Автоматический мостовой измеритель Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

фазового детектора подключен ко входу исполнительного элемента 2.

Баланс измерительного моста характеризуется отсутстБяем ианряженмя на входе нснолнительного элемента. При возрастакнн разбаланса входное нанряженне пснолнр1телыюго элемента нелинейно увелнч.ивается, причем полярность напряження онред€ляется знаком разбаланса. Крутизна кривой, .характеризующей завнснмость уровня выходного напряження усилительной схемы от приращения номинала контролируемого резистора, включенного в плечо моста, уменьщастся но мере роста разбаланса. При донустнмом контроле срабатывание исполнительного элемента должно соответствовать условию (п,

где Д/ -- коэффициент пер едача измерительного моста; Л/(„ -- предельно допустнмое значение коэффициента передачи 1измерительного моста.

.Иаксимальпая чувстп.ительпость устройства-прототнпа к разбалансу характеризуется прямо лропорцнопаль-ной зависимостью входного напряження нснолните.льного элемента от коэфф1НЦНСнта передачи моста. Следовательно, и максимально возможная точность допускового контроля электрнческих сонротпвлений при нспользованин уст:р|ОЙст1.а-прототипа ограничена «прямо пропорциональной зависимостью уровня выходного панряже1 ня усилительной схемы от приращения номннала контрол1ируемого сопротивления. Из тех же сообрал еннй, в системах регулирования температуры., содержаигих устройство-прототип, быстродействие не может быть выше, чем при уелоВИИ прямо .нроноринональной зависимости напряження на входе исполнительного элемента от нри|ращения наминала термосопротивления при paзбaлaflce моста.

Целью изобретения является увеличение точности допускового контроля электрическ;;х сопротивлений.

Поставленная цель достигаетея тем, что в автомат ическнй мостовой нзмеритель, содержащий мост, нервый и второй автогенераторы, нервый -и второй усилителм, переключатель и исполнительный элемент нр,ич.ем выходная диагональ .моста подключена ко входу первого усилителя, выход которого подключен к первому входу переключателя, а выход второго автогенератора подключен ко второму входу нереключателя, введены суммирующ:ее устройство и преобразователь частоты, причем выход лервого автогенератора подключен к первым входам еуммирующего устройства и преобразователя частоты, выход переключателя подключен ко второму входу суммирующего устройства, выход которого подключен к входной диагонали .моста, выход

первого усилителя через второй усилитель подключен ко второму входу преобразователя частоты, выход последнего подключен ко входу исполнительного э,,темента, а выход второго автогенератора подключен к третьему входу преобразователя частоты.

Ня чертеж;е показана э,;ектр|Ическая схема предла1-аемого устройства;.

В предлагаемо.м усилителе выход автогенератора / нод:ключен к первым входам преобразователя 2 частоты п суммирующего устройства 3, ко второму входу которого подключен ВЫХО.Т переключателя 4. Входная дпа1-ональ моста 5 подключена к выходу с 1ммируюи1его уст)ойства 3, а выход,ная диагональ подключена ко входу усилителя 6. Выход последнего подключен ко входу уси.тителя 7 и к первому входу переключателя 4, ко второму входу которого и к третьему входу преобразователя частоты 2 подключен выход автогенератора 8. Выход усплителя 7 подключен кo второму входу преобразователя частоты 2, а выход после.чнего подключен входу исполпительпого элемента 9.

Уст)ойство работает следуюпк м образом.

Гармоническое колебательное напряжение е частотой / поступает с выхода автогеператора 1 через суммирующее устройство па входную дпагональ моста 5. При балансе моста ;апряженпе на выходе последнего отсутствует, поэтому место нулевой уровень сигнала па выходах усилителей б и 7 и нреобразователя 2 частоты, а вход исполн1гге;1ьного элемента 9 обесточен.

Разнополярные импульсы папряження автогенератора 8, поступая на вход переключателя 4, подключают через переключатель выход усплителя 6 ко входу суммирующего устройства 3, причем каждый последующлй импульс изменяет полярность подключения выхода уси,пителя ко входу еуммирующего устройства.

разбалансе моста колебательное напряжение, поступаюгцее с его выходной диагонали на вход усилителя 6, усиливается и через открытый переключатель 4 и суммпруюптее устройство 3 подво.аптся к входной дпагоналн, г. е. усилитель 6 оказывается охваченны М обратной связью. Измепен:ие поля,рности подключенпя усилителя 6 к суммирующему устройству 3 соответствует изменению знака обратной связи. При заданном разбалансе моста, а полупериоды частоты F, когда обратная связь положительна, колебательное напряжение на выходе усилителя 6 возрастает до уровня.

