Цифровой автоматический мост переменного тока для измерения двух абсолютных параметров

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Ссщиалистических Республик(22) Заявлено 12,1179 (21) 7752/181 В 17/1 еиием заявки й с присо осударствеивый комите С,ССР ио делам изобретеиий и открытиВ(5 З) У 4 Н 621.317. . 733 (088 8) Дата опубликования описания 180881равлев,люк 71) Заявител Институт электродинамики АН Украинской ИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИИ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДВУХ АБСОЛЮТНЫХ ПАРАМЕТРОВаключаениямплекс-реали. 5 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений.Известны устройства для определе" ния превалирующей составляющей комплексного сопротивления, основанные на определении фазы тока, протекающего через объект измерения, по отношению к направлению, действующемуна нем 1Недостаток этих устройств з ется в низкой точности определ превалирующей составляющей ко ного сопротивления и сложности зующих их устройств.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является мост, содержащий генератор синусоидального напряжения, мостовую измерительную цепь, экстремальный детектор равновесия, реверсивные счетчики соответственно, например, по параметрам С г 6 емкостных измеряеиых объектов, триггеры реверса по этим параметрам, счетчик пределов, блок устранения нуля, триггер параметра, переключатели и модулятор 2 .Недостатком данного моста является невозможность его использования в следящем режиме измерения, так как определение превалирующей составляющей коМплексного сопротивления при этом является отдельной операцией, предшествующей уравновешиванию моста. Поскольку в процессе уравновешиваний моста параметры объекта измерения могут меняться произвольным образом, то естественно, что превалирующая составляющая может изменяться, причем достаточно часто и в .произвольные моменты времени. Поэтому в следящем режиме измерения выбор основного параметра, т,е. определение превалирующей составляющей, должен производиться в процессе уравновешивания систематически и достаточно часто, что существенно снижает быстродействие моста и, следовательно, увеличивает его динамическую погрешность измерения.Цель изобретения - повыдение быстродействия моста в следящем режиме измерения.Поставленная цель достигается тем, что цифровой автоматический мост переменного тока для измерения двух абсолютных параметров, содержащий генератор синусоидального напряжения, соединенный с мостовой измерительной цепью, детектор равновесия, соеди 855511ненный с выходом мостовой измеритель. ной цепи, два реверсивных счетчика, соединенные выходами с измерительной цепью, а входами с соответствующими выходами детектора равновесия, два триггера реверса, соединенные с входами соответствующих реверсивных счетчиков, счетчик пределов, соединенНый с мостовой цепью, блок устранения нуля, входы которого через переключатель соединены с выходами реверсивных счетчиков, и триггер параметра, соединенный с входами трех переключателей, выходы переполнения реверсивных счетчиков через второй переключатель соединены с входом счетчика пределов, выход блока устране ния нуля через третий переключатель соединен с входами старших тетрад реверсивных счетчиков, входы триггеров реверса соединены с соответствующими выходами детектора равновесия, 2 О снабжен четырьмя логическими элементами совпадения и логическим элементом разделения, входы которого соединены с выходами элементов совпадения, а выход - с вкодами тРиггеРа параметра, выход переполнения первого реверсивного счетчика соединен с входами первого и ретьего элементов совпадения, а второго счетчика - с входами остальных элементов совпадения, выходы триггера параметра соединены соответственно с входами первых двух и двух последних элементов совпадения, выходы первого триггера реверса соединены соответственно с входами первого и третьего элементов совпадения, а выходы второго триггера реверса - с. входами второго и четвертого элементов совпадения, один выход детек-тора равновесия соединен с входами первого и третьего элементов совпа дения, а второй - с входами второго и четвертого элементов совпадения, выходы реверсивных счетчиков соединены соответственно с входами второго и третьего элементов совпадения,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого моста.