Цифровой экстремальный мост переменногоТОКА C пОдЕКАдНО-СлЕдящиМ уРАВНОВЕшиВА-НиЕМ Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

ступеней уравновешивания; которое нужно осуществить для уравновешивания измерительной цепи. При низкой чувствительности даже при значительном неравновесии измерительной цепи амплитуда сигнала рассогласования может быть ниже уровня срабатывания (порогового элемента,и.уравновешивание производится минимальными дискретными ступенями. В результате.время уравновешивания будет большое.

Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия моста при переменной чувствительности мостовой цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой экстремальный мост переменного тока с подекадно следящимуравновешиванием, содержащий генератор рабочей частоты, соединенный с мостовой измерительной цепью и последовательно соединенными модулятором,и декадным делителем выход мостовой измерительной цепи соединен .через последовательно соединенные избирательный усилитель, экстремум-детектор, нормально замкнутый сключ и элемент ИЛИ с блоком управления, выход которого соединен со входами распределителя импульсов, избирательного усилителя и декадного делителя, один вывод нормально замкнутого ключа соединен со . входом триггера реверса, выход которого соединен со входами реверсивного .счетчика и модулятора, второй ВЫХОД экстремум-детектора через второй нормально замкнутый ключ соединен со вторым входом распределителя импульсов, выход которого соединен со вторым входом реверсивного счетчка, выход которого соединен с мостовой измерительной цепью, выход избирательного усилителя соединен также со входом порогового элемента генератор импульсов, выход -которого через нормально -азомкнутый ключ соединен со вторым входом элемента ИЛИ, введены последовательно соединенные переключающий элемент, реверси1зный счетчик импульсов, блок фиксации заполнения счетчиками второй элемент ИЛИ, выход порогового элемента соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами дву нормально замкнутых ключей и блока управления, второй выход экстремумдетектора .соединен со входом переключающего элемента, второй выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый выход экстремум-детектора соединен со вторым входом реверсивного счетчика импульсов,, выход блока фиксации заполнения счетчика соединен со входом управления вспомогательного делите, ля, включенного между декадным делителем и мостовой измерительной

схемой и вторым входом переключающего элемента.

Если уравновешивание моста осуществляется по параметру, по которому чувствительность измерительной цепи переменна, то импульсы с выхода сигнала неравновесия экстремумдетектора поступают как на вход распределителя импульсов, так и на вход счетчика импульсов со схемой фиксации его заполнения. Когда счетчик заполнится, что свидетельствует о возможном большом неравновесии измерительной цепи, то выходным сигналом схемы фиксации заполнения счетчика выходы экстремум-детектора отключаются от входов распределителя, триггера реверса и блока управления, причем последний устанавливается в направлении обратного счета. Одновременно увеличивается модуляционное воздействие путем изменения состояния вспомогательного модуляционного делителя, и вход сигнала неравновесия экстремум-детектора подключается посредством переключающей схемы ко входу схемы ИЛИ на входе блока управления.

В следующем такте осуществляется увеличенное модуляционное воздействие. Если на выходе экстремум-детектора появляется сигнал неравновесия (свидетельство значительного разбаланса) , то он проходит на вход блока управления. В результате система автоматики устанавливается в состояние, соответствующее уравновешиванию измерительной цепи по более старшему разряду. В следующем такте снова осуществляется увеличенное модуляционное воздействие в том же направлении.

В каждом из последующих тактов будет изменяться состояние блока управления, пока на выходе экстремумдетектора не появится импульс сигнала равновесия. Первый же этот импульс (свидетельство того, что на данном разряде большого разбаланса нет) сбрасывает счетчик импульсов со схемой фиксации его заполнения.в состояние О. В результате блок управления устанавливается в направлении прямого счета, уменьшается велична модуляционного воздействия/ входы распределителя, триггера реверса и блока управления подсоединяются к выходам экстремум-детек.тора, который по реакции измерительной цепи на модуляционные воздействия формирует сигналы управления.

