Цифровой мост переменного тока

1 щ 600489 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву 51) Ч К 17,10 337735/18 22) Заявлено 24,03.76 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий иоритет 3) УДК 621.317.7тзенского НОГО ТОКА ПЕР ОВОЙ М(54 Изобретение относится к области электро- измерительной техники и предназначено для измерения параметров комплексного сопротивления.Известен цифровой мост переменного тока, содержащий генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания мостовой измерительной цепи, вершины измерительной диагонали которой через согласующие устройства подсоединены параллельно ко входам дифференциального усилителя ц к первым входам фазовремецных преобразователей соответственно, вторые входы которых параллельно подключены к выходу генератора синусоидального напряжения, а выходы 15 фазовременных преобразователей подсоединены ко входам блока суммирования, блок временной задержки, два элемента запрет, выходы каждого из которых соединены через блоки уравновешивания с первым и вторым 20 цифровыми индикаторами соответственно 11.Недостатком известного цифрового моста переменного тока является низкая точность измерения второй составляющей измеряемого комплексного сопротивления, обусловленная 25 тем, что в цем используется двухканальная система формирования регулирующих воздействий, т. е, объедицсц только тракт формирования одного из сравниваемых сигналов, а само сравнение осуществляется в разных эле- Зп ментах схемы (используются два элемента запрет) .Целью изобретения является повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем, что в известный цифровой мост переменного тока, содержащий генератор сцнусоцдальцого цацряяецця, включенный в диагональ питания мостовой измерительной цепи, вершины измерительной диагонали которой через согласующие устройства подсоединены параллельно ко входам дифференциального усилителя и к первым входам фазовремечпых преобразователей соответственно, вторые входы которых параллельно подключены к выходу генератора сцнусоцдального напряжения, а выходы фазовременных преобразователей подсоединены ко входам блока суммирования, блок временной задержки, два блока уравцовсшцвгнпя, соединенных с первым и вторым цифровыми индикаторами соответственно, введен ключ с двумя управляющими ц информационным входамц, первый управляощий вход которого соедцнсн с выходом блока суммирования, второй управляющпц вход соединен с выходом блока временной задержки, а информационный вход соединен с выходом дифференциального усилителя, выход клю га подсоединен параллельно к цсргым входам блоков уравновешивания, второй вход одногоиз блоков уравновешивания соедийеМ С вы. ходом блока сумМирования, а второй вхоД второго блока уравновешивания соеДинен с выходом блока временной задержки, вхоД Которого соединен с выходом блока суммирова пия.Структурная схема предлагаемого цифрового моста переменного тока представлена на чертеже.Цифровой мост переменного тока содержит 10 мостовую измерительную цепь 1, генератор синусоидального напряжения 2, согласующие устройства 3 и 4, дифференциальный усилитель 5, фазовременные преобразователи 6 и 7, блок суммирования 8, блок временной за держки 9, ключ 10, блоки уравновешивания 11 и 12, цифровые индикаторы 13 и 14.Работа устройства осуществляется следующим образом.Напряжения Уьс и Уьа, снимаемые с плеч 20 мостовой измерительной цепи, через согласующие устройства 3 и 4 поступают на входы дифференциального усилителя 5 и на первые входы фазовременных преобразователей 6 и 7, на вторые входы которых подается напря жение питания К,ь, с выхода фазовременных преобразователей 6 и 7 снимаются импульсы длительностью пропорциональной фазовым углам, образуемым напряжениями Оьс и Уьа с напряжением питания Уь, Эти импульсы 30 поступают на вход блока суммирования 8 временных интервалов, на выходе которого формируется импульс длительностью, пропорциональной сумме фазовых углов, образуемых напряжениями Уьс и Сьа с напряжением пи тания Уаь Кроме того, по окончании суммарного импульса блок суммирования 8 выдает короткий по длительности импульс, который поступает одновременно на один из входов блока уравновешивания 11, на вход блока 40 задеркки 9 и на первый управляющий вход ключа 10, на второй же управляющий вход его подается короткий по длительности импульс с блока временной задержки 9, сдвинутый относительно первого на т=л/2. На ин формационный вход ключа 10 подается усиленное и ограниченное напряжение небаланса Уы сформированное дифференциальным усилителем 5. В случае переуравновешивания мостовой измерительной цепи, например, по ре активной составляющей измеряемого комплексного сопротивления, на выходе ключа 10 формируется короткий по длительности положительный импульс, управляющий работой блока уравновешивания 11, который синхро низирован импульсом с выхода блока суммирования 8. Блок уравновешивания 11, в свою очередь, сбрасывает (блокирует) все изменения переменного параметра 1 - 1, приводя мостовую измерительную цепь в состояние ква зиравновесия по реактивной составляющей.11 ри недоуравновешивании по реактивной составляющей с выхода ключа 10 короткий по длительности отрицательный импульс поступает па блок уравновешивания 11, который 05 блокирует (сбрасывает) все изменения пере менного параметра 1 - 1. Уравновеп 1 ивание мостовой измерительной цепи по активной составляющей происходит аналогично вышеописанному каналу по реактивной составляющей комплексного сопротивления. Единственнос отличие в том, что блок уравновешивания 12 синхроизирован коротким по длительности импульсом с блока задержки 9, сдвинутым на время т=Я 2.Благодаря такой синхронизации блоки уравновешивания 11 и 12 управляют изменениями переменных параметров мостовой цепи 1 - 2 и 1 - 1 независимо друг от друга, а по состоянию элементов, входящих в уравновешивающуюся цепочку, цифровые индикаторы высвечивают значения измеряемых параметров.Использование ключа с двумя управляющими и информационным входами позволяет объедишить операции сравнения информационных импульсов, т. е, получить одноканальное устройство по способу получения и обработки информации о состоянии мостовой измерительной цепи, а это позволяет достичь значительного повышения точности измерения второй составляющей из-за одинаковой чувствительности к изменениям каждой из составляющих измеряемого комплексного сопротивлспия.Формула изобретен и яЦифровой мост переменного тока, содержащий генератор сипусоидальпого напряжения. включенный в диагональ питания мостовой измерительной цепи, вершины измерительной диагонали которой через согласующие устрой. ства подсоединены пар аллельно ко входам дифференциального усилителя и к первым входам фазовременных преобразователей соыветственпо, вторые входы которых параллельно подключены к выходу генератора синусоидального напряжения, а выходы фазоврсменных преобразователей подсоединены ко входам блока суммирования, блок временной задеркки, два блока уравновешивания, соединенных с первым и вторым цифровыми индикаторами соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен ключ с двумя управляющими и информационным входами, первый управляющий вход которого соединен с выходом блока суммирования, второй управляющий вход соединен с выходом блока временной задержки, а информационный вход соединен с выходом дифференциального усилителя, выход ключа подсоединен параллельно к первым входам блоков уравновешивания, второй вход одного из блоков уравновешивания соединен с выходом блока суммирования,каз 267/10 Изд.334 Т НПО Государственного комитета Сове по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноеССР ипография, пр, Сапунова, 2 а второй вход второго блока урмйоаешива. ния соединен с выходом блока временной за держки, вход которого соединен с выходом блока суммирования. 6 Источники информации,принятые во внимание при эксйертиае 1. Авторское свидетельство СССР4 б 4827, кл. 0 01 К 17/10, 1973.