Мостовое измерительное устройство

 

Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока. Целью изобретения является уменьшение расхода электрической энергии от источника постоянного напряжения. Для этого в устройство введена совокупность блоков из двух управляемых электронных ключей 15, 16, элемента 14 задержки и трех переключателей 17-19. Вход элемента 14 задержки и управляющий вход первого электронного ключа 15 соединены с первым выходом блока 7 синхронизации, а с вторым его выходом - управляющий вход второго электронного ключа 16. Выход элемента 14 задержки соединен с входом второго переключателя 17, а выходы последнего с входами формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций. Входы электронных управляемых ключей 15, 16 соединены с двумя клеммами для подключения источника 20 двух постоянных напряжений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей 18, 19 и с выводами питания элемента 14 задержки, формирователя 13 управляющих импульсов, усилителя 6 мощности и усилителя 9. Выходы третьего и четвертого переключателей 18, 19 соединены с выводами питания формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций. В паре между импульсами практически не потребляется электрическая энергия элементом задержки, формирователями, усилителями и электрическим мостом от источников питания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1567985

А1 (g1)g С 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

j4 . ° с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4399162/24-2! (22) 29.03.88 (46) 30.05.90. Бюл. Р 20 (71) Научно †исследовательск институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Г. И. Передельский (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1150556, кл. С Ol R 17/10, !985.

Груздев С. В. и др. Импульсная те эометрия. h.: Эн ргия, !976, с. 2!.

2 (54) МОСТОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО (57) Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам перюкенного тока. Целью изобретения является уменьшение расхода электрической энер— гии от источника постоянного напряжения. Для этого в устройство введена совокупность блоков из двух управляемых электронных ключей 15, 16, элемента 14 задержки и трех переключателей

1567985

l7- 19. Вход элемента 14 задержки и управляющий вход первого электронного ключа 15 соединены с первым выходом блока 7 синхронизации, а с BTopblM его выходом — управляющий вход второго

5 электронного ключа 16. Выход элемента

14 задержки соединен с входом второго переключателя 17, а выходы последнего — с входами формирователей 2-4 им- !О пульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций.

Входы электронных управляемых ключей

15, 16 соединены с двумя клеммами для подключения источника 20 двух постоянных напряжений, а выходы — соответИзобретение относится к информационно-измерительной технике, промылленной электронике и может быть использовано для измерения параметров 2 объектов с двухполюсной схемой замещения, а также физических величин посредством параметрических датчиков, включаемых в мостовую цепь.

Цель изобретения — снижение рас- 30 хода электрической энергии эа счет отключения ее от источников питания блоков в паузе между формируемыми импульсами.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерительного устройства.

Генератор 1 питающих импульсов сигналов содержит требующееся по числу измер емых параметров количество фор- 4 мирователей 2, 3 и 4 импульсных сиг, налов с изменением напряжения По закону степенных функций: прямоугольных, линейно изменяющихся, квадратич— ных. Выходы их через переключатель 5 45 подключены к усилителю 6 мощности.

Выход последнего является первым выходом генератора 1 . В него также входит блок 7 синхронизации, два выхода которого образуют второй и третий вы50 ходы генератора 1. Два вывода питания усилителя 6 мощности образуют первый и второй входы генератора 1. Третий, четвертьй и пятый входы генератора

1 образуют первые выводы питания формирователей 2, 3, 4 импульсов, а шестой, седьмой и восьмой входы — вторые выводы питания этик формирователей. Входы формирователей 2, 3, 4 имственно с входами третьего и четвертого переключателей 18, 19 и с выводами питания элемента 14 задержки, формирователя 13 управляющих импульсов, усилителя р мощности и усилителя

9. Выходы третьего и четвертого пере— ключателей 18, 19 соединены с выводами питания формирователей 2-4 импульсных сигналов с изменением напряжения по закону степенных функций. В паре между импульсами практически не потребляется электрическая энергия элементом задержки, формирователями, усилителями и электрическим мостом от источников питания. 1 ил. пульсов образуют девятый, десятый и одиннадцатый входы генератора l. Два вывода питания блока 7 синхронизации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора 1. Последовательно друг с другом соединены генератор 1 (его первый выход), электрический мост 8, усилитель 9, детектор 10 равновесия, запоминающий конденсатор 11, включенный между выходом детектора равновесия и заземленной шиной, и индикатор 12 равновесия. Второй выход генератора 1 соединен с входами формирователя 13 управляющих импульсов, элемента 14 задержки и управлякщим входом первого управляемого электронного ключа 15. Управляющий вход второго управляемого электронного ключа

16 соединен с третьим выходом генератора 1. Выход формирователя 13 управляющих импульсов подключен к управляющему входу детектора 10 равновесия.

