Мостовой измеритель с радиоимпульсным питанием Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

(54) МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ С РАДИОИМПУЛЬСНЫМ ПИТАНИЕМ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении различных электрических и физических величин.

Известны мостовые измерители с радиоимпульсным питанием, содержащие последовательно соединенные источник сигнала, измерительный мост с источником радиоимпульсов на питающем входе, усилитель высокой частоты и пиковый детектор, второй вход которого связан с источником радиоимпульсов через формирователь коротких импульсов 1.

Однако измеритель обладает низкой точностью измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные источник сигнсша, измерительный мост с последовательно соединенными формирователем прямоугольных импульсов и генератором ударного возбуждения на питающем входе, усилитель высокой частоты и пиковый детектор, второй вход которого связан с выходом формирователя прямоугольных импульсов через формиЕюватель коротких импульсов 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерителя, которая определяется, как величиной периода следования радиоимпульсов, так и динамикой измеряемого информационного параметра. Кроме того, питание моста производится короткими радиоимпульсами, которые имеют очень широкий спектр, а усиление в резо10нансном усилителе высокой частоты происходит практически только одной спектральной составляющей спектра радиоимпульса, совпадающей или близкой к частоте настройки усилителя.

15 Поэтому на практике в известном устройстве может получиться не выигрыш по чувствительности, а проигрыш. Для сохранения выигрыша по чувствительности, полученного за счет уве20личения амплитуды радиоимпульсов, питающих мост, необходимо использовать в нем не резонансный, а широкополосный усилитель высокой частоты, что значительно усложняет устройство.

Цель изобретения - повышение точности мостового измерителя с радиоимпульсным питанием.

- Поставленная цель достигается тем, что в мостовом измерителе с радиоимпульсным питанием, содержаи1ем генерВтор коротких импульсов, последовательно соединенные источник сигнала, измерительный мост с генератором ударного возбуждения на питающем входе и усилитель высокой частоты, выход генератора коротких импульсов подключен к входам генератора ударного возбуждения и импульсного фазового детектора, второй вход кото,рого соединен с выходом усилителя высокой частоты, а выход - с управляющими входами усилителя высокой частоты и генератора ударного возбуждения. На фиг. 1 представлена функционал ная схема мостового измерителя с радиоимпульсным питанием; на фиг. 2 эпюры, поясняющие его работу; Fia фиг. 3 - спектр выходного сигнала генератора ударного возбуждения. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 сигнала, измери1ельный мост 2 с генератором 3 ударного возбуждения на питающем входе и усилитель 4 высокой частоты. Ко входу генератора ударного возбуждени подключен выход генератора 5 коротких импульсов, который также связан с одним из входов импульсного фазового де тектора 6, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой ча тоты, а выход подключен к управляк щим входам этого усилителя и генератора ударного возбуждения. Устройство .работает следующим образом. При воздействии на генератор 3 ударного возбуждения коротких импуль сов с выхода генератора 5 (фиг. 2а) на выходе -первого формируется радиоимпульсный сигнал (фиг. 26), спектр которого вследствие привязки начапьных фаз радиоимпульсов к частоте сле дования SL Коротких импульсов генератора 5 является дискретным, не содер жащим спектральной составляющей с частотой и(з заполнения радиоимпульсо (фиг. 3), ив виде тригонометрическо го ряда записывается 5(0 Ц и созиЧгЬ, И-0 (1) г 5ги(а)о-ий)У2. coJo-H . амплитуда п-ой спектраль ной составляющей; / у 1tlUJ (.UU 1 diiJinnJU; СИ , 5 /т - частота следования радио импульсов; u) - частота заполнения радио импульсов, равная собств ной частоте генератора ударного возбуждения 3. Вследствие того,что величина коэффициента заполнения радиоимпульсов -Г: близка к единице,, амплитуда п-ой спектральной составляющей в спе ре (1) при )акгичес:кп pai.na мплитуде радноимпулпсов, получаемых а выходе г-енератора 3 ударноj-o нозуждения. При равенстве нулю информаионного cHiHcUia x(t;), постуiiawirieio а измерительный мост 2 с ы-охода исочника 1 сигнала, мост 2 оказ ; 1лаетя сбалансированным и сигнал на его выходе также отсутствует. Если же игнал x(t) получает прирашенне, то змерительный мост 2 оказывается разсшансированным и на его выходе появяется сигнал вида (1), который, проодя через усилитель 4 частоты, полоса пропускания которого выбирается из условия лЦ, ;; 57: , воздействует на один из входов импульсного фазового детектора б, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 5 коротких импульс-ов. В этик условиях в системе происходит фазовая синхронизация составляющей радиоимпульсного спектра (фиг.З), наиболее близко расположенной к частоте заполнения радиоимпульсов (.(/о и Имеющей естественно максимальный уровень, частотой 51, которая ей кратна. В результате при вариациях входнохО информационного сигнала выходной сигнал измерителя имеет вид Bbix-) (,n Как видно из (2) информация об измеряемой величине в данном случае содержится в изменениях амплитуды составляющей спектра радиоимпульсного сигнала с частотой п IR , а характеристика преобразования мостового измерителя в этом случае не дискретная, а непрерывная, т.е. погрешность квантования, присущая известному измерителю, в данном случае полностью тсутствует. Такой измеритель может обеспечить одинаковую точность как при измерении параметров медленно меняющихся, так и быстропротекающих процессов,, что позволяет значительно сократить номенклатуру устройств, предназначенных для этих целей. Таким образом, изменения функциональных связей и схемы предложенного мостового измерителя с радиоимпульсным питанием не только значи гельно повышает его точность, но и упрощает схему устройства. Использование такого измерителя в промышленных приборах позволяет значительно улучшить технические характеристики при меньших затратах на производстве, т.е. Значительно повысить техникоэкономические показатели информационно-измерительных систем, в которых данные приборы могут использоваться. Формула изобретения Мостовой измеритель с радиоимпульсным питанием, содержащий генератор

коротких импульсов, последовательно соединенные источник сигнаша, измерительный мост с генератором ударного возбуждения на питающем входе и усилитель высокой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности мостового измерител-я, выход генератора коротких импульсов подключен к входам генератора ударного возбуждения и импульсного фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой

Угк,

r-f

гув I

.1

частоты, а выход - с управляющими входами усилителя высокой частоты генератора ударного возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,

furl