Фазовый способ раздельного уравновешивания моста переменного тока

ОПИСАНИЕ 384072 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик сквоТрц:.:.;ляУг уз иблиОт . .-СКгак.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт. свидетельствааявлено 25.11.1971 ( 1635809/18-10) присоединением заявки1 бб 47 бб/18 М, Кл. б 01 г 17/1 О Государственный комит Сонета Министров ССС по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 31.1.197 Авторыизобретени М. Шляндин, А. ф. Прокунцев и А, Л, Крам Пензенский политехнический институт вите ЗОВЫЙ СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УРАВНОВЕШИВАНИ МОСТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматических мостах переменного тока, в частности цифровых, для измерения параметров комплексных сопротивлений. 5Известный фазовый способ раздельного уравновешивания моста переменного тока, при котором сначала производят уравновешивание по реактивной составляющей на основе сравнения фазовых углов между напря жением небаланса и падением напряжения ца плече, противоположном плечу измеряемого объекта, и между падением напряжения ца плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и напряжением питания, а затем 15 уравновешивают мост по активной составляющей, сводя напряжение небалансак нулю, требует выполнения трех последовательных операций, причем одна из них является вспомогательной. Кроме того, заранее задан ная последовательность операций приводит к тому, что информация о величине активной составляющей может быть получена только после уравновешивания моста по реактивной составляющей. 25Последнее присуще и другому фазовому способу раздельного уравновешиванияпри котором уравновешивание моста по реактивной составляющей осуществляют по результату сравнения фазовых углов между падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и инвертированным напряжением питания мостовой цепи и между напряжением небаланса и инвертированным падением напряжения на плече, противоположном плечу измеряемого объекта.Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного уравновешивания по обеим составляющим,Это достигается тем, что для уравновешивания по реактивной составляющей фазовый угол между напряжением небаланса и падением напряжения ца плече, противоположном плечу измеряемого объекта, сравнивают не только с фазовым углом между падением напряжения ца плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и напряжением питания, но и с фазовым углом между падением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и инвертированным напряжением питания, а уравцовешивание по активной составляющей производят по результату сравнения фазового угла между падением напряжения ца плечах одной ветви с фазовым углом между падениями напряжения на плечах другой ветви.На фцг. 1 показана блок-схема цифрового моста для осуществления предложенного способа уравновешивания; ца фиг. 2 - круговая диаграмма, поясняющая способ уравновеши 38407240При одновременном изменении параметров, уравовешивающих мостовую цепь по активной и реактивной составляющим, потенциальная точка д можст оказаться в любом месте круговой диаграммы. Гак как вписан ный угол измеряется половиной дуги, на которую он опирается, а угол, образованный хордой и касательной - половиной дуги, заключенной внутри него, то а=Л р лишь в случае, когда потепциальая точка д находит С 51 На ДУГС СодО ОКРУЖНОСТИ ), иЮ= =(180+р), когда потеццальцая точка 11 НЯХОДНТСЯ НЯ ДУГС Со ОКРУЖЦОСТП Р, ТЯК КЯК напРЯкение (1 ов 51 влЯстсЯ касатсл)Н 10 Й к Ок 55 ружностпв точ 1 се 1), а пяпрякение (1 хордой этой окружности.Из анализа круговой диаграммы видно, что фазовый угол со в зоне, охваченной окрукностью 8 (лх,; для потенциальной точки 4) 60 всегда больше фазового угла Р, но меньше фазового угла (180+Д). В зсюне, не охваченной окрун(постыл р, фазовый угол а может принимать значения меньше фазового угла(а, для потенциальной точки А), либо 65 вания на примере мостовой измерительной цепи моста,Мост содержит измерительную мостовую цепь 1, плечи которой образованы измеряемым объектом с параметрами Сь 1(1, сопротивлеиями Яз, Рз, уравновешивающим цепь о реактивной составляющей, Л.