Фазовый способ уравновешивания моста переменного тока

л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соцналнстнческнх Республик(088.8) 9. Гюллетень Ме делам нзобретенн н открытий.7 ролов, И.ергунов И. Шаронов, Г. В. Ф Нестеркина и А, И, Д УЗ при Заводе ВЭМ итехнического инсти харо 71) Заявите филиал Пензенскогоа) элекачено сного смсн 24) ФАЗОВЪй СПОСОБ УРА ПЕРЕМЕННОИзобрстсцис относится к области троизмсритсльной тсхники и прсдназн для цзмсрсцця составляющих комплск соцротивлсния с помощью мостов пср ного тока.Извсстсн фазовый способ раздсльного уравцовсшивация, согласно которому псрвой операцией является установленцс фазового сдвига напряжсния питания мостовой цепи относительно падения напряжения на образцовом элсмснте, расположснном в плсчс ветви, содсржащсй измеряемос комплексное сопротивление. Второй опсрацией является установлсцие равснства фазового сдвига падения напряжсния на образцовом сопротивлении, расположенном в плече, противоположном плсчу, содержащему измеряемое комплексное сопротивление, относительно напряжения небаланса, вышеописанному фазовому сдвигу путем коммутации вышсописанного образцового элсмснта, расположснного в плсчс, противоположном плсч 1 содсрткащсм измсрясмос комплсксное сопротивлснпс 11.Недостатком такого способа является низкое быстродействие, так как одна цз вышеуказанных опсраций является вспомогатсльной, и низкая точность уравновсшцвания, обусловлснцая тсм, что из двух вышеупомянутых фазовых сдвигов только ОВЕШИВАНИЯ МОСТАТОКА один (а цмсцо - второц из вышеупомянуть 1 х) цзмсцяст свою величину при коммутации уравновсшпвающсго элемента, что снцжаст эффективность дифференциального мстода сравнсцня, умсньшая тсм самым чувствитсльность мостовой цепи к изменению цзмсрясмого парамстра.Извсстсн такжс способ раздельного уравновешивания моста переменного тока с параллсльным уравновсшиванием по реактивной составляю 1 цсй ком плсксного сопротивлсция и составляю 1 цей, пропорциональной активным потсрям, согласно которому регулирующсс воздсйствис, необходимое для уравновсшиванця мостовой цепи по реактивной составляющей комплексного сопротивлсцця, формируют по велпчцнс и знаку разности фазовых углов, причем для получсцця однозначности информации фазовыймс:кд всктором цапряжсция цсбаланса и вектором падсцця напряжснця на плсчс, смсжцом с плечом, содсржащим измсрясмос комплсксцос сопротивление, и всктором напряжснця питания, а другой фазовый угол образован тем жс всктором цадснця нацряжсния на плече, смежном с плсчом, содсржащим цзмсрясмос комплсксцос соцротивлснпе, ц инвертированным всктором цацряжсния питания 2.