Выход элемента 14 задержки через переключатель 17 подключен к девятому, десятому и одиннадцатому входам генератора 1. Выход электронного ключа 15 соединен с переключателем 18, г первым входом генератора 1 и с выводами питания формирователя управляющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилителя 9. Выход электронного ключа 16 соединен с переключателем 19, со вторьи входом генератора 1 и со вторыми выводами питания формирователя управляющих импульсов 13, элемента задержки 14 и усилителя 9. Выходь переключателя 18 соединены с третьим, четвертым и пятым входами генератора

1 567985

1О

1, а переключателя 19 — с шестым, седьмым и восьмым входами его, Дне клеммы для подключения двух источников постоянного напряжения с общей

5 заземленной шиной 20 соединены с электронными кличами 15 и 16 и с входами двенадцать и тринадцать генератора 1.

Устройство работает следующим об— разом.

В исходном состоянии ключи 15, 16 разомкнуты, в паузе между импульсами транзисторы н блоке 7 синхронизации закрыты и устройство практически не потребляет электрическуи энергии от источника питания. Потребляемая энергия в паузе между импульсами определяется токами утечки и является пре— небрежимо малой, Переключатели 5, 17, 18 и,19 находятся в первом поло- 2С женин, когда к нхс:ду усилителя 6 мощности подключен выход формирователя

2 последовательности прямоугольных импульсов. Выводы питания этого Aop— мирователя подкличены к электронным 25 кличам 15 и 16, а вход — к выходу элемента 14 задержки. Блок 7 синхронизации формирует прямоугольные импульсы длительностью t „ = t „ + t + т„ где t„ — длительность переходного 3С процесса в устройстве после подачи питающих напряжений; t, — длительность импульсов генератора; t> — длительность стадии восстановления, определяющейся в основном длительностью сброса интеграторов в генераторе I.

Во время действия импульса синхронизации ключи 15 и 16 замкнуты, и на соответствующие блоки подаются питающие напряжения . Импульсами синхрони- 4п зации запускаются Ao-,.миронатель 13 и элемент 14. Длительность времени задержки элемента 14 равна t, По истечении его сигнал с элемента 14 запус-кает формирователь 2 прямоугольных 45 импульсов. Длительность времени задержки формирователя управляющих импульсов равна t„ + С„ м, где п макс и макс максимальная длительность переходного процесса в электрическом мосте 8, По окончании его сигнал с формирователя 13 поступает на детектор 10 равновесия, который в течение длительности его ( почти до окончания длительности импульса генератора) пропускает усилен н ое напряжение неравновесия мостовой цели на запоминаищий конденсатор ll и микроамперметр индикатора 12 равновесия. После окончания длительности импульса синхронизации кличи 15 и 16 размыкаются и перестает потребляться энергия с источника постоянных напряжений. При такой работе, если элект- . рический мост 8 не уравновешен, имеется соответствующее показание микроамперметра индикатора 12 равновесия °

Регулировкой значения первого уравновешивающего параметра электрического моста 8 уравновешивают мост, что соответствует нулевому показанию микроамперметра индикатора 12 равновесия.

После этого осуществляют переключение, н результате переключатели 5, 17, 18, 19 подключают к входу усилителя 6 мощности ныход формирователя

3 линейно изменяющихся импульсов. Выводы питания его подключаются к элект-роннь м кличам 15 и 16, а вход — к выходу элемента 14 задержки. Все процессы в устройстве протекают в полной аналогии с описанными процессами, только на электрический мост 8 подается с генератора. 1 последовательностF импульсов линейно изменяющегося напряжения .. В результате регулировкой значения второго уранновешивающего параметра уравновешиваем мост по втс-рому параметру.

