Цифровой трансформаторный мост

(57) Изобретениетельной технике.измерения различи НСФОРМАТОРНЫЙ МОСТотносится к измериПредназначено дляых электрических ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(51)4 С 01 К 17 10 параметров - емкости, индуктивности, проводимости, активного сопротивления. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерений достигается путем увеличения пределов изменения регулируемого напряжения. Устройство содержит трансформатор 1 с обмотками 2-5, суммирующие трансформаторы 6, разрядные 2-позиционные переключатели 7,объект измерения 8, образцовую меру 9,детектор равновесия 10,реверсивный счетчик 11,спаренныйпереключатель 12,логические элементы 2 И-ИЛИ 13. Предложенный трансформаторный мост имеет в 2 раза больший диапазон из- Е мерения.регулируемого напряжения, что обеспечивает расширение диапазона измерения и повышение его разрешающей способности. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения различных электрических параметров (емкости, индуктивности, проводимости, активного сопротивления).Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерений за счет увеличения изменения регулируемого напряжения.На чертеже представлена структурная схема цифрового трансформаторного моста.Схема содержит трансформатор 1 напряжения с вторичными обмотками 2-5, суммирующие трансформаторы 6, разрядные двухпоэиционные переключатели 7, объект измерения 8, образцовую меру 9, детектор равновесия 10, реверсивный счетчик 11, спаренный переключатель 12, элементы 2 И-ИЛИ 13.Первое плечо цифрового трансформаторного моста образовано обмоткой 2, а второе плечо - обмоткой 3 с последовательно подключенными к ней вторичными обмотками суммирующих трансформаторов 6. Другие два плеча образованы объектом измерения 8 и образцовой мерой.Суммирующие трансформаторы 6 имеют .коэффициенты трансформации, различающиеся по заданному закону, например для двоичного закона коэффициенты трансформации различаются в 4 раза и равны К, 4 К, 16 К, Количество витков вторичных обмоток 4 и 5 выбрано таким, что П = 2 Пз - 2 БО, где Б - напряжение на вторичной обмотке 4; Б - напряжение на вторичной обмотке 5; Б, - опорное напряжение.Устройство работает следующим образом.Напряжение с выхода обмоток 4 и 5 в зависимости от положения разрядных двухпозиционных переключателей 7, управляемых кодовой комбинацией а,а (1. = 1,2п, где и - количество разрядов регулируемого параметра), на выходе элементов 2 И-ИЛИ 13 подается на входы суммирующих трансформаторов 6. Нулевым значениям разрядов а, кода соответствуют левые а единичным - правые положения разрядных переключателей 7. К первичной обмотке каждого суммирующего трансформатора 6 в зависимости от состояния соответствующих510 разрядных переключателей 7 могут подаваться напряжения с величинами ЗБ, (например, для первого трансформатора 6 при а,= а= 1), 2 П,( при а,= О, а= 1), П, (приа,= 1, а=0) и нулевое значение напряжения (при а,= а, = О).Таким образом, напряжение на ветви вторичных обмоток суммирующих трансформаторов 6 будет определяться выражениемИ 6 Б = КП 2-а=0 Переключением спаренных переключателей 12 фаза напряжения 6 П может меняться на 180, в результатечего это напряжение может либо суммироваться с напряжением П вторичз,ной обмотки 3, либо вычитаться изнего. Поэтому напряжение регулируемого плеча моста может меняться вдиапазоне от (Пэ - Б) до(Пз +П ак) где Б,о - значениенапряжения ветви вторичных обмотоксуммирующих трансформаторов 6, полученное при а,= = а = 1. Как видно, диапазон изменения регулируемогонапряжения равен 2 ЬБ30Процесс уравновешивания моста выполняется с помощью реверсивногосчетчика 11 по команде детектораравновесия 10, Спаренный переключатель 12 управляется выходным сигна лом (и+1)-го разряда реверсивногосчетчика 11, так что при а,=060 .оказывается в противофазе с 02а при а, = 1 они имеют одинаковуюфазу. Остальные п разрядов реверсив ного счетчика 11 служат для управления разрядными двухпозиционными переключателями 7 и подключаются к нимчерез элементы 2 И-ИЛИ 13.Элементы 2 И-ИЛИ 13 предусмотрены 45 для того, чтобы в момент замещенияединиц,мпадших разрядов реверсивного счетчика 11 единицей старшего+а -ат+ 255где Ъ; - логический сигнал на выходе элемента 2 И-ИЛИ -горазряда (1 = 0,1,,и);3 1221603 4 Составитель В.СеменчукРедактор М.Дыпын Техред И.Бонкало Корректор А.Зимокосов Заказ 1609/52 Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 а; иа - выходные сигналы соответстл+вующих разрядов реверсивного счетчика.В этом случае при единичном значении (и+1) -го разряда реверсивного счетчика 11 на входы разрядных двух- позиционных переключателей 7 подается прямой код реверсивного счетчика 11, а при нулевом значении (и+1)-го разряда - инверсный код. Это позволяет получить плавность изменения напряжения в регулирующем плече моста в диапазоне от.05 в йП до П + ЬЦ, что приводит к улучшению устойчивости системы уравновешивания моста. Таким образом, предложейный цифровой трансформаторный мост по сравнению с известными имеет в два раза больший диапазон изменения регулируемого напряжения, что приводит к расширению диапазона измерения моста и повышению его разрешающей способности. Формула изобретения Цифровой трансформаторный мост, содержащий трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к,источнику питания, начало первой вторичной обмотки трансформатора соединено с первой клеммой для подключения объекта измерения, а конец - с общей шиной, вторую вторичную обмотку трансформатора напряжения, образцовую меру, первый вывод которой и вторая клемма для подключения объекта измерения соединены с первым входом детектора равновесия, второй вход которого соединен с общей шиной,а выход - с И +1 разря-, дом реверсивного счетчика, суммирующие трансформаторы, вторичные обмотки. которых соединены последовательно, начало последней из них соединено с общей шиной, разрядные 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 двухпозиционные переключатели, подвижные контакты которых соединены соответственно с началом и концом первичных обмоток суммирующих трансформаторов, первые неподвижные контакты - с общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, в него введеныэлементов 2 И-ИЛИ, два спаренных переключателя, а в трансформатор напряжения - третья и четвертая обмотки, начало и конец третьей вторичной обмотки соответственно подключены к первому и второму неподвижным контактам первого переключателя, а начало и конец четвертой вторичной обмотки подключены соответственно к второму и первому неподвижным контактам второго спаренного переключателя, подвижные контакты спаренных переключателей соединены с общей шиной, средние выводы третьей и четвертой вторичных обмоток трансформатора напряжения соответственно соединены с вторыми неподвижными контактами разрядных двухпозиционных переключателей, конец второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с вторым выводом образцовой меры, при этом управляющие входы спаренных переключателей соединены с 6 +1 разрядом реверсивного счетчика, а управляющие входы разрядных двухпозиционных переключателей соединены с соответствующими выходами элементов 2 И-ИЛИ, два входа которых соеди- нены с прямыми и инверсными выходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика, а два других входа всех элементов 2 И-ИЛИ - с прямым и инверсным выходами+1 разряда реверсивного счетчика, начало .второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединено с концом последней вторичной обмотки суммирующего трансформатора.