Цифровой экстремальный мост переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН зев G01R17 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3614692/24-21 (22) 30.06,83 (46) 15.12.84, Вюл. и 46 (72) В.Г. Мельник, О.А. Орнатский, N,Н. Сурду и В.В. Петухов (53) 621.317,733(088.8} (56),1."Приборы и системы управления". 1971; Ф 3, с. 30-32.

2. Мост переменного тока автоматический с цифровым отсчетом Р5079.

Техническое описание. (54) (57) ЦИФРОВОЙ. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ

МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий генератор, подключенный через последовательно соединенные первый делитель напряжения, образцовую меру и ключ, а также через второй делитель напряжения и клеммы для подключения объекта измерения к входу избирательного усилителя, выход которого соединен с входом детектора равновесия, первый и второй счетчики, -включенные последовательно..„Я0„„1129532 А через элемент ИЛИ, потенциальные выходы которых подключены к управляющим входам первого и второго делителей напряжения соответственно, элемент совпадения, генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента совпадения и тактирующему входу детектора равновесия, триггер, выход которого подключен к управляющему входу ключа и к второму входу элемента совпадения, блок пуска, подключенный к первому входу триггера и второму входу второго счетчика о т л ич а ю шийся .тем, что, с целью повышения быстродействия, он снаб-. жен пороговым элементом, вход которога подключен к выходу избирательного усилителя, а выход - к втором входу триггера, выход элемента совпадения подключен к второму входу элемента ИЛИ, а выход детектора равновесия - к входу первого счет .-, чика.

1 1

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений.

Известны цифровые автоматические экстремальные мосты переменного тока, содержащие измерительный мост, генератор питания моста, блок автоматического уравновешивания измерительного моста, избирательный усилитель, детектор равновесия и модулятор 1).

Недостатком этих устройств является низкое быстродействие в избирательном усилителе, вызванное коммутацией элементов мостовой измерительной схемы.

Известен цифровой экстремальный мост переменного тока, в котором для выбора поддиапазона измерения осуществляется пробная коммутация в мостовой цепи и оценивается знак вызванного этим прира щения амплитуды ее выходного сигнала, содержащий генератор, подключенный через последовательно соединенные первый делитель напряжения, образцовую меру и ключ, а также через второй делитель напряжения и объект измерения к входу последовательно соединенных избирательного усилителя и детектора равновесия, первый и второй счетчики, соединенные последовательно через элемент . ИЛИ, потенциальные выходы которых подключены к управляющим входам первого и второго делителей напряжения соответственно, элемент совпа дения, генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу последнего и тактирующему входу детектора равновесия, триггер, выход которого подключен к управляющему входу ключа и к второму входу элемента совпадения, блок пуска, подключенный к первому входу триггера и шине установки второго счетчика в состояние, соответствующее минимальному напряжению на объекте измерения, второй ключ и меру проводимости f2 3.

Недогтатком известного устройства является низкое быстродействие при выборе поддиапазона измерения изза потерь времени на срабатывание .второго ключа, связанные с этим переходные процессы в цепи и потери времени на анализ знака приращения

129532

5

2 амплитуды выходного сигнала измерительной цепи.

Цель изобретения — повышение быст. родействия цифрового экстремального моста переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой экстремальный мост переменного тока, содержащий генератор, подключенный через последовательно соединенные первый делитель напряжения, образцовую меру и ключ, а также через второй делитель напряжения и клеммы для подключения объекта измерения к входу избирательного усилителя,, выход которого. соединен с входом детектора равновесия, первый н второй счетчики, включенные последовательно через элемент ИЛИ, потенциальные выходы которых подключены к управляющим входам первого и второго делителей напряжения соответственно, элемент совпадения, генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу элемента совпадения и тактирующему входу детектора равновесия, триггер, выход которого подключен к управляюшему входу ключа и к второму входу элемента совпадения, блок пуска, подключенный к первому входу триггера и второму входу второго счетчика, снабжен пороговым элементом, вход которого подключен к выходу избирательного усилителя, а выход — к второму входу триггера, выход элемента совпадения подключен к второму входу элемента ИЛИ а выход детектора равновесия — к входу первого счетчика.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения подключенный через последовательно соединенные первый делитель 2 напряженияр образцовую меру 3 и ключ 4р а также через, второй делитель 5 напряжения и клеммы для подключения объекта 6 измерения к входу избиl рательного усилителя ?, детектор 8 равновесия, первый счетчик 9, элемент ИЛИ 10, второй счетчик 11. Потенциальные выходы счетчиков подключены к управляющим входам соответствующих делителей напряжения.

