Квазиуравновешенньш мост переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссветснит

Соииалистическин

Респтблин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 22 1.1971 (№ 1612623/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 20.1V.1973

М. Кл. G 01г 17/14

Комитет по попав еаобРетений и OTKPblTHA при Совете Министров

СССР

Ъ ДК 621.317.733.025 (O88.8) Автор изобретения

В. Ю. Кнеллер

Институт проблем управления (автоматики и телемеханики) Заявитель

КВАЗИУРАВНОВЕШЕННЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к области измерения и контроля составляющих комплексных величин переменного тока, и может быть использовано для построения преобразователей относительных отклонений составляющих комплексных величин в активные скалярные величины.

Известны квазиуравновешенные мосты, содержащие источник питания, питаемые нм ветвь измеряемой величины, коэффициент передачи которой пропорционален измеряемой комплексной величине, и ветвь образцовой величины, состоящую из двух последовательно соединенных звеньев, к узку соединения которых подсоединена ветвь обратной связи с выхода усилителя сигнала разбаланса, индикатор равновесия, измеритель (преобразователь) переменного напряжения на выходе усилителя.

После приведения такого моста в состояние квазиравновесия регулировкой одного параметра на его выходах имеются величины, пропо1рциональные одной составтяющей и, отноше нито составляющих измеряемой ком плексной вел ичи ны.

Предлагаемый мост позволяет после уравновешивания одним параметром получить две активные величины, пропорциональные соответственно относительным отклонениям составляющих комплексной величины от их установленных значений. Это обеспе швается тем, что

В нем к нсточн11ку питания подключены два параллельных звена с постоянным коэффициентом передачи и с коэффициентом передачи, 5 знак и величина которого определяются знаком и величиной выходного сигнала шlдн1катора равновесия, причем на выходе последнего звена включен второй измеритель (преобразователь); последовательно с эт11мн звеньями

10 соединено звено с коэфф1щпентом нередачт, пропорциональным установленному зпаченшо одной составляющей, выход которого подк.1ючен к узлу алгебраического суммирования выходных величин ветвей, а соединенное с этим

15 узлом звено ветви образцовой величины выполнено с коэффициентом передачи, пропорциональным установленному значению второй составляющей.

На фиг. 1 показана структурная схема пред20 лагаемого моста; на фиг. 2 — возможный вариант его выполнения.

Измерительная цепь моста содержит три параллельные ветви, питаемые от источника 1 переменного тока: ветвь измеряемой вели шны

25 с измеряемым сопротивлением 2 (двух-, трехили четырехполюсником), коэффициент передачи которой пропорционален измеряемой величине, ветвь образцовой величины с двумя последовательно включенными звеньями 3 и 4

ЗО и ветвь, образованнчю параллельно соединен370532

+ Кп4 Кпз) °

Кп7: Хд Кл4 — 19у> то

1 U U — — О, л передачи получают

У ms U Сх С1

1— л е т, c„

У Уу

Ул

65 ными звеньями 5 и б, последовательно с которыми включено звено 7. Выходные величины ветвей алгебраически суммируются и подаются на выход усилителя 8 сигнала разбала н са с высоии м коэффиц и ентом усиле ния и звеном

9 oGipamoA связи.

Выход последнего подключен к точке соединения звеньев 8 и 4. На выходе усилителя 8 включены индикатор 10 равновесия (фазочувствительный или экстремальный), выходной сигнал которого воздействует на звено б, изменяя величину и знак его коэффициента передачи, и измеритель (преобразователь) 11 напряжения. Аналогичный измеритель (преобpa3ователь) 12 может быть включении .на выходе звена б.

U выходная величина источника питания; Ut и U2 — выходные величины звеньев 8 и б соответственно, Вп=х+j y — измеряемая комплексная величина, Кпб — коэффициенты передачи остальных звеньев (индекс i совпадает с цифрой, присвоенной звену на фиг. 1).