Таким образом,, свидетельством значительного неравновесия и необходимости перехода к уравновешиванию более крупными ступенями является не большая амплитуда сигнала рассогласования, а реакция измерительной цепи на увеличенное модуляционное воздействие. Если амплитуда сигнала рассогла Всйчия на выходе избирательного уси лителя превышает уровень срабатыва НИН порогового элемента, то в этом случае работа моста не отличается от работы известного моста. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого моста. Мост содержит мостовую измерите ную цепь 1, генератор рабочей частоты 2, избирательный усилитель 3, экстремум-детектор 4, блок управле ния 5 с элементом ИЛИ 6 на входе, триггер реверса 7, распределитель импульсов 8, реверсивный счетчик 9 в качестве уравновешивающего элемента, модулятор 10 с декаднь1М делителем 11 на выходе. Генератор им пульсов 12, нсУрмально замкнутые кл чи 13 и 14, нормально разомкнутый ключ 15, пороговый элемент 16, дополнительный реверсивный счетчик и пульс ов 17 с блоком 18 фиксации его заполнения, переключающий элем 19, элемент ИЛИ 20 и вспомогательный делитель 21. Работает мост следующим образом Когда амплитуда сигнала рассогл сования на выходе усилителя 3 не превышает уровня срабатывания порогового элемента 16, выходы экстремум-детектора 4 через нормально замкнутые ключи 13 и 14 подключены ко входам распределителя 8, триггера реверса 7 и блока управления 5. Экстремум-детектор 4, анализируя приращения сигнала рассогласования измерительной цепи 1, вызванное мод ляционными воздействиями, формирует сигналы управления. Последние посту пают либо на вход триггера реверса 7 (при равновесии), либо на вход рас пределителя 8 (при неравновесии). И пульсы, поступающие на распределите 8, подаются одновременно на вход сче чика импульсов 17 через переключающий элемент 19, Когда счетчик 17 установите в крайнее верхнее состояние (свидетельство возможного большого, неравновесия на данном разряде), выходной сигнал блока 18 фиксации заполнения счетчика, представляющий со- бой Элемент совпадения, проходит через элемент ИЛИ 20 и приводит к запиранию ключей 12, 14 и установле нию блока управления 5 в направлении обратного счета. При этом выход экстремум-детектора 4 отключаются от входов распределителя 8, триггера реверса 7 и блока управления 5. Одновременно увеличивается модулйци онное воздействие путем изменения состояния вспомогательного делителя 21, и вход сигнала неравновесия экстремум-детектора 4 подключается посредством переключающего элемента 19 ко входу элемента ИЛИ 6.. В следующем такте осуществляется увеличенное модуляционное воздействие. Если на выходе экстремум-детектора 4 появляется сигнал неравновесия (свгдетельство значительного разбаланса измерительной цепи), то он проходит через переключающий . элемент 19 и элемент ИЛИ б на вход блока управления. В результате система устанавливается в состояние, соответствующее уравновешиванию измерительной цепи по более старшему разряду. В последующем такте снова осуществляется увеличенное модуляционное воздействие в том же направлении. Состояние блока управления 5 будет изменяться с каждым тактом до тех пор, пока на выходе экстремум-детектора 4 не появится импульс сигнала равновесия. Первый же этот импульс (свидетельство того, что большого неравновесия измерительной цепи по данному разряду нет) сбрасывает с.четчик импульсов 17 в состояние О. В результате блок управления 5 устанавливается ь направлении прямого счета, уменьшается величина модуляционного воздействия, входы распределителя 8, триггера реверса 7 и блока управления 5 подсоединяются к выходам экстремум-детектора 4, который по реакции измерительной цепи формирует сигнал управления. Если амплитуда сигнала рассогласования на выходе избирательного усилителя 3 превышает уровень срабатывания порогового элемента 16, то работа моста не отличается от работы известного моста. При этом импульсы от генератора импульсов 12 поступают на вход блока управления 5 ПО цепи ключ 15 и элемент ИЛИ 6. В предлагаемом мосте свидетельством значительного неравновесия и необходимости перехода к уравновешиванию более крупными ступенями является не амплитуда сигнала рассогласования, а реакция измерительной цепи на увеличенное модуляционное воздействие (уменьшение амплитуды сигнала рассогласования в результате модуляционного воздействия), В результате недостаток известного моста устраняется. Отметим, что при сигнале рассогасования, соответствующем 150 минимальным дискретным шагам уравноешивания, и крайнем, верхнем состояии дополнительного счетчика имульсов, равном 10, для полного уравовешивания измерительной цепи при еализации предлагаемого устройства еобходимо около 25 тактов ураЕНОвеивания. Формула изобретения Цифровой экстремальный Мост пееменного тока с подекадно-следящим

уравновешиванием, содержащий генерАтор рабочей частоты, соединенный с- мостовой измерительной цепью и последовательно соединенными модулятором и декадным делителем, выход мостовой измерительной цепи соединен через последовательно соединенные избирательный .усилитель, экстремумдетектор, нормально замкнутый ключ И элемент ИЛИ с блоком управления, -выход которого соединен со входами распределителя импульсов, избиратель.ного усилителя и декадного делителя один вывод нормально замкнутого ключа соединен со входом триггера реверса, выход которого соединен со входами реверсивного счетчика и модулятора, второй выход экстремум-деогектора через второй нормально замкнутый ключ соединен со вторым входом распределителя импульсов, выход которого соединен со вторым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с мостовой измерительной цепью, выход избирательного усилителя соединен также со входом порогового элемента, генера ор импульсов, выход которого через нормально разомкнутый ключ соединен со вторым входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при переменной чувствительности

мостовой цепи, в него введены вспомогательный делитель и последователно соединенные переключающий элемент,, реверсивный счетчик импульсов блок фиксации заполнения счетчика, второй элемент ИЛИ, выход порогового элемента соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входми двух нормально замкнутых ключей и блока управления, второй выход экстремум-детектора соединен со входом переключающего элемента, второй выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый выход экстремум-детектора соединен со вторым входом реверсивного счетчика импульсов, выход блока фиксации заполнения .счетчика соединен со входом управления вспомогательного делителя, включенного между декадным .делителем и мостовой измерительной схемой и вторым входом переключающего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мелик-Шахназаров О.М. и др. Автокомпенсационные приборы экстремального типа. Энергия, 1969,

с. 50.

2.Гриневич Ф.Б. Автоматические мосты переменного TOKai СО АН СССР, 1964, с. 172 (прототип).