Первый установочный вход триггера

12 соединен с блоком 13 пуска и шиной установки нуля счетчика 11, вто9532

»2

Составитель В. Семенчук

Редактор М. Петрова Техред Л.Коцюбняк

Корректор Л. Пилипенко

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9444/35

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 рой вход — с выходом порогового элемента 14, вход которого подключен к выходу избирательного усилителя 7, а выход — к второму входу элемента 15 совпадения. Выход последнего подключен к второму входу элемента ИЛИ. Генератор 16 тактовых импульсов подключен к тактирующему входу детектора равновесия и первому входу элемента совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Делители напряжения, объект измерения и образцовая мера образуют мостовую цепь, выходной сигнал которой усиливается избирательным усилителем. С помощью делителя 5 напряжения устанавливается необходимый поддиапазон измерения, а с помощью делителя 2 напряжения про.изводится уравновешивание мостовой цепи. Делители напряжения управляются счетчиками 11 и 9 соответственно. В начале измерения, при поступлении импульса запуска от блока 13 пуска, счетчик 11 обнуляется, при этом устройство устанавливается на поддиапазон, соответствующий наибольшей проводимости У . и наименьшему напряжению на объекте измерения, а триггер 12 опрокидь;вается в состояние, соответствующее выбору поддиапазона измерения. При этом ключ 4 размыкается и на второй вход элемента 15 совпадения поступает разрешающий потенциал. Если проводимость У объекта 6 измерения меньше, чем установленный псддиапазон, ток через объект, определяющийся также напряжением на выходе генератора 1 и коэффициентом передачи делителя 5 напряжения, достаточно мал. На выходе порогового элемента 14 формируется высокий потенциал. Импульсы с выхода генератора 16 тактовых импульсов через элемент 15 совпадения и элемент

ИЛИ 10 проходят на вход счетчика 11

Происходит переключение поддиапазонов измерения (увеличивается коэффициент передачи делителя 5 напряжения). При включении поддиапазона измерения, соответствующего величине проводимости У, ток через объект измерения достигает такой величины, при которой выходное напряжение усилителя 7 превышает нижнюю границу его рабочего дйнамического ж диапазона равную — — — где U

Э

max наибольшее выходное напряжение усилителя. Уровень срабатывания порогового элемента устанавливается равным этой величине. Поэтому происходит его переключение, и высокий выходной потенциал порогового элемента меняется на низкий. Триггер 12 опрокидывается, ключ 4 замыкается, а элемент 15 совпадения saкрывается. Переключение счетчика 11 прекращается и начинается уравновешивание мостовой цепи на выбранном поддиапазоне измерения с помощью делителя 2 напряжения и счетчика 9, который управляется выходом детектора 8 равновесия.

Преимущество предлагаемого устройства состоит в более высоком быстродействии при выборе поддиапазона измерения. В данном устройстве переключение поддиапазонов происходит с частотой следования тактовых импульсов, тогда как в известном для включения каждого очередного паддиапазона требуется два. такта — такт модуляции и такт переключения. Таким образом, выигрыш в быстродействии при выборе поддиапазана измерения составляет

2 раза. При этом общее повышение быстродействия прибора, а следовательно, и его производительности составляет (с учетом времени уравновешивания) 15-20Х.