Автоматический цифровой мост переменного тока

Изобретение относится к измерениям электрических величин и может быть использовано для измерения па. раметров комплексных сопротивлений.Известен автоматический мост переменного тока Р 5016, построенный на основе использования элемен-. тов с тесной индуктивной связью между плечами отношений (трансформаторов) и операционных усилителей, содержащий трансФорматор напряжения 10 основного параметра, трансформатор напряжения вспомогательного параметра, трансформатор поддиапазонов, компаратор тока, генератор рабочей частоты, операционный усилитель и 15 детектор равновесия 1 .Недостатками устройства являются ограниченное число разрядов уравновешивающего элемента и значительная: погрешность от дискретности уравно вешивающего элемента, возрастающая в 10 раз от 1 до 10 в пределах каждого десятичного поддиапазона из,мерения.Наиболее близким к изобретению 25 техническим решением является автоматический цифровой мост переменного тока, содержащий генератор, последовательно соединенные основной делитель напряжения и образцо-. вую меру, включенную между выходом генератора и входом детектора равно"есия, дополнительный делитель напря" . жения, два зажима для подключения объекта измерения, один из которых подключен к выходу дополнительного делителя напряжения, .а другой - к входу детектора равновесия, блок цифровой индикации, реверсивный счетчик с дополнительными разрядами, коммутатор, множительный и запоми нающий блоки, дешифратор (2 .Целью изобретения является упро" щенке устройства и повышение точности.45Поставленная цель достигаетсятем, что автоматический цифровоймост переменного тока, содержащийгенератор, детектор равновесия,последовательно соединенные основной делитель напряжения и образцовую меру, включенные между выходомгенератора и входом детектора равновесия, дополнительный делитель.напряжения, соединенный также с выходом генератора, два зажима дляподключения, объекта измерения, одиниз которых подключен к выходу дополнительного делителя напряжения,а другой - к входу детектора равно-.весия, реверсивный счетчик, блок циф ровой индикации, снабжен делительнымблоком и счетчиком субдиапазонов,причем входы счетчика субдиапазоновделительного блока и основного делителя напряжения подключены к выходу 65 реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом детектора равновесия, выход счетчика субднапазонов подключен к управляющим входам дополнительного делителя напряжения и делительного блока, а выход дели- тельного блока подключен к входу бло-, ка цифровой индикации.На чертеже представлена функциональная схема автоматического цифрового моста переменного тока.Иост содержит генератор 1, основной делитель 2 напряжения, вход которого соединен с выходом генератора 1, образцовую меру 3, включенную между выходом основного делителя 2 напряжения и входом детектора 4 равновесия, дополнительный делитель 5 напряжения, вход которого подключен к выходу генератора 1, зажимы 6 и 7 для подключения объекта 8 измерения, первый из которых подключен к выходу дополнительного делителя 5 напряжения, а второй - к входу детектора 4 равновесия, реверсивный счетчик 9, вход которого соединен с выодом детектора 4 равновесия, счетчик 10 субдиапазонов, а также делительный блок 11,выход которого подключен к блоку 12 цифровой индика- цич, причем вход счетчика 10 субдиапазонов, один из входов делительного блока 11 и управляющий вход основного делителя 2 напряжения подключены к выходу реверсивного счетчика 9, а второй вход делительного блока .11 и управляющие входы дополнительного делителя 5 напряжения подключены к выходу счетчика 10 субциапазонов.Устройство работает следующимобразом,Измерительная мостовая цепь образована объектом измерения, образцовой мерой 3, основным 2 и дополнительным 5 делителями напряжения. Уравновешивание мостовой цепи. осуществляется с помощью основного делителя 2 напряжения, коэффициент передачи которого определяется набором реверсивного счетчика 9. В процессе уравновешивания импульсы с выхода детектора 4 равновесия изменяют (увеличивают или уменьшают) состояние реверсивного счетчика 9 и счетчика 10 субдиапазонов, которые в свою очередь изменяют коэффициенты передачи основного 2 и дополнительного 5 делителей напряжения, Регулирование коэффициентов передачи делителей напряжения производится таким образом, чтобы достичь минимального значения амплитуды выходного сигнала мостовой цепи. При этом, как обычно в цифровых измерительных приборах, весь1081555 Составитель В. СеменчукРедактор С. Патрушева . Техред Л.Микеш Корректор М. Шароши Заказ 1543/40 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 диапазон измерения разбит на рядподдиапазонов, на которых отсчетизмеряемой величины производитсяс максимальным числом значащих разрядов. цифрового индикатора,т.е.отсчет.в старшем разряде десятичного индика- .тора изменяется от 1 до 9.В то же время диапазон работыреверсивного .счетчика 9 ограниченболее узкими пределами от ), довша в области максимальных воз Оможных значений его кода (например, от 8 до 9). Следовательно, вболее узких пределах изменяется икоэффициент передачи основногоделителя 2 напряжения. Восстановление однозначного соответствия индицируемого и действительного значения измеряемой величины в пределахвсего поддиапазона достигается эасчет введения счетчика 10 субдиапазонов, на которые разбит каждыйподдиапазон измерения и делительного блока 11, с помощью которогозначение кода реверсивного счетчика9 делится на величину, определяемуюзначением кода счетчика 10 субдиапа. онов. Так в первом субдиапаэонезона максимальных значений кода счетчика 9) эта величйна равна 1, и индицируемое значение измеряемой величины соответствует коду реверсивногосчетчика 9. Во втором субдиапазо, не значение кода реверсивного счетчика 9 делится на величину, равнуюйЧеаотношению 1 вв третьем - на Чеа Л Чеиэн эубэнанаэонн - н КЧ,ч ю Соответствующим обРазом изменяет Ося и коэффициент передачи дополнительного делителя 5 напряжения,;что обеспечивает однозначность условий равновесия во всем.поддиапазоне измерения. , 45В предлагаемом устройстве, как ив известном, достигается снижениепогрешности измерения от дискретности, однако в данном случае не за счет увеличения разрядности реверсивного счетчика, а за счет огра-, ничения диапазона его работы. Реверсивный счетчик 9 не содержит дополнительных разрядов, которые имеются в счетчикеизвестного устройства, а их роль (для обеспечения одинакового с прототипом общего числа состояний на каждом поддиапазоне) выполняет счетчик субдиапазонов.Таким образом, данное устройство существенно проще известного при сохранении всех достоинств последнего, В этом устройстве отсутствует запоминающий блок, коммутатор основных и дополнительных, разрядов счетчика и дешифратор номера субдиапаэона при равной с известным устройством сложности остальных узлов. Преимущество данного устройства состоит в повышении чувствительности мостовой цепи при уравновешивании ее по относительному параметру, что обуславливает более высокую точность уравновешивания известного устройства по сравнению с предлагаемым. Степень повышения чувствитель. ности (а следовательно, и точности уравновешивания) по второму параметру равна степени повышения точности по основному параметру и составляет 5-7 раз.Автоматический цифровой мост переменного тока предназначен для измерения параметров комплексных величин, пропорциональных проводимости (например, емкости). При необходимости измерения параметра пропорционального сопротивлению основной челитель 2 напряжения должен быть рключен между генератором 1 и объекгом 8 измерения, причем коэффициент передачи дополнительного делителя 5 напряжения должен изменять- " ся при переходе границ субдиапазонов в обратном порядке.