1 Л . 7

См;-,ч-и„,Л .Ш ,

где и,п - амплитуда выходного нанряжения автогенератора /; Д/( - коэффициент передачи моста; Л - коэффициент усиления по напряжению усилителя 6; а - постоянная, определяемая параметрами р еленеративного усилителя. В течение последующей паузы между импульсами автогенератора 8 колебательHOie напряж.енле на выходе усилителя 6 убывают до уровня UmNAK. В иолупериоды частоты F, когда обратная связь отрицательна, колебательное напряжение на выходе усилителя 6 убывает до уровня г -- и N f{l- / -минO /V-int в течение последующей паузы между импульсами автогенератора 8 колебательное напряжение на выходе усилителя 6 возрастает до уровня . Таким образом, при разбалансе моста на выходе усилителя 6 формируется амплитудно модулированное напряжение с частотой заполнения /, ,итyдoй несущей , частотой огибающей F и амплитудой огибающей (. В частотном спектре такого напряжения содержатся составляющие вида f±nF, где п - целое положительное число или нуль. В тракте усилителя 7 селектируются и усиливаются колебания частоты fn f-F. Колебательное напряжение частоты /,г с выхода усилителя 7 и колебательное напряжение частоты / с выхода автогенератора / подводятся ко входам смесительной схемы преобразователя частоты 2, на выходе корой выделяется напряжение с разностной частотой Р. Последнее после усиления сравнивается по фазе с первой гармоникой выходного напряжения частоты F, подводимого к одному из входов преобразователя частоты 2 с выхода автогенератора 8. В зависимости от знака разбаланса моста, сравнивание напряжения частоты F сиифазны либо противофазиы. При этом постоянное напряжение, поступающее с выхода преобразователя 2 на управляющий вход исполнительного элемента Я имеет соответственно положительную либо отрицательную полярность, а уровень указанного напряжения равен иг,гМАКМ(, где М - коэффициент преобразования. В устройствах допускового контроля, где нет необходимости в опргеделении знака разбаланса моста, напряжение автогенератора 8 не подводится к преобразователю частоты 2 и операция сравнения по фазе напряжений с частотой F не производится. В этом случае исполнительный элемент 9 атыпаег при возрастании уровня выого сигнала преобразователя частоты ,е заданного значения. о сравнению с устройством-прототипом ложенное устройство обеспечивает бовысокую точность дооускового контролектрических сопротивлений, что обусено более высокой чувствительностью збалансу прл А/С А/С„, А/С - коэффициент передачи измерительного моста, А/СП - предельно допустимое значение коэффициента передачи измерительного моста. увствительность к разбалансу при А/СП определяется приращением уровапряжения на входе исполнительного ента при А/(А/С„ (1+6) относительно ения при , где б - О, ровень напряжения на входе исполниного элемента устройства-прототипа А/С А/Сп определяется выражением ,nQ(), Ет - амплитуда напряжения ударного возбуждения колебательного контура первого усилителя; Ь - постоянная, определяемая параметрами первого усилителя; Fn - частота импульсов автогенератора, управляющего переключателем;Q - коэффициент преобразования выходного напряжения первого усилителя во входное напряжение исполнительного элемента. ровень напряжения на входе исполниного элемента предлагаемого устройпри. : U,U,,,NMM, (1-/ - ), Urn - амплитуда колебательного напряжения автогенератора, питающего моста; Л - коэффициент усиления по напряжению первого усилителя; а - постоянная, определяемая параметрами первого усилителя; F - частота импульсного автогенератора, управляющего переключателем; .М - коэффициент преобразования выходного напряжения первого усилителя во входное напряжение исполнительного элемента. При E,, , F-Fn, Q M имеем /„ с7„,м().

Чувствительность известного устройства

Д t/H UnMAKn (1 + б) (1 ) - U,,,NM&K,,()

.(&К„)

при б - о

Выигрыш в 1,увствительности и точности определяется отношением MJ, последнего выражения видно, что, во-нервых, выигрыш в точности донускового контроля сопротивлений при использовании предлагаемого устройства тем больше, чем больше допустимый уровень .разброса значений последних и чем больше коэффициент усиления по напряжению первого усилителя схемы, во-вторых, при использовапни в системах регулирования температуры дредлож-енное устройство имеет, по сравнению с прототипом, значительно большее быстродействие лри А./С - 1 и обеспечивает более плавную регулировку температуры при АК - 0.

Фо,рмула изобретения

Автомат1ический мостовой измеритель, содержащий мост, первый и второй автогенераторы, первый и второй усилители, переключатель и исполнительный элемент, причем выходная диагональ моста подключена ко входу первого усилителя, выход которого подключен IK первому входу переключателя, а выход второго автогенератара подключен ко второму входу переключателя, отличающийся тем, что, с цельЕО увеличения точности долуокового колтроля электрических сопротивлен1ИЙ, в него введены суммирующее устройство и преобразователь частоты, причем выход первого автогенератора подключен к первым входам сум;мирующего устройства и преобр азозателя частоты, выход переключателя подключен .ко втО|рому входу суммирующего устройства, выход которого подключен к входной диагонали моста, выход первого усилителя через второй усилитель подключей ко второму входу преобразователя частоты, выход последнего подключен ко входу исполнительного элемента, выход вторюго автогенератора подключен к третьему входу преобразователя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Л1 475578, кл. G 01 R 35/00, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР Л 577462, кл. G 01 R 17/10, 1975.