Автоматический цифровой мост переменного тока

 

Изобретение относится к измерениям параметров комплексных сопротивлений и может быть использовано в качестве измерителя параметров импеданса в широком диапазоне частот. Цель . изобретения - повышение точности измерения . Устройство содержит делители 2 и 3 напряжения, образцовые меры емкости 9 и активной проводимости 10, детектор 11 равновесия, блок 12 автоматического уравновешивания и тактовый генератор 14, Введение источника А (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕаЪБЛИН (51)4 С 01 К 17/12

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;gt

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3824063/24-21 .(22) 13. 12.84 (46) 23. 10.86, Бил. М - 39 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Ф.Б.Гриневич, А.И.Новик, В.Г.Мельник, О.А.Орнатский, M.Н.Сурду и И.А.Скрипченко (53) 621.317.733(088.8) (56) Трансформаторные измерительные мосты./ Под ред. К.Б.Карандеева. M.:

Энергия, 1970.

Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов./

Под ред. С.Л.Эпштейна. N. . Советское радио, 1978, с ° 124, 125.

„,SU„, 1265624 А 1 (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ МОСТ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к измерениям параметров комплексных сопротивлений и может быть использовано в качестве измерителя параметров импеданса в широком диапазоне частот. Цель .изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит делители 2 и 3 напряжения, образцовые меры емкости 9 и активной проводимости 10, детектор 11 равновесия, блок 12 автоматического уравновешивания и тактовый генератор 14, Введение источника

Гд

1265624

1 постоянного напряжения, преобразоI вателей 4, 5 и 6 постоянного напряжения в переменное и .:ольцевого счетчика 13 с образованием .новых связей между элементами устройства исключает дополнительную частотную погрешность.

При этом уравновешивающие элементы мостовой схемы сохраняют метрологиче4

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению параметров комплексных сопротивлений, и может быть использовано в качестве измерителя параметров импеданса в широком диапазоне частот °

Цель изобретения — повышение точности измерения при работе в широком диапазоне частот за счет исключения дополнительной частотной погрешности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, делители 2 и 3 ,,напряжения, ключевые преобразователи

4-6 постоянного напряжения в переменное, зажимы 7 и 8 для подключения объекта измерения, образцовые меры емк,сто 9 и активной проводимости 10, детектор 11 равновесия, блок 12 автоматического уравновешивания, кольцевой счетчик 13, тактовый генератор

14, причем выход источника 1 постоянного опорного напряжения соединен с входом первого делителя 2 напряжения, а выход последнего соединен с входом второго делителя 3 напряжения. Выход источника постоянного напряжения подключен также к входу первого ключевого преобразователя 4 постоянного напряжения в переменное, а выходы первого и второго делителей напряжения подключены соответственно к входам второго и третьего ключевых преобразователей 5 и 6 постоянного напряжения в переменное. Выходы первого, второго и третьего ключевых преобразователей пбстоянного напряжения в переменное соединены соответственно с зажимом 7 для подключения одного из электродов объекта измерения, второй ские характеристики во всем диапазоне рабочих частот, а вновь введенные— не вносят дополнительных частотных погрешностей до частоты порядка несколько сотен килогерц. Точность уст.ройства на частоте 100 кГц практически не снижается по сравнению с частотой 1 кГц. 1 ил. электрод которого подключен к второму зажиму 8 образцовыми мерами емкости

9 и активной проводимости 10. Второй зажим для подключения объекта измерения, вторые электроды мер активной проводимости и емкости соединены вместе и подключены к входу детектора 11 равновесия, выход которого соединен

1 с входом блока 12 автоматического . уравновешивания. Первый выход последнего соединен с входом управления первого делителя напряжения,.а второй — с входом управления второго делителя напряжения.