Нсдостатком этого способа является то, 659964110 В КЛЗЛПНОИ ЭЛЗПОСТИ фЛЗОВЫХ ГЛОВ ПРП РСГГЛПСЭО 3 КСПсВОВСИ 111 Р 2101 ЦСГО В,ЕСМСПТс 1 ИЗМСИ 51 СТС 5 ТО.ЬКО 0" ч М 10 Л Ч 1 ЕС- НО - . фазоВый у 10 л, Об 7;)3(713;1:пь"; В(кОГ);1- м двх 1 ли 75)Копий Од)0 из 010)ьх сст 1 и 2 и э 51 ж 1.1 и с и с 0 с,1 лс 2, е ) 3 т( е0 с 1 7 с;(.".т л3- л 5 (.т с ( 7110 Й п(1 ч с и с иП 10 51 же и и 51 и л и, с ч с Прот(1Г 0)КПОМ ИЛСЧу, С одер)СссИС)у ПЗЪСР 5 СЕ(1(. К 0,1 И;1(КС 0( С 71);)ОТ 113;(.11;, ГГО СИЖ;Е.:т Зф(ЭСК ИВОСТ,пфС)СПЦИ;(Ь(7- ГО 1 СТО,12 С)с 1 ПОП и 51, ) С 1 ЬЕ 115 Тс. СЛМ1 МВСТ 3 И)СЛЬ;ОСП )ОСОНОЕ ЕС.И К И;МСИС- ик Нз.с)5 ссОГ(7 илрсЕст) 2.К)07 с того, 310 т (.ПосОО псс спсстВСН- Н Ы И ПсДОСТс 1 ОК, И Р И С СиИ 11 13((.) МОТО;с М РазделНОГО У)с 1 иов(ши 13 липя, с 1 п)1 сипо -- НСООХОДИ 1(ОС Т 1 11, П ИРОВс 1 ПИ 51 П.ЧСЧ МОСТОВой схсмы, 1103 том с 1 кой сиосоо с)б,Гадс)сГ ИЕДОСтатОИ О ВЫСОКОЙ тОНОСтЬЮ, ТЛК КЛК В результат измсэсни 51 Входи Г иогэсшиост 1 ОТ ШУНТ)ОВЛНЕЯ ПЛСЧ.Цс,О ИЗООЭЕТСНИ 51 5 ВЛ 51 "Г С 51 101)ЫИС;1 ИС 1 ВС 11)ИГС, ЬПОСТИ.ПОС 1 с 1 В;СПИ 251 П,СЛЬ ДОС 1 ИГЛСТС 51 1 СМ, ЧТО 13 фа;30 вом сиосоое э(равновепи 321 ия моста переменного тока, заключаощсмся 13 фор- МЕРОВЛИИ РСГУ,ИРЕОЩСЧ 0 1)ОЗДСИСТВПЯ ДЛ 51 Рс 13 ДСЛЫ 10 ГО У)ЛВПОБСШИвс 1 ПИЯ МОСТО 10 Й ИЗ- мсритслы 10 Й цепи 32 с 1 ст с 1)авнсии 51 доно;1- ПИ 1 СЛЫ 1 ЫХ СИГ 112;1013, ИропорЦИОИЛЛЬН 21 Х фс(- ЗОВЫ 1 Уг.аМ МСЭКД НЛИ)5 ЖСН 35 МИ СНИ- масыми с Моеоой измерите;ьпой цеги фОРМ 11)ЭЧОТ ПСЭВЫЙ ДОНО.И 1 И 1 СЛЬНЫЙ С 1(ГНсЛ РавньЪ .ГСНЬШСЫ ВДВОС Пап)ЯЖСПИЕО И 1 Г 12- ИИЯ ОСТОВОЙ ПЗМСЭЕГГСЛЬПОЙ ЦСИИ, фоР:И- руют второй дополнительный сигнал про- ПОРЦИОГЛЛЬГЫЪ ВСКТОЭПОЙ РсЗНОСТИ ПЛПЭЯ- жсния исбалапса п первого доно)исль- НОГО СИГНЛ;с 1 (1)ОР)ИР",1 ОТ 7(ГГИЙ ДОПОЛПИ- тельиь;й сигнал литсеьпсгьк), ироиорциоиал Пои 131)ссси 10;Гу инОрлл" ЕЛч;.,О 10- тОРОГО сОВ.адсСт с то 11 ОЙ 1:с)сходс 1 сРсЗ ИО;Ь С МИНУСЛ Ис ПЛК)С (С ИЛЮСЛ Пс 1 МИНУС) наиэя)кспия пс 02 ланса, и к(Нсц совилдас 1 с ближайшей точкой перехода через ио;Гь с 3 И 3 СЛ Нс 1 ПЛЮС (С ПЛ 10 СЛ Пс МИНС) ПСРВОГО ДОПОЛППТСЛЫ 10 ГО СИГИс 1;12 ИЛИ 13;ЭСМСННО- ху интервалу, начало которого совпадает С ТОЧ 1,ОЙ П(РСХОДс 1 1 СЭСЗ ПОЛЬ С МИПУсс Пс илос (с плюса па минус) псэвого допол- писльиОГО сиГнала, л консц с(7 впадает с ОГ 1 П)клйшси тГЭ 1 КОЙ псрсхОда 1 с)сз но(1 ь с ИНЪСа Ес 1 П;110 С (С П;ЮСЛ Па 1 ИЪС) Ис 11 Э 51- кения псбаланса, формируот чстг)ертый доно;питсльныЙ сигиа. длисльпостьО, пропорциональной временному интсрвс,чу, начало которого совпадает с точкой перехода чсрсз ноль с миуса иа плюс (с плк)- са на минус) второго дополнительного сигнала, а конец совпадает с бли)кайшсй точкой псреход 2 срсз НОль с ме 1 н"са из плос (с пл 10 с 2 ел м и 1 с)2 и р яэк с н и я н с б л:1 2 н с с 1, ИЛИ ВЭСМСПЕОЭЕ) ИтсрваЛЭ, НЛЧс 1 ЛО КОТО)О- го совпадает с точкой перехода через ноль С МИНСа Н 2 ПЛОС (С ИЛОСЛ На МИЕ 1",С) Па 5 Ии Ир)1 Ж(Ппя ПСбаЛЛНСЛ, с КОНСц СОВПадас С(7(П)кПей точкой перехода через по;и с.,1 ПНМ(с ИЛ Г.