Первый из коэффициентов .передачи К„7 и

Кп4 пропорционален установленному значению одной и з составляющих (хд иди y ), а Бтоtpой — установлен ному значению другой сОставляю щей. П ри достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 8 (Кпе- со) выходной сигнал усилителя 11 — (Кп2 + Кп7 (Кпб + Кпб) +

1 п4 1 п9

Если

Кп2 — К (Х+ 1y)> КлŠ— Клб — Кп9: К1

U, = " (К(х+ jy)—

1У K

Х, (К + Кпб) jy j.

После регулировки коэффициента

Кпе до установления

УУ10 =О т. е. до совпадения фаз сигналов U, и U„, получают т. е. U2 и U1 пропорциональны относительным отклонениям составляющих комплексной величины В„от их установлен ныл значений.

Возможный вариант выполнения предлагаемого моста показан на фиг. 2, 5

Ветви моста питаются от вторичных обмоток трансформатора 18 напряжения с числапи витков m< и m2, первичная обмотка которого (с числом витков m9) подключена к источнику 1 питания. Трансформатор выполнен таким образом, что между его обмотками существует тесная индуктивная связь. Звено б с изменяемой величиной и знаком коэффициента передачи выполнено в виде включенного в одну из вторичных обмоток трансформатора четырехплечего мостика, образованного нерегулируемыми сопротивлениями и сопротивлением, изменяющим свою величину под воздействием выходного сигнала индикатора 10 равновесия (например, синфазного фазочувствительного детектора или квадратурного фазочувствительного детектора с фазосдвигающей цепочкой в одном из каналов). В качестве регулируемого сопротивления используют варистор, фотосопротивление и т. п. Система уравновешивания может быть как статической, так и астатической. Напряжение U2 на выходе звена б суммируется с напряжением одной из вторичных обмоток с числом витков т . Их сумма питает звено 7, величина активной проводимости ко1 торого () прямо пропорциональна (или ф, равна) установленному значению активной проводимости измеряемого комплексного со1 противления 2 с параметрами С„и . Зве1 х но 4 выполнено в виде конденсатора без потерь, емкость С1 которого прямо пропорциональна (или равна) установленному значению емкости измеряемого сопротивления 2.

При появлении в выходном напряжении усилителя U> составляющей, сдвинутой на 90 по отношению к U, на выходе индикатора 10 равновесия появляется сигнал, который воздействует на регулируемое сопротивление звена б, стремясь свести эту составляющую к нулю (или к минимуму). В состоянии квазиравновесия при

1 1

mx U Rx Ri

3 и т 1

R1

На основе этого моста может быть построен несложный преобразователь относительных отклонений емкости и проводимости в унифицированные сигналы.

Предмет изобретения

Квазиуравновешенный мост переменного тока, содержащий источник питания, подсоединенные к нему ветвь измеряемой величины и

370532

Риг,2

Составитель Л. Айрапетова

Техред T. Курилко

Корректор E. Денисова

Редактор T. Иванова

Заказ 1002/7 Изд. № 217 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ветвь образцовой величины, выполненную из двух последовательно соединенных звеньев, усилитель сигнала разбаланса с измерителем (преобразователем) на выходе и с ветвью обратной связи, подключенной к узлу соединения звеньев ветви образцовой величины, и индикатор равновесия, отличающийся тем, что, с целью получения активных величин, пропорциональных относительным отклонениям составляющих измеряемой величины от их установленных значений, в нем к источнику питания подключены два параллельно соединенных звена с постоянным ко".ôôèöèåíòîì передачи и с коэффициентом передачи, знак и величина которого определяются знаком и величиной выходного сипнала,и ндикатор а равновесия, причем на выходе последнего звена включен второй измеритель (преобразователь), последовательно с этими звенья м и соед и нено звено с коэффиц ие нтом передача, пропо рциональным уста новленному з начению одной составля ю щей, выход кото рого подключен z узлу а.тгебраического суммирования выходных

10 величин ветвей, à соеди ненное с этим узлом звено ветви образцовой вел ич ины выполнено с коэффициентом передачи, п ропорциональным уста нокте н ному значен|ию второй составляющей.