Способ автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем неременного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l75l25

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 29pq

21е, 32

Заявлено 08.IV.1964 (№ 892874/26-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК G 01г

G Olr

УДК 621.317.733:025 (088.8) Опубликовано 21.IX.1965. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 30.XI.19б5

Авторы изобретения

В. Ю. Кнеллер, Ю. P. Агамалов и А. А. Десова

Заявитель

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ НУЛЕВЪ|Х

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СХЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Подписная группа № 95

Изобретение относится к способам уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока, в которых сигналы управления обоими уравновешивающими органами, сформированные из сигнала разбаланса с помощью нуль-органов, зависят от обоих регулируемых параметров. Такие схемы широко применяются при построении цифровых приборов для автоматического измерения составляющих комплексных сопротивлений, напряжений и других электрических величин или неэлектрических величин, однозначно связанных с электрическими.

Известны способы автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока, оба уравновешивающих органа которых выполнены в виде нереверсивных многоразрядных цепочек образцовых элементов, путем переключения последних по методу взвешивания по знакам сигналов, сформированных двумя фазочувствительными нуль-органами. Причем при одинаковых знаках сигналов на выходах обоих нуль-органов коммутируются элементы одной цепочки, а при разных знаках — элементы второй цепочки.

Описываемый способ отличается от известных тем, что при соответствии знаков сигналов на выходах нуль-органов знакам отклонения регулируемых параметров от состояния равновесия элементы цепочек обоих уравновешигающих органов переключают одновременно, а при нарушении соответствия указанных знаков для одного из параметров переключаюг только элементы цепочек того уравновешивающего органа, для которого соответствие знаков сохраняется.

Нарушение соответствия между знаком отклонения регулируемого параметра от состояния равновесия и знаком сигнала на выходе нуль-органа, относящегося к этому параметру, определяют по величине фазового угла между напряжением разбаланса измерительной схемы и опорным напряжением нуль-органа.

Отмеченные особенности способа позволяют

15 сократить время уравновешивания измерительных схем.

На фиг. 1 изображена мостовая схема; на фиг. 2 — ее топографическая диаграмма, поясняющая предлагаемый способ.

20 Измерительная схема уравновешивается с помощью двух уравновешивающих органов, выполненных в виде многоразрядных нереверсивных цепочек R, и R» образцовых элементов, набранных в каждом разряде по какому25 либо самодополняющемуся коду, например 2, 4, 2, 1.

Если до начала измерения все образцовые элементы цепочек R, и R закорочены, то потенциальная точка d на диаграмме, соответст30 вующая вершине d мостовой схемы, будет на175125 ходиться на границе области уравновешивания Ытп в точке и. Вершине с мостовой схемы соответствует на диаграмме потенциальная точка С.

Для уравновешивания схемы потенциальную точку d включением соответствующих элементов цепочек R> и R. приводят в точку с.

На диаграмме проведены: линии уравновешивания R — — var, R» = const = R>„n

=var, Ri = const = R,о, прямые, направление которых совпадает с выбранными направлениями векторов опорных напряжений U „Я, и

U,„R> фазочувствительных нуль-органов 1 и

2; прямые st и uf, перпендикулярные соответственно направлениям векторов Up„R1. и UggR2> и прямые gi и1р. Прямая gi проведена так, чтобы при любом положении точки С в области уравновешивания Игиа все линии уравновешивания R> = — var, R. — const = Rpp проходящие через точку С, лежали внутри углов, образованных этой прямой и прямой uf, а прямая jp — так, чтобы при любом положении точки С в области уравновешивания вселинии уравновешивания R2 = var, R = const = Rio, проходящие через эту точку, лежали внутри углов, образованных этой прямой и прямой st.

Так как знаки напряжений U> и U на выходах фазочувствительных нуль-органов 1 и 2 совпадают со знаком проекции вектора dc, пропорционального напряжению на измерительной диагонали моста, на направлениях векторов опорных напряжений соответствующих нуль-органов, то каждая из прямых st u

uf делит область уравновешивания на две части, в одной из которых знак сигнала на выходе соответствующего нуль-органа будет положительным, а в другой — отрицательным.

Как видно из топографической диаграммы, в областях, ограниченных линией уравновешивания R2 — — var, Rq = const = R>, и прямой st, нарушается соответствие знака напряжения на выходе нуль-органа 1 знаку Я, а в областях, ограниченных линией уравновешивания

R — — var, R, = const = R, и прямой uf, нарушается соответствие знака напряжения на выходе нуль-органа 2 знаку AR>.

