6 получения нулевых отсчетов пороговых схем во всех старших разрядах. На фиг. 1 показана временная характеристика напряжения разбаланса для различных разрядов уравновешивания при коммутации веса в третьем разряде, на фиг. 2 - возможный характер изменения напряжения разбаланса. Это напряжение может быть вызвано либо недокомпен сапией (кривая 4), либо перекомпенсацией (кривая 5), На фиг. 3 - структурная электрическая схема устройства реализации предложенного способа. Устройство состоит из измерительной цепи (ИЦ) 1, усилителя напряжения разбаланса 2, формирователя опорных напряжений (ФОН) 3, коммутатора 4, пороговых схем (ПС) 5, ключей 6, 7, 8, регистра пороговых схем 9, регистра оценок 1О, выходного регистра 11, схемы сравнения 12 и блока управления 13. Устройство работает следующим обраПосле Коммутации в, ИЦ 1 весов компенсирующего напряжения напряжение разбаланса, выделяемое усилителем напряйсения разбаланса 2, устанавливается на выходах его каскадов не мгновенно, а с задержкой. Одновременно с коммутацией весов коммутатор подключает к ПС 5 напряжение первого каскада усилителя напряж.ения разбаланса 2, а регистр оценок устанавливается при этом в нуль. На ПС 5 также подаетсд опорное напряжение с формирователя, который определяет также моменты времени считывания информации с ПС на регистр, в который заносится текущий отсчет ПС5 с учетом знака напряжения разбаланса. Схема срав нения 12 сравнивает содержимое регистров 9 и 1О. Если первьп1 текущий отсчет ПС 5 отличен от нуля, то по сигналу схемы сравнения 12 содержимое регистра переписывается в регистр 1О. В следующий момент оценки напряжения разбаланса новый отсчет ПС 5 снова переписывается в регистр 9 и происходит повторное сравнение содержимого регистров 9 и 1О. Переходной процесс считается законченным, если содержимое регистра 9 не меньше, чем в регистре 10 при сохранении или не больше - при изменении знака напряжения разбаланса после коммутации весов. После этого информация с регист ра 10 переписывается в соответствующий разряд регистра 11, что вызывает включение веса. компенсирующего напрят. в соответствующем разряде. 44 После коммутации весов в данном разряде ПС 5 снова подключаются к первому каскаду усилителя 2, выделяющего напряжение разбаланса в старшем разряде, оценка величины этого напряжения осуществляется аналогичным образом. Если при этом содержимое регистров 9 и 10 окажется равным нулю, то коммутации весов в старшем разряде не происходит, ПС5 подключается к следующему каскаду усилителя 2 и происходит аналогичная оценка напряжения разбаланса в более младшем разряде. Время, затраченное на проверку напряжения разбаланса для уже уравновешенных старших разрядов, оказывается достаточным для осуществления задержки до начала оценки напряжения разбаланса в данном разряде. Периодичность оценок ПС определяется с учетом того, чтобы в процессе изменения напряжения разбаланса, вызванного переходными процессами в результате коммутации весов напряжения компенсации, текущий отсчет ПС отличался от предыдущего хотя бы на единицу. Очевидно, что равенство двух ближайших отсчетов ПС будет означать окончание переходного процесса. Если текущий отсчет ПС больше или меньще предыдущего и при этом соответственно сохранился или изменился знак напряжения разбаланса после очередной коммутации весов напряжения компенсации, то переходной процесс также можно считать закончившимся, так как в связи с дискретностью отсчета ПС и ограниченной точностью оценок, которая должна быть выше дискретности ПС, момент установления напряжения разбаланса может определяться отсчетами ПС, отличающимися на единицу. Знак напряжения разбаланса необходимо учитывать в связи с возможностью ерекомпенсации при включении очередного веса напряжения компенсации. Последовательная проверка напряжеия разбаланса для уже уравновешенных старших разрядов с указанной выше пеиодичностью, осуществляемая для создаия необходимой задержки до начала слеения за изменением напряжения разбаанса в данном разряде, позволяет также роверить сходимость процесса уравновеивания после очередной коммутации ве-. ов напряжения компенсации, в связи с вьгаеизложенным, время уравновещиван1ш для данного разряда будет переменным: максимальным - при 5 feg разбалансе, соотпетствуюшпм отсчету старшей ПС., и минимальным - при разбалансе, соответствующем нулевому отсчету ПС. Время такта также зависит от разряда, в котором происходит уравновеш вание, увеличиваясь при уравновешивании более младших разрядов. Так после коммутации весов в момент времени to , например, в третьем разpsme (фиг. 1) производится оценка напряжения разбаланса в первом каскаде усилителя (кривая 1) в моменты времени t и -fcg,. При получении равных нулевых оценок ПС производится оценка напряжения разбаланса во втором каскаде усилителя (кривая 2) в моменты времени i; и Ь . При получении равных ну левых оценок ПС производится оценка напряжения разбаланса в третьем каскаде усилителя (кривая 3) в моменты времени.t5-tq. Принятие решения о величине напряжения разбаланса в третьем каскаде уси- лителя производится при равенстве ближай ших оценок ПС в моменты времени tgM t Таким образом, предложенный способ позволяет уменьшить время такта уравнов шивания до величины, теоретически необходимой для данной инерционности измери тельной и усилительной цепи. Предложенный способ уравновешивания применен в цифровых приборах МЦЕ-14А и МЦЕ-15А, предназначенных для измерения составляюших комплексного сопротивления соответственно на частотах 50 Гц и 1 кГц. Для устройств, осуществляюших измерение на низких частотах, уменьшение времени такта, определяемое кроме всего прочего и частотой измерительного напряжения, является одним из основных факторов повышения iix быстродействия. Применение предложенного способа в названных приборах повысило их быстродействие до 2О%. Формула изобретения Способ уравновешивания нулевых измерительных цепей путем коммутации весов напряжения компенсации по,показателям пороговых схем и соответствующего изменения коэффициента усиления усилителя напряжения разбаланса, о ч личающийся. тем, что, с цельк: сокращения времени такта уравновешивания, вес напряжения компенсации подключают по. текущему отсчету пороговых схем, если текущий отсчет но меньше предыдущего при сохранении или не больше при изменении знака напряжения разбаланса после очередной коммутации весов напряжения компенсации, при этом оценку напряжения разбаланса в данном разряде начинают осуществлять после последовательного получения нулевых отсчетов пороговых схем во всех старших разрядах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 266053, кл. G 01 R 17/04, 06.07.70.. 2.Авторское свидетельство СССР NO 5О498О, кл. 6 01 R 17/О2, 18.01.74.

, . Г 11:-

691764

U

Фиг. 2