уравцовсшваю 1 цим цепь о активной составляющей, и конденсатором С); генератор 2 синусоидального напряжения, фазовременыс преобразователи 3, 4, 5, 6, интеграторы 7, 8, 9, схему Запрет 10, олоки 11, 12 уравновешивания соответственно по рсактивной и активной составляющим, цифровыс индикаторы 13, 14 соответственно активной и реактивной составляющих.На круговой диаграмме приняты следующие обозначения: напряжение питания аб мсстовой измерительной цепи, окружности уравновешивания . а, 1 з, полокение потенциальной точки с вершины мостовой измерительой цспп со, положение потенциальной точки 11 вершины мостовой цепи при различных зцачеиях уравновешивающих параметров (соротивлепй 1(з, В,) 11 - 4, фазовый угол . соИ - со, фазовый угол абсо -р.Уравновешивание моста осуществлястся путем одновременной регулировки сопротивлсий 1(з, Й, уравновешивающих сго по реактивой и активной составляющим.Состояние квазиравновесия моста по реактивной составляющей измеряемого комплексного сопротивления достигается в момент вывеления потенциальной точки д на окружность 3, проходящую через потециальцую точку со, состояние квазиравцовесия по активной составляющей - в момент вьведспя потеиальой Т 1кп д пя О(ржость а, проходящую черсз потециальную точку со,5 ю 15 го г 5 Зо 35 оольше фазового угла (180+Р) (. аг, Л аз, . а., для потенциальных точек 4, дз, А)Дзя получения однозначной информации, необходимой для определения направления зменсния параметра, уравновешивающего )Остовую цепь по реактивной составляющей, осуществля)от одцовремспос сравнение фазо)Ого угля а с фазовым углом 13 и с фазовым углом (180+р).В этом случае сигналы с выходов схем, производящих это сравнение, имеют одинаковую полярность или отрицательную, если Л ы меньшер и меньше (180+р), либо положительную, еслиа больше угла . Р и больше (180+Р) лишь в случае, когда потенциальная точкя д находится в зоне, не охватывЯемой ОкруКОстью 11. еслп ке потенциальная точка Й находится в зоне, охватываемой окружностью 1 о, сигналы с выходов схем, производящих сравнение указанных выше углов, имеют разную полярность.Г 1 ри уравновешивании моста по активной составляющей информация для автоматической коммутации уравновешивающего параметра получается путем сравнения фазового лла между напряжениями У, и У. --асоЬ=Л о с фазовым углом мекду напряжениями Е/,1 и Оно -аЮ=(р.При располои(енин потенциальной точки с 1 в области, пс охватывасмой окружностью а, проходящей через потенциальную точку со, фазовый угол у больше фазового угла (р, а при расположении потенциальной точки с 1 в области, охваченной указанной окружностью, фазовый угол 7 меньше фазового угла (р. Иа круговой диаграммы видно, чтоу=лр лишь в случае, когда потенциальные точки со и Й находятся на одной окружности а, что и соответствует состоянию квазиравновесия моста по активной составляющей. Часть блок-схемы, содержащая фазовременыс преооразователи 3, 4, интеграторы 7, 8, схему Зарет 10, блок уравновешивания 11 и ци(1)роно)1 индикатор 13, является каналом уравновешивания по реактивной составляющей. С мостовой измерительной цепи 1 на входы фазовременного преобразователя 3 по- ступа)от напряжения Уо и У,о, фазовый сдвиг между которыми соответствует фазовому углу 1 з, а на входы фазовременного преобразователя 4 - напряжения 0 я. и Уаь, фазовый сдвиг между которыми соответствует фазовому углу а. Фазовременные преобразователи 3, 4 вырабатывают импульсы одинаковой амплитуды, длительность которых соответствует фазовым углам между напряжениями, поступающими на их входы, причем, если ца выходе фазовременного преобразователя 4 вырабатывается один импульс, соответствующий углу а, то на выходе фазовременного преобразователя 3 вырабатывается два импульса, один из которых соответствует углу 3, а второй - углу (180+Д).