Автоматический цифровой мост переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕаЪ БЛИН 1)4 С 01 К 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ НИ ПЬСТВ РСКОМУ С(21 (2246 МАТИЧЕСКИЙГО ТОКА ЦИФРОВОЙ МОСТ 21 Бил, 9 39электродинвич, А,И,Н.А.Орнатскченко33(088.8)аторные изд. К.Б,Кар ки АН УСС ительные еева. М,изобрете мерения. ли 2 и 3 91 ст детектор матическ вый гене(56) Трансформмосты./ Под реЭнергия, 1970.Цифровые прмерения парамеПод ред. С.Л,Эрадио, 1978, с оры и системы для изов конденсаторов./тейна. М Советское124, 125.(54) АВТ ПЕРЕМЕНН (57) Изо ниям пар лений и честве и са в шир бретение относится к измереаметров комплексных сопротивможет быть использовано в казмерителя параметров импеданоком диапазоне частот. Цель ния - повышение точности изУстройство содержит делите- напряжения, образцовые мерыи активной проводимости 10, 1 равновесия, блок 12 автоого уравновешивания и такторатор 14, Введение источника ЯСд1265624 1 О 15 20 25 30 35 40 1 постоянного напряжения, преобразо)вателей 4, 5 и 6 постоянного напряжения в переменное и .:ольцевого счетчика 13 с образованием .новых связеймежду элементами устройства исключаетдополнительную частотную погрешность.11 ри этом уравновешивающие элементымостовой схемы сохраняют метрологичеИзобретение относится к электро- измерительной технике, а именно к измерению параметров комплексных сопротивлений, и может быть использовано в качестве измерителя параметров импеданса в широком диапазоне частотЦель изобретения - повышение точности измерения при работе в широком диапазоне частот за счет исключения дополнительной частотной погрешности.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, делители 2 и 3 напряжения, ключевые преобразователи 4-6 постоянного напряжения в переменное, зажимы 7 и 8 для подключения объекта измерения, образцовые меры емкости 9 и активной проводимости 10, детектор 11 равновесия, блок 12 автоматического уравновешивания, кольцевой счетчик 13, тактовый генератор 14, причем выход источника 1 постоянного опорного напряжения соединен с входом первого делителя 2 напряжения, а выход последнего соединен с входом второго делителя 3 напряжения. Выход источника постоянного напряжения подключен также к входу первого ключевого преобразователя 4 постоянного на- пряжения в переменное, а выходы первого и второго делителей напряжения подключены соответственно к входам второго и третьего ключевых преобразователей 5 и 6 постоянного напряжения в переменное. Выходы первого, второго и третьего ключевых преобразователей пбстоянного напряжения в переменное соединены соответственно с зажимом 7 для подключения одного из электродов объекта измерения, второй ские характеристики во всем диапазонерабочих частот, а вновь введенные -не вносят дополнительных частотныхпогрешностей до частоты порядка несколько сотен килогерц. Точность уст,ройства на частоте 100 кГц практически не снижается по сравнению с частотой 1 кГц. 1 ил. электрод которого подключен к второму зажиму 8 образцовыми мерами емкости 9 и активной проводимости 10, Второй зажим для подключения объекта измерения, вторые электроды мер активной проводимости и емкости соединены вместе и подключены к входу детектора 11равновесия, выход которого соединенс входом блока 12 автоматйческого 1 уравновешивания, Первый выход последнего соединен с входом управленияпервого делителя напряжения,.а второй - с входом управления второго делителя напряжения.Кольцевой счетчик 13 подключен прямыми выходами своих триггеров к цифровым входам первого ключевого преобразователя, а инверсными выходами триггеров - к цифровым входам второго и третьего ключевых преобразователей, Тактовый генератор 14 подключен первым выходом к тактовому входу блока 12 автоматического уравновешивания, а вторым выходом - к входу кольцевого счетчика 13. Устройство работает следующим образом.Постоянные напряжения источника 1, первого 2 и второго 3 делителей подаются соответственно на входы первого 4, второго 5 и третьего 6 преобразователей постоянного напряжения в переменное. С помощью последних формируются переменные напряжения, Причем частоты и фазы выходных напряжений второго 5 и третьего 6 ключевых преобразователей определяются часто-, той и фазой импульсов на инверсных выходах кольцевого счетчика 13 и потому одинаковы с частотой выходного напряженияпервого преобразователя 41265624 Ф о р м у л а и з о б.р е т е н и я 25 Составитель В.Семенчук Редактор Н,Яцола - Техред И,Попович Корректор М,Демчик Заказ 5656/39 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3о и отличаются от него по фазе на 180 так как управляющие входы последнего соединены с прямыми выходами кольцевого счетчика 13. Поэтому регулированием делителей 2 и 3 можно добиться, 5 чтобы ток, протекающий через объект измерения, компенсировался токами, протекающими через образцовые меры, и таким образом уравновесить мост.1 О Детектор 11 равновесия и блок 12автоматического уравновешивания изсигналов рассогласования формируютуравновешивающие коды по основному(емкости) и по вспомогательному (89 15параметрам, Синхронизация работы блока автоматического уравновешиванияи кольцевого счетчика осуществляетсятактовым генератором 14. Разрядностькольцевого счетчика 13 равна 2 п,20где п - число ступеней апроксимациисинусоиды. В простейшем случае и = 1,т,е, синусоида апроксимируется меандром,Преимуществом предлагаемого устройства является более высокая точность при его работе в широком диапазоне частот, Это достигается за счет того, что уравновешивающие элементы З 0 мостовой цепи работают на постоянном напряжении и, следовательно, сохраняют высокие метрологические характеристики во всем диапазоне рабочих частот. Вновь введенные элементы - пре 35 образователи постоянного напряжения в переменное, являются ключевыми и не вносят дополнительных частотных погрешностей до частот порядка нескольких сотен кГц. Выигрыш в точности устройствапо сравнению с известным зависит от рабочей частоты и уве" личивается с ее возрастанием. Например, на частоте 100 кГц точность устройства практически не снижается по 4 сравнению с частотой 1 кГц, в то время как точность известного при этом снижается примерно в 100 раз. Автоматический цифровой мост переменного тока, содержащий детектор равновесия, образцовые меры активной проводимости и емкости, первые выводы которых подключены к входу детектора равновесия, зажимы для подключения объекта измерения, первый из которых также соединен с входом детектора равновесия, блок автоматического уравновешивания, вход которого подключен к выходу детектора равновесия, гактовый генератор, первый выход когорого подключен к тактовому входу 11 лока автоматического уравновешивания, цва включенных последовательно дели- геля напряжения, входы управления которых подключены к выходам блока автоматического уравновешивания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при работе в широком диапазоне за счет исключения дополнительной частотной погрешности, в него введены источник постоянного напряжения, три ключевых преобразователя постоянного напряжения в переменное, кольцевой счетчик, вход которого подключен к второму выходу тактового генератора, при этом цифровые входы первого ключевого преобразователя постоянного напряжения в переменное, подключены к прямым, а второго и третьего - к инверсным выходам кольцевого счетчика, аналоговые входы первого, второго и третьего ь ключевых преобразователей постоянного напряжения в переменное подключены соответственно к источнику постоянного напряжения, выходам первого и второго делителей напряжения, а их выходы - соответственно к второму зажиму для подключения объекта измерения, второму выводу образцовой меры емкости и второму выводу образцовой меры активной проводимости, а вход первого делителя напряжения подключен к источнику постоянного напряжения,