ОС (С П.ЮСс Па МИНМС) ВТОРОго дополиитсле ного сигиа;а формируют5 Т 1 Д(7 ОСППТСЛИЬЕ 1 С.Е 1 Г 112;1, ПРОПОРЦИО:Лл;иый рлзости третьего и четвертого доП;)Лип ТСЛ Ьи Ь Х С 1 ГП с(10 с 1 Р СГЛИРОЩСС130;)ДС.1 СТ 13 ПС, ПСОХОДИ;(7(;Ги ПРЕВ(ДСНИ 51,"ОСТО 305 И:3:(.РИТ(. 1 ИО. ЦСПИ В СОСТОЯПИ(.1 КЛ;)иЭс 11)по)Се,5 ИО ИЗ 10)5 СМ(Й ГОСТВ 3 Л 51 К)- ЕЦС 1 К(7.,ИГЕСКСПО 0 С 011 РОТИ;СИИ 51, фОРМИР- ЮГ О 3 ЛК И)Т 01 О,ОПО,ИЕИССЫОГО СИГ 112- ;12Ф(71)ми;7(73(ис пс 7)ОГО,ОполиитсльпОГО1 СиЕЕ 1,с 1, с 11 ГО ., С 111 П(ПНОМ 1)ДВ(ЭС Нс -иряжспи 10 ииГНЕ".я мостовой из,1 сритсльиОЙцепи и второо дополнитсл ного сигиаа,РОПОРПалОПЛЛЬИ(7 ВСКтОРНОЙ РЛЗНОСтп НаПР 51 ЖС)и 5 СО 2,12 НСс 11 ПСР 13010 ДОО,ПИ 7) ГСЛЬИОГО СИНа;12 ИО,3 ЗОЛПО И 013 ЫСИЬ ") 13СТВП ГСЛЬНОС 1 Ь 32 СЧСТ ИСКЛОСНИ 51 ИОГРЕШиост 1 01 иг 1 ирования и;с 1 мбстоОЙ изме)итсльпой цсии, 2 формированис трстсГо и четвертого дополните,ьных сигналов25 иоз 30 л 51 ст сЦсс 1)е 110 НОВЬсиь чВститс,ипосп Гак как при изменении уравоцепивающих элементов третий и четвертыйДОПОЛПИТСЛЬЕЬс СИГНЛЛЫ ИЗМСН 51101 СЯ ВОвзаимно противоположные стороны (при30 уменьшении одного сигнала, второй - увс;ЕисПвастся и наоборот).1-2 фиг, 1 изооражеио усройс 130, реализующее ирсдллгасмый способ; на фиг. 2 -ТОПОГРафпсССКЛЯ ДИЛГ)2 ЪЕ 1 2 ИРОЦСССс УРВ В 35 но 3 сшиВл 1 ия 10 стОВОЙ измсэитсльной цспидля измсрспи 51 рсактивиОЙ состаВляОНейКО) ИГ СКС 1ГО СО РОТ И 13 ГСНПЯ,ГДС П(7 -- Па ПЭ ЯЭКСНЕС ПИсЕИ 1 Я МОС 10 ВГЭЙ измсэ 1 гс;ЕееОЙ цспи;(У - положение потенциальнойточки всршиш ветви моста,ис содержащей измеряемогоСОРОТИВЛСния ири выполнении услоИИЯ )с(Ь 1 =ЛЗС(, С, С - Возможныс полои(ения по.теициальпой точки С 3 ерци5 ны ветви моста, содсржа 659964( - " = О,(2) щей измеряемое комплексное сопротивление;(р - фазовый угол ме)кду напряжениями ас и ао;31) - фазовый угол между напряженияи дс п с 1 с - ао при условии, что 2 ао -- аб.Мо)кно показать, что в мо)лент выхода точки С ца окружность р (фиг. 2), справедливо равенство так как ) и ф являются углами при основании равнобедренного треуголы 1 ика ИС причем, оа=ос,Если, например, потенциальная точка С моста занимает положение С на круговой диаграмме (фиг. 2), то равенство (1) наруц 3 ается в одну сторонур - О)0,что соответствует, например, недоуравповсшивани)о (псреуравновешива 51 и 0) по рсактивной составляющей измеряемого комплексного сопротивления.