Далее реализуем третье переключение и переключатели 5, 17, 18 и 19 ко входу усилителя 6 мощности под:.л чают формирователь 4 квадратичных и;; пульсов, к выводам питания последнего — электронные кличи 15 и 16 и к входу — ныход элемента 14 задержки.

Процессы в устройстве протекают аналогично описанным, только на электр ческий мост 8 подается с генератора последонательность кнадрати ных импульсов. После окончания импульса фор— мирователя 4 квадратичных импульсов емкость интегратора в генераторе ра-ряжается в течение длительности ста— дии восстановления

По числу измеряемых параметров объ екта измерения осуществляют переключение переключателей. Все процессы и приемы в работе устройства повторяются. После уравновешивания электрического моста 8 по всем параметрам (полное уравновешивание моста) берется отсчет искомых параметров по условиям равновесия моста и по значениям . уравновешивающих параметров.

Таким образом, мостовое измерительное устройстно по сравнению с прстотипом позволяет экономно расходо1567985

Составитель В. Семенчук

Редактор М. Келемеш Техред M.Ходанич Корректор Т. Палий

Тираж 551

Подписное

Заказ 1320

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комби ат патент „ «.Умгор !, п г гагина,101 вать электрическую энергию от источника питания, потребление энергии уменьшается в 0 раз, где 0 = Т„/t „, скважность импульсного процесса, Т„ " период повторения импульсов блока 1 синхронизации. Время хранения радиоэлектронных компонентов заметно превышает гарантированный срок эксФ плуатации их, поэтому у рассматриваемого измерителя улучшаются такие показатели, как надежность и срок службы. Малое потребление энергии и соответственно средней мощности открывает возможность для дальнейшей микроминиатюризации радиоэлектронных блоков измерителя. сьо рмула изобретения чостовое измерительное устройство, содержащее клеммы для подключения источника двух постоянных напряжений с общей заземленной шиной для питания электронных каскадов, формирователь управляющих импульсов и последователь -25 но сс е .;н-ннь электрический мост, усилитель, детектор равновесия и ин<. тор равновесия, запоминающий конг.eèñатор, включенный между вьмодом д ек ра равновесия и заземпенной шигемратор, включающий в себя б, .ичгрочиэации, формирователи импульсс г.

"-;. хением напряжения в течение их дга тельности по закону степенных функций, подключенные через первый переключатель к усилителю мощности, выход ото;-,о-, образует первый выход гене.;. c -а, два выхода блока синхронизаN . образуют второй и третий выход».., не;гтора, два вывода питания уси™., .и мощности образуют первый и вт:«р-. .

-.х дь; генератора, третий, четверт;

;.- тиА гхгды генератора образуют г. -,. ..ые .,:. цы питания формирователей, -.к, а шестой, седьмой и вос и 4. входы — вторые выводы питания формирователей импульсов, входы формирователей импульсов образуют девятый, десятый и одиннадцатый входы генератора, два вывода питания блока синхрони— зации образуют двенадцатый и тринадцатый входы генератора, первый выход генератора соединен с входом электрического моста, второй выход генератора соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входом детектора равновесия, двенадцатый и тринадцатый входы генератора соединены с клеммами для подключения источника двух постоянйых напряжений, о т л ич ающе е с я тем, что, с целью снижения расхода электрической энергии, в него введены два управляемых электронных ключа, элемент задержки и три переключателя, управляющий вход первого управляемого электронного клю-ча и вход элемента задержки соединены с вторым выходом генератора, управля- ° кщий зхоп второго у.:.р .вляемого электронного ключа соединен с третьим выход» генератора„ вьм:, элемента задержки соединен с входом второго переключателя, выходы кот. -ого соединен девя".-,и, е ятыи н диннадцатым входами генератора, входы управляемых электронных ключей соединены с клеммами для подключения источника двух постоянньм напряжений, а выходы - соответственно с входами третьего и четвертого переключателей, с выводами питания элемента задерхки, форми рователя гнравляющих импульсов", усилителя и с первым и втсрым входами генератора, выходы третьего переклюдин - ..-. ".ьич, четвертым я c,;";" вход,;. г." е.. :.-., а выходы

:, ьт;. и.. .; "-:-;. - с шестым, сд:.мым ь вось.ьс.- -, сд-;ми генератора.