Эти импульсы поступают на входы интеграторов 7, 8, которые сравнивают их по длительности. Интегратор 7 сравнивает фазовые углы а и р, а интегратор 8 - фазовые углы а и (180+Р).Результирующие напряжения на выходе интеграторов 7, 8 зависят от соотношения длительностей импульсов, поступающих на их входы и, следовательно, от соотношения величин фазовых углов к и Р, а также лз и . (180+р). Выход интегратора 7 соединен с входом схемы Запрет 10, а выход интегратора 8 - с запрещающим входом той же схемы Запрет, выход которой управляет работой блока 11 уравновешивания по реактивной составляющей. Лишь в случае, когда с интегратора 7 ца схему Запрет поступает напряжение отрицательной полярности, а с интегратора 8 - напряжение положительной полярности, на выходе схемы Запрет вырабатывается положительный сигнал. Блокируя все изменения параметра, уравновешивающего мостовую цепь по реактивной составляющей, приводящие к результирующему сигналу отрицательной полярности на выходе схемы Запрет 10 и, сбрасывая все изменения параметра, приводящие к результирующему сигналу положительной полярности на выходе схемы Запрет 10, приводят мостовую цепь к состоянию квазиравцовесия по реактивной составляющей,Канал уравновешивания по активной составляющей содержит фазовременные преобразователи 5, б, интегратор 9, блок уравновешивания 12 и индикатор 14, При уравновешивании мостовой цепи по активной составляющей на входы фазовременного преобразователя 5 поступают напряжения Уа и У,иа на входы фазовременного преобразователя б - напряжения У, и У.ь.Фазовременные преобразователи 5, б формируют импульсы одинаковой амплитуды, длительность которых соответствует углу сдвига фаз между напряжениями, поступающими ца их входы. Импульсы с выходов фазовременцых преобразователей 5, б поступают на входы интегратора 9, который сравнивает их по длительности. Полярность сигнала на выходе интегратора 9 зависит от соотношения длительностей импульсов, поступающих 5 ца его входы. Блокируя все изменения параметра, уравновешивающего схему по активной составляющей, приводящие к результирующему сигналу положительной полярности на выходе интегратора 9, п сбрасывая все изме пения параметра, приводящие к результирующему сигналу отрицательной полярности, приводят мостовую цепь к квазиравновесию по активной составляющей,Для устранения сбоев в работе после окон Б чательной коммутации уравновешивающихпараметров по обеим составляющим на каждом шаге блоки 11 и 12 уравновешивания каждый В своем канале закорачпвают Выходы интеграторов 7, 8 и 9, подготавливая их к 20 новому сравнению ца следующем такте. Предмет изобретенияФазовый способ раздельного уравцовеши вация моста переменного тока, при которомуравновешпвацпе по реактивной составляющей производят по результату сравнения фазовых углов между напряжением небаланса и падением напряжения на плече, противопоЗ 0 ложном плечу измеряемого объекта, и междупадением напряжения на плече, смежном с плечом измеряемого объекта, и напряжением питания, от.гичаюшийся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного зу уравновешивания по обеим составляющим,для уравповсшпвацця по реактивной составляющей используют также результат сравнения первого пз названных фазовых углов с фазовым углом между падением напряжения 40 на плече, смежном с плечом измеряемогообъекта, и инвертированным напряжением питания, а уравновешпвание по активной составляющей производят по результату сравнения фазового угла между падениями напря жения ца плечах одной ветви с фазовым углом между падениями напряжения на плечах другой ветви384072 фиг. 2 Составитель Л. АйрапетоваТехред Е. Борисова1(орректор А. Дзесова едактор Т. Рыбалов Заказ 3618/1ЦНИИПИ Го Подписотров -ССР ипография, пр, Сапунов Изд.188 тсударственного комитета по делам изобретений иМосква, Ж, Раушская Тираж 75вета Минткрытийб., д. 4/5