Мост содержит генератор 1 синусоидального напряжения, мостовую измерительную цепь 2, детектор 3 равновесия, реверсивные счетчики 4 и 5 соответственно, например, по параметрам С и С емкостных измеряемых объектов, триггеры б, 7 реверса по этим параметрам, счетчик 8 пределов, блок 9 устранения нуля, триггер 10 параметра, переключатели 11-13, логические элементы 14-17 совпадения и логический элемент 18 разделения.Выбор основного параметра в мосте осуществляется в следящем режиме из щ мерения. При этом используются импульсы переполнения реверсивных счетчиков. Рассмотрим все возможные случаи, возникающие в процессе следящего уравновешивания моста. Допустим, что при уравновешивании мостовой цепи реверсивные счетчики по обоим параметрам работают в режиме прямого счета. В этом случае при уравновешивании возможны следующие ситуации.Мостовая цепь по вспомогательному параметру уравновешена на -й декаде (каждый разряд реверсивного счетчика, начиная от самого старшего до -го включительно, находится в одном из состояний от "О" до "9"), и при уравновешивании измерительной цепи по основному параметру возникает переполнение счетчика по этому параметру, т.е. появляется импульс переноса на выходе самой старшей тетрады счетчика. В этом случае независимо от состояния счетчика по вспомогательному параметру, составляющая по основному параметру является преобладающей и основной параметр выбран правильно. Импульс переполнения счетчика поступает на вход счетчика пределов и изменяет его состояние.Мостовая цепь уравновешена по основному параметру на 1-й декаде, и при уравновешивании цепи по вспомогательному параметру возникает переполнение счетчика. Значит составляющая комплексного сопротивления, принятая за вспомогательный параметр, является превалирующей и необходимо изменить основной параметр.Если при уравновешивании мостовой цепи реверсивные счетчики по регулируемым параметрам работают в режиме обратного счета, то возможны также следующие крайние ситуации.Мостовая цепь уравновешивается 1-й декадой по основному параметру, по вспомогательному параметру мост уравновешен на -й декаде. В процессе уравновешивания появляется импульс заема на выходе старшей тетрады реверсивного счетчика по основному параметру. В этом случае, при любом состоянии реверсивного счетчика (кроме состояний, при которых самая старшая тетрада находится в нулевом состоянии) по вспомогательному параметру, преобладающей является составляющая, принятая за вспомогательный параметр, и, следовательно, необходимо сменить основной параметр. В остальных случаях при появлении импульса заема необходимо изменить диапазон измерения.Мост уравновешен на -й декаде по основному параметру. При уравновешивании измерительной цепи по вспомогательному параметру появляется на выходе реверсивного счетчика импульс заема. Это свидетельствует о том, что вспомогательный параметр измеряемого комплексного сопротивления меньше нуля, т.е, отрицательный, .следовательно, параметры этого со противления не могут быть измерены.Таким образом, изменять основной параметр необходимо только в тех случаях, когда в процессе уравновешивания появляется импульс переполнениясчетчика по вспомогательному параметру при прямом его счете и равновесии по основному параметру или, когда впроцессе уравновешивания появляетсяимпульс переполнения счетчика по ос"новному параметру при обратном егосчете и ненулевом равновесном наборе 10 ключатели 11-13 при этом соответствен. но соединяют блок 9 устранения нуляс старшей тетрадой счетчика 4 и входсчетчика 8 пределов с выходом переполнения этого счетчика 4. Это значит, что реактивная составляющая Скомплексного сопротивления выбранаосновным параметром, а проводимость6 - вспомогательным. Для выработкирегулирующих воздействий производится параметрическая модуляция по регулируемым параметрам модуляторына чертеже не показаны). УправляюЗО щие импульсы, выработанные детектором 3, поступают на входы реверсивныхсчетчиков 4 и 5. При равновесии моста унравлякюцие импульсы на выходе детектора 3 отсутствуют. Допустим, что 40 в процессе уравновешивания оказалось,что проводимость 6 превалирует надемкостью С, т.е., что при равновесии по параметру С и прямом счете по параметру О появился импульс переполнения на выходе счетчика 5. Этот импульс проходит через элемент 17 совпадения и элемент 18 разделения и устанавливает триггер 10 параметра в единичное состояние. При этом переключатели 11, 13 соединяют блок 9 устранения нуля с старшей тетрадой 5 счетчика, переключатель 12 соединяют выход переполнения счетчика 5 с входом счетчика 8 пределов. После этого мост доуравновешивается.