В том случае, если потенциальная точка С занимает положение точки Сг на круговой диаграмме, то равенство (1) наруидется в другую сторону"; - Ф(О (3) что соотвстствуст состоянию переуравновсшивания (недоуравновешивания) по рсактивной составляющей измеряемого коъ 1- плсксцого сопротивления,Таким образом, знак лсвой части выражения (1) цссст полную информацию о положсции потснциальиой точки С моста относительно состояния квазиравцовесия, то ссть состояццс квазиравновссия моста по РсактиВНОЙ состЯВ;1511 ОП 1 сй пзмс 4)51 смОГО КОМПЛСКСЦОГО СОПРОТИВЛСНИ 51 ДОСТИГ.1 СТС 51 Р момент вывсдеция иотсцциальцой точки С на окружность р, проходящую чсрсз потенциальную точку д.Описанный способ может быть рсализован, например, с помощью устройства, изображснного на фиг. 1.Устройство содсржит согласующие устройства 1 и 2, разцостную схему 3, усилители-ограничитсли 4 - 6, элсмснты запрст 7 и 8, интсгратор 9.Напряжснис иебалаиса (,1,1, подастся чсрсз согласующсс устройство 1 на вход усилитсля-ограничитсля 4 и на один из входов разцостной схсмы 3, ца второй вход которой чсрсз согласующсс устройство поступает напряжсние ", од(оврсъ(спцо пода 2ющееся на вход усилитсля-ограничитсля 6. Усилснный и ограничснный сигнал с выхода усилителя-огра 3 ичитсля 4 подается на инверсный входы элсментов запрст 7 и 8. На сигнальный вход элемента чсрсз усилитель-ограничитель б подается разностный 5 10 15 20 25 30 ЛИ 45 50 55 60 65 сигнал с, а на сигнальный вход элемента зяпрст 8 подается усиленный и ограничснный сигнал с выхода усилителя-ограничитсля 4. Сигнал с выхода элемента запрст 7, длительность которого пропорциональна фазовому углу 3(, подается на один из Входов иитсгрдтора 9, ца второй Вход которого поступает сигнал с Выхода элс- сцтд :31 прс 8, д.1 птс;ьнос)ь котороО пропорциональна углу (1, Полярность сигпалл с выхода пнтсгрдтора 9 цссст полную информаци)о о соотношении углов ( и 1.Испогцзовдцис ирсдлагдсмого фдзового СПОСООЯ )ЯЗДСЛЬНОГО РДВЦОВСЦЦ 1 В;1 ПП 51 моста 1 срсмс 3 ПОГО тоня ОбсспсПВдст ИО срдвнспио с сугцсст)уОи(ими сиособамп раздсльцого уравновешивания слсдующис ирсиущсствд:1303 можцосгь фОРми 1)ОГани 51 РсГУлпРУю 1 ИСГО 130 ЗДСЙСТГИЯ, ИСПОЛЬЗУ Я ТОЛЬКО НДПР 51- жсиис нсбалдися и цапряжсцис иитдция мостовой измсритсльцой схемы, что позволит сущсствсццо упростить рсализацию способаВозможность П 013 ь 1 Псния тоИ 10 сти рд 13- цоцсшивдция за счст исключения погрсшцостп шунтирования плеч мостовой измсритсльцой схсмы;точность за счст диффсрсццидльцого сраВИСН 5 доио,1 иптсльпых сиГпдлОВ, пропорциоидл;цых фязои 1 м углам, измсця)о 1 цимся в рдзиыс стороны. Форм лд:зобрстсиия Фазовый способ уравновешивания моста псрсмсццого тока, заключающийся