Способ раздельного уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

( СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ КОМПЕНСАЦИОННОМОСТОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

1 .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения комплексных сопротивлений.

Известен способ уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей по обеим составляющим, заключающийся в том, что в мостовой измерительной цепи проводят пробные изменения параметра уравновешивания с частотой в 20-30 раз меньшей частоты питания моста, выделяют огибающую сигнала разбаланса, сравнивают амплитуду ее до и после пробных воздействий и формируют уравновешивание воздействия при отрицательном приращении сравниваемых амплитуд, а частные минимумы на каждой декаде и изменения направления уравновешивания находят по отсутствию последних в течение одного периода модуляции l J .

Недостатком данного способа является сравнительно низкое быстродей-.

ствйе, обусловленное тем, что уравновешивание воздействия по составляющим формируются последовательно с периодом пробных изменений пара.метра уравновешивания, который содержит для получения малых искажений огибающей 20-30 периодов напряжения питания моста.

Известен способ повышения быстродействия уравновешивания компенсаци10онно-мостовых измерительных цепей по одной из составляющих, включающий нанесение пробных воздействий параметра уравновешивания, сравнение амплитуд сигнала разбаланса до и пос15ле пробных воздействий и формирования уравновешивающих воздействий по отрицательным приращениям сравниваемых амплитуд, пробные изменения формируют с частотой питания моста

20 в каждый второй полупериод по сину соидальному закону, производят сравнение амплитуды сигнала разбаланса, до и после пробных воздействий в

момент времени, когда сигнал разбаланса, соответствующий неизмеряемой составляющей, проходит нулевое значение 21 .

Недостатком известного способа является низкая точность, обусловленная тем, чтонезначительное отклонение момента сравнения амплитуды разбаланса от момента времени, когда неизмеряемая составляющая равна нулю, приводит к тому, что проявляется взаимосвязь каналов уравновешивания, уменьшающая точность, так как момент квазиравноВесия дсстига,ется неодновременно по составляющим комплексного сопротивления, а также низкое быстродействие, обусловленное возможностью последовательного уравновешивания по составляющим комплек сного сопротивления.

Целью изобретения является повышение быстродействия и томности путем раздельного и одновременного уравновешивания по обеим составляющим измеряемого комплексного сопротивления .

Поставленная цель достигается тем что согласно способу уравновешивания- компенсационно-мостовых -измерительных цепей, основанному на сравнении амплитуд сигналов, снимаемых с измерительной цепи и формировании управляющих воздействий по знаку результата .сравнения, формируют первый и второй дополнительные сигналы пропорциональные соответственно векторной сумме и разности напряжения небаланса и напряжения, синфазного с напряжением питания, формируют третий и четвертый дополнительные си|- налы, пропорциональные соответственно векторной сумме и разности напряжения небала1нса и напряжения, ndeepнутого на (-2) относительно напряжения питания, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы, один из которых пропорционален разности первого и второго, а другой разности третьего и четвертого дополнительных сигналов, по знаку пятого и шестого дополнительных сигналов формируют уравновешивающие воздействия соответственно по синфазной и квадратурной составляющим комплекского сопротивления.

Формирование первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого дополнительных сигналов позволяет увеличить томность и быстродействие уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей.

На фиг. 1 и 2 изображены векторные диаграммы, поясняющие процесс уравновешивания измерительной цепи; на фиг. 3 - структурная схема моста переменного тока, реализующего предлагаемый способ.

На векторных диаграммах обозначе10 но:

и - вектор напряжения небаланса; ,- вектор напряжения, синфазного с напряжением питания измерительной цепи; вектор напряжения, повернутого относительно напряжения питания на + -я--; Up Up - векторы напряжений векторной разности напряжений небаланса и соответственно векторов иоп1И Uony

и -cf напряжений векторной суммы напряжений небаланса и соответственно векторов Uoni и Uofij.

Устройство содержит генератор 1 гармонического сигнала, измерительную цепь 2, согласующий блок 3, фазосдвигающий блок k, суммо-разностные блоки 5 и б и блоки 7 и 8 сравнения, блоки 9 и 10 уравновешивания, и индикаторы 11 и 12.

Фиг. 1а отображает недоуравновешенное, а фиг. 16 - переуравновешенное состояние измерительной цепи по активной составляющей комплекского сопротивления. Очевидно, что при недоуравновешивании по активной составляющей вектор суммы U будет больше вектора разности Up, а при переуравновешивании - наоборот. Квазиравновесие достигается при равенстве векторов Uc и Up).

На фиг. 2а изображено недоуравновешенное, а на фиг. 26 - переуравновешенное состояния измерительной цепи по реактивной составляющей комплексного сопротивления. Очевидно, что при недоуравновешивании по реактивной составляющей вектор суммы Uc2 будет больше вектора разности Up, а при переуравновешивании - наоборот. Состояние квазиравновесия достигается при равенстве векторов 1, Up Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания поступает с генератора 1 гармонического сигнала

на вход измерительной цепи 2, с выхода которой напряжение небаланса поступает через согласующий блок 3 на п.ервые входы суммо-разностных блоков 5 и 6, на вторые входы которых поступает напряжение питания для суммо.-разностного блока 5 и через фазовращающий блок с поворотом на. -J- для суммо-разностного блока 6 (соответственно для каналов активной и реактивной составляющих), С выходов суммо-разностных блоков 5 и 6 сигналы, пропорциональные векторам сумм и разностей, соответствующих напряжений, поступают на блоки 7 и 8 сравнения, которые формиру19т управляющие воздействия для блоков 9 и 10 уравновешивания, которые одновременно, коммутируют уравновешивающие элементы по обеим составляющим комплексного сопротивления, приводят измерительную цепь § состояние равновесия. Результат измерения фиксируется индикаторами 11 и 12.

Таким образом, использование пред лагаемого способа позволяет увеличить быстродействие и точность уравновешивания компенсационно-мостовой измерительной цепи, что особенно важно при использовании ее в АСУТП.

Формула изобретения

Способ.раздельного уравновешиванияjj компенсационно-мостовых измерительных цепей, основанный на сравнении

амплитуд сигналов, снимаемых с измерительной цепи, и формировании управляющих воздействий по знаку результата сравнения, отличающ и йс я тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия путем раздельного и одновременного уравновешивания по обеим составляющим измеряемого комплексного сопротивления, формируют первый и второй дополнительные сигналы, пропорциональные соответственно векторной сумме и разнос-. ти напряжения небаланса и напряжения, синфазного с напряжением питания, формируют третий и четвертый дополнительные сигналы, пропорциональные соответственно векторной сумме и разности напряжения небаланса и напряжения , повернутого на -() относительно напряжения питания, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы-, один из которых пропорционален разности первого и второго, а другой - разности третьего и четвертого дополнительных сигналов, по знаку пятого и шестого дополнительных сигналов формируют уравновешивающие воздействия соответственно по синфазной и квадратурной составляющим комплексного сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 230965, кл. G 01 R 17/10, 11.05.67

2.Авторское свидетельство СССР

№ 696386, кл. G 01 R 17/10. 05.11.79 (прототип).

i/H

V

О

l/fffff

ч

f

t/Off/

Фиг.

Voffl

,

X

V

/

.

Z7