В предлагаемом мосте уравновешивание начинает после выбора предела при произвольно выбранном основном параметре. При этом, если основной параметр выбран неверно, то в процессе уравновешизан":фя производится смена основного параметра и доуравновешивание мостовой и пи. Как и в известном мосте, первый отсчет получен через 1 с, а последующие - через счетчика по вспомогательному параметру.Мост работает следующим образом, Синусоидальное напряжение рабочей частоты с выхода генератора 1 поступает на мостовую цепь 2. Выходное на 35 пряжение мостовой цепи поступает на вход детектора 3 равновесия. В предлагаемом мосте уравновешивание начинается после выбора предела при произвольно выбранном основном парамет ре. Допустим, что после выбора предела измерения триггер 10 параметра находится в нулевом состоянии .и перекаждые несколько миллигекундно вотличие от него при необходимОстисмены основного параметра системауравновешивания не сбрасывается в исходное состояние, а производит сменуосновного параметра в процессе уравновешивания, а затем доуравновешиваетмостовую цепь. Поэтому в следящем режиме в предлагаемом мосте отсчет измеряемых параметров даже при необходимости смены основного параметрапроизводится через каждые несколькомиллисекунд. Следовательно, из-затого, что смена основного параметрав предлагаемом мосте производитсяв процессе уравновешивания (не какотдельная операция), она практически не снижает быстродействия моста.Таким образом, быстродействие предлагаемого моста при работе в следящем режиме в лучшем случае, так каксмену основного параметра приходится делать редко, примерно в два разавыае быстродействия известного моста; если же составляющие комплексного сопротивления меняются так, чтосмену основного параметра необходимо производить довольно часто, тобыстродействиепредлагаемого мостав несколько раз выше, чем у известного. Формула изобретенияЦифровой автоматический мост переменного тока для измерения двух абсолютных параметров, содержащий генератор синусоидального напряжения, соединенный с мостовой измерительной цепью, детектор равновесия, соединенный с выходом мостовой измерительной цепи, два реверсивных счетчика, соединенные выходами с измерительной цепью, а входами с соответствующими выходами детектора равновесия, два триггера реверса, соединенные с входами соответствующих реверсивных счетчиков, счетчик пределов, соединенный с мостовой цепью, блок устранения нуля, входы которого через переключатель соединены с выходами реверсивных счетчиков, и триггер параметра, соединенный с входами трех переключателей, выходы переполнения реверсивных счетчиков через второй переключатель соединены с входами счетчика пределов, выход блока устранения нуля через третий переключатель соединен с входами старших тетрад реверсивных счетчиков, входы триггеров реверса соединены с соответствующими выходами детектора равновесия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия моста в следящем режиме измерения, он снабжен четырьмя логическими элементами совпадения и логическим элементом раздеЛения, входы которого соединены с выходами элемен855511 10 Составитель И. Бахтиналощук Техред М.Голинка Корректор Г. Решетн Редакт аказ 6898/62 Тираж 732 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тов совпадения, а выход - с входамитриггера параметра, выход переполнения первого реверсивного счетчикасоединен с входами первого и третьего элементов совпадения, а второгосчетчика - с входами остальных элементов совпадения, выходы триггерапараметра соединены соответственнос входами первых двух и двух последних элементов совпадения, выходы первого триггера реверса соединены соответственно с входами первого итретьего элемента совпадения, а выходы второго триггера реверса - свходами второго и четвертдго элемента совпадения, один выход детектораравновесия соединен с входами первого и третьего элементов совпадения,а второй - с входами второго и четвертого элементов совпадения, выходыреверсивных счетчиков соединены соответственно с входами второго итретьего элементов совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР.У 277086, кл, 0 01 8. 17/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 1942154,кл. 6 01 й 17/10,