в формировании рсгулирующсго воздействия для раздсльцого уравцовсшивдция мостовой из.1 сритсльнои цспп зд с 1 ст ср 13 цсг)и 51 доцолиитс;Вцых сигналов, пропорциональных фдзовым мггЯ)1:с)кд 3 идиряжсниями, сцимдс)ыми с мостовой измсритсльцоц цепи, отличающийся тсм, что, с цслью повышсния чувствитсльности, формируют первый дополнительный сигнал равным меньшему вдвос напряжению питания мостовой измсритсльной цспи, формируют второй дополнитсльный сигнал пропорциональиым вскторной разности напряжсния цсбаланса и первого дополнительного сигнала, формируют третий дополнительньц сигнал длительностью, пропорциональной врсмснному интервалу, начало которого совпадает с точкой псрсхода черсз ноль с минуса ца плюс (с плюса на минус) напряжсния цсбаланса, а консц совпадает с ближдйшсй точкой персхода через ноль с минуса на плюс (с плоса на минус) первого дополнительного сигнала илп врсмснному ицтсрвалу, начало которого совпадает с точкой псрсхода чсрез ноль с минуса на плюс (с плюса нд минус) первого дополиитсльного сигнала, а консц совпадаст с ближайшей точкой перехода чсрез ноль сСоставители Р. Вахтина 1(оррскорвс Ь, Ьрахнина и Е. Осипова Рслакгор М. Трофимов Поппигкрпти ираки 1089 СССР ио сп:;5 изобретении ииио;рафи 5, ир. С; и;иова, 2 минуса па плюс (с плюса на минус) па- пряРкеРия нсбаланса, формируют 1 ствертъй дополнитслы 1 ы СиГнал дли 1 льность 10, пропорциональной врсмсипсву и 1- тсрвалу, начало которого совпадает с точкой перехода через ноль с минуса иа плюс (с пл 10 с 2 на минус) ВтОООГО догОЛР 1 итсльного сигнала, а конец совпадает с блиак 211- 1 ПСЙ ТО 1 КОЙ ПСРСХОДа ЧСРСЗ:1 ОЛ 1 з С .гИНУСа па плюс (с плюса на минус) напрякения нсбаланса, или временному и:ггервалу, начало которого совпадает с точкой перехода через ноль с минуса на плюс (с плюса па минус) напря 5 кен 11 я иебалаиса, а конец совпадает с блиРкайНей точкой г:ерсхода ерсз ноль с минуса на плюс (с плюса па минус) второго дополнительного сигнала,аказ 10312 11 зд. Лв Зб 4 ПО 1 осу,арстзсиного коиитс: 113035, Москва, формируют пятый дополнитсльнь 1 й сигил,про:1 орциоиальиый разности третьего ичтвр 1 ОГО д 01 ОлнитслПнях сиГП 2 лОВ, а Рсг, лиру 1 още зоздсйствс, необходимое для1 Оивдс(Н 51 моеОВОй измсритсльной цепи Востоянпс квазирав 1:овссия по измеряемойсос;"1 вляюи 1 п комплексного со:ротивлсии 51, форм ир 10 т по знак иятОГО дополе иТСЛЬИОГО СИГ 1 ВЛ 2.Источники информации,1. р и и 5 ГГ ы с в с В и и м а и Р е и р и э к с и с р 1 и 3 с1. Караидссв К. Б., Штахбепгср Г. Л.Обобщенная теория мостовых цепей переменного тока. Изд. СО АН СССР, Новоси 15 ОНрек, )961, с. 124 - 126.2. Авторское свидетельство СССР38072, кл. Ст 01 Р 17/10, 1973,