Кольцевой счетчик 13 подключен прямыми выходами своих триггеров к цифровым входам первого ключевого преобразователя, а инверсными выходами триггеров — к цифровым входам второго и третьего ключевых преобразователей. Тактовый генератор 14 подключен первым выходом к тактовому входу блока 12 автоматического уравновешивания, а вторым выходом — к входу кольцевого счетчика 13.

Устройство работает следующим образом.

Постоянные напряжения источника 1, первого 2 и второго 3 делителей подаются соответственно на входы первого

4, второго 5 и третьего 6 преобразователей постоянного напряжения в переменное. С помощью последних формируются переменные напряжения, Причем частоты и фазы выходных напряжений второго 5 и третьего 6 ключевых преобразователей определяются часто-, той и фазой импульсов на инверсных выходах кольцевого счетчика 13 и потому одинаковы с частотой выходного напряжения первого преобразователя 4

1265624

Формула изобретения

Составитель В.Семенчук

Редактор Н.Яцола - Техред И.Попович Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 5656/39 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

3 о и отличаются от него по фазе на 180 так как управляющие входы последнего соединены с прямыми выходами кольцевого счетчика 13. Поэтому регулированием делителей 2 и 3 можно добиться, 5 чтобы ток, протекающий через объект измерения, компенсировался токами, протекающими через образцовые меры, и таким образом уравновесить мост.

Детектор 11 равновесия и блок 12 автоматического уравновешивания из сигналов рассогласования формируют уравновешивающие коды по основному (емкости) и по вспомогательному (tg5) 5 параметрам. Синхронизация работы блока автоматического уравновешивания и кольцевого счетчика осуществляется тактовым генератором 14. Разрядность кольцевого счетчика 13 равна 2п 20 где п — число ступеней апроксимации синусоиды. В простейшем случае n = 1, т.е. синусоида апроксимируется меандром.

Преимуществом предлагаемого устройства является более высокая точность при его работе в широком диапазоне частот. Это достигается за счет того, что уравновешивающие элементы З0 мостовой цепи работают на постоянном напряжении и, следовательно, сохраняют высокие метрологические характеристики во всем диапазоне рабочих частот. Вновь введенные элементы — пре35 образователи постоянного напряжения в переменное, являются ключевыми и не вносят дополнительных частотных погрешностей до частот порядка нескольких сотен кГц. Выигрыш в точно-40 сти устройства по сравнению с известным зависит от рабочей частоты и увеличивается с ее возрастанием. Например, на частоте 100 кГц точность устройства практически не снижается по 4 сравнению с частотой 1 кГц, в то время как точность известного при этом снижается примерно в 100 раз.

Автоматический цифровой мост переменного тока, содержащий детектор равновесия, образцовые меры активной проводимости и емкости, первые выводы которых подключены к входу детектора равновесия, зажимы для подключения объекта измерения, первый из которых также соединен с входом детектора равновесия, блок автоматического уравновешивания, вход которого подключен к выходу детектора равновесия, гактовый генератор, первый выход когорого подключен к тактовому входу лока автоматического уравновешивания, цва включенных последовательно делигеля напряжения, входы управления которых подключены к выходам блока автоматического уравновешивания, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения при работе в широком диапазоне за счет исключения дополнительной частотной погрешности, в него введены источник постоянного напряжения, три ключевых преобразователя постоянного напряжения в переменное, кольцевой счетчик, вход которого подключен к второму выходу тактового генератора, при этом цифровые входы первorо ключевого преобразователя постоянного напряжения в переменное, подключены к прямым, а второго и третьего — к инверсным выходам кольцевого счетчика, аналоговые входы первого, второго и третьего ь ключевых преобразователей постоянного напряжения в переменное подключены соответственно к источнику постоянного напряжения, выходам первого и второго делителей напряжения, а их выходы — соответственно к второму зажиму для подключения объекта измерения, второму выводу образцовой меры емкости и второму выводу образцовой меры активной проводимости, а вход первого делителя напряжения подключен к источнику постоянного напряжения. f