О попадании в процессе уравновешивания в

< опасную» область, т. е. в область, в которой нарушается соответствие упомянутых знаков, можно судить по величине угла сдвига фаз между напряжением на входе фазочувствительного нуль-органа и напряжением, сдвинутым на 90 относительно его опорного напряжения. Так, если усиленное напряжение изме рительной диагонали моста — вектор С2 на топографической диаграмме — опережает напряжение, перпендикулярное опорному напр»жению U„,RI или отстает от него (что зависит от выбора U„, R<) на угол 0 < ф (ф пл;

180 < ф (180 + ф, то выносится суждение о попадании в опасную область, и регулирование параметра R> временно прекращается.

Аналогично, если усиленное напряжение диагонали моста опережает напряжение, перпендикулярное Up R2 на угол 0 < cp < cp или

5 л

55 эО

180 < ср < 180 + у, то выносится суждение о попадании в опасную область по параметру

1, ., и регулирование его временно прекращается. Устройство для осуществления способа должно иметь индикаторы опасных областей.

Уравновешивание схемы начинается с подготовительного включения (отключения) очередных по коду элементов цепочек R> и R2. Если не будет сигнала о достижении каким-либо параметром опасной области, то в соответствии со знаком сигнала нуль-органа 1 принимается решение об окончательной коммутации включенного (отключенного) элемента цепочки Ri, т. е. решение оо отключении или оставлении включенным этого элемента, и производится соответствующее действие, а в соответствии со знаком сигнала нуль-органа 2 принимается решение об окончательной коммутации элемента цепочки Я, и производится также соответствующее действие.

Если же после подготовительного включения (отключения), например, элементов цепочки R2 будет сигнал о попадании в опасную зону, то выносится решение об окончательной коммутации только для элементов цепочки R>, а решение об окончательной коммутации элемента цепочки R- откладывается до получения сигнала о выходе из опасной области. До этого момента производится только коммутация элементов цепочки R .

Такой процесс одновременной или поочереднoii коммутации элементов цепочек продолжается до тех пор, пока не будут перебраны все элементы каждой цепочки, т. е. пока схема не будет уравновешена. Поскольку решение об окончательной коммутации каждого элемента принимается лишь в областях соответствия знаков сигналов на выходах нуль-органов знакам отклонения параметров от состояния равновесия, то сходимость процесса уравновешивания будет обеспечена всегда. Опорные напряжения фазочувствительных индикаторов устанавливаются таким образом, чтобы опасные области для регулирования разных параметров никогда не накладывались одна на другую при любом положении точек с и d в области уравновешивания, а величины. углов

<;, и ф выбираются такими, чтобы соответствующие опасные области при любом положении с и d находились в пределах этих углов и в то же время внутри различных углов не перекрывались. Это исключает возможность одновременного запрета на принятие решений сразу по обеим цепочкам. Такой выбор опорных напряжений и углов всегда может быть осуществлен при любой мостовой или компенсационной схеме.

Максимальное время уравновешивания измерительной схемы описываемым способом определяется числом тактов, необходимых для последовательного перебора всех элементов наиболее продолжительно работающей цепочки. Зто время определяется равенством тт < Т ((т+ п)т, 175125 где т — число элементов одной цепочки; n— число элементов другой цепочки (m) n); т— время одного такта.

Время уравновешивания тем меньше, чем меньше площади, занимаемые опасными областями, поэтому настоящий способ уравновешивания дает наиболее существенное уменьшение времени уравновешивания при использовании его для прямоугольно-координатных компенсаторов и мостов с относительно узким диапазоном измерения, так как в этих приборах опасные области обычно невелики.

Предмет изобретения

1. Способ автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока, оба уравновешивающих органа которых выполнены в виде нереверсивных многоразрядных цепочек образцовых элементов, путем переключения последних по методу взвешивания по знакам сигналов, сформированных двумя фазочувствительными нуль-индикаторами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени уравновешивания, при соответствии

5 знаков сигналов на выходах нуль-органов знакам отклонения регулируемых параметров от состояния равновесия элементы цепочек обоих уравновешивающих органов переключают одновременно, а при нарушении соответствия

10 указанных знаков для одного из параметров переключают только элементы цепочек того уравновешивающего органа, для которого соответствие знаков сохраняется.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

15 нарушение соответствия между знаком отклонения регулируемого параметра от состояния равновесия и знаком сигнала па выходе нульоргана, относящегося к этому параметру, определяют по величине фазового угла между

20 напряжением разбаланса измерительно" схемы и опорным напряжением нуль-органа.

Фиг 2

Составитель Л. П. Айрапетова

Редактор Г. М. Печоров Техред Л. К. Ткаченко Корректор Г. Е. Опарина

Заказ 3371/4 Тираж 1625 Формат бум. 60X90 /8 Объем 0,35 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2