Цифровой мост переменного тока

 

ОП ИСАЙ И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<п 504982

Союз Севетсищ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.74 (21) 2024574/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. G 01Р 17/10

Государственный комитет

Совете Министров СССР (53) УДК 621.31?.733.025 (088.8) ло лелем иаебретений Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8 и открытий

Дата опубликования описания 15.07.76 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Прокунцев, Г. В. Фролов, Е. C. Максимова и М. Л. Злоцкий (71) Заявитель

Пензенский завод-ВТУЗ при заводе ВЭМ (филиал Пензенского политехнического института) (54) ЦИФРОВОЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено, в частности, для измерения параметров комплексных сопротивлений и может быть использовано в качестве аналого-цифрового преобразователя для ввода данных в ЭВМ.

Известны цифровые мосты переменного тока, содержащие мостовую схему, генератор синусоидального напряжения, четыре фазовременных преобразователя, два интегратора, два блока уравновешивания и два цифровых индикатора, Причиной невысокой точности измерения таких мостов является шунтирование всех четырех плеч мостовой схемы.

Цель изобретения — повышение точности.

Это достигается тем, что в предлагаемый цифровой мост введены два согласующих устройства, фазосдвигающая цепь, разностная схема, схема сложения, элементы «И» и

«ИЛИ», причем входы элементов «И» и

«ИЛИ» параллельно подключены к выходам двух фазовременных преобразователей, первые входы которых подключены через согласующие устройства к вершинам измерительной диагонали мостовой схемы и к входам разностной схемы, выход элемента «И» соединен с одним из входов схемы сложения, другим входом подключенной к одному из фазовременных преобразователей, первый вход которого соединен с выходом разностной схемы, выход элемента «ИЛИ» параллельно подключен к первому входу одного из интеграторов и к первому входу фазовременного преобра5 зователя, вторые входы обоих интеграторов подключены к выходу схемы сложения, при этом фазосдвигающая цепь включена между входами фазовременных преобразователей.

На фиг. 1 представлена блок-схема предла10 гаемого цифрового моста; на фиг. 2 — топографическая диаграмма процесса уравновешивания мостовой схемы.

Мост содержит мостовую схему 1, генератор 2 синусоидального напряжения, согласую15 щие устройства 3 и 4, разностную схему 5, фазовременные преобразователи 6 — 9, фазосдвигающую цепь 10, элемент «ИЛИ» 11, элемент «И» 12, схему сложения 13 по модулю 2, интеграторы 14 и 15, блоки уравновешивания

20 16 и 17 по составляющим комплексного сопротивления, цифровые индикаторы 18 и 19.

На фиг. 2 введены следующие обозначения:

ob — напряжение питания; а, р, у — окружности уравновешивания в

25 обобщенных обозначениях;

С вЂ” начальное положение точки С;

Cj — точка пересечения окружностей а и р, соответствующая состоянию полного равновесия мостовой схе30 мы;

504982

3 (p ь (pi, (pz — углы, образованные векторами

bCo, bC(, bd соответственно с вектором ba; (рз, (p 3 — углы, образованные векторами

dC< и dCo соответственно с вектором ba.

Мостовая схема 1 (фиг. 1) находится в состоянии квазиравновесия по одной, например реактивной, составляющей измеряемого комплексного сопротивления, если потенциалы точек С и d, соответствующие вершинам измерительной диагонали, расположены на одной окружности р.

Этот момент фиксируется по выполнении следующего равенства

9з = (р(+ Va (1) а по другой составляющей — когда точки С и d должны располагаться на окружности у.

Этот момент может быть зафиксирован по выполнении равества

9з = (ра +

Цифровой мост работает следующим образом.

Напряжения Ubc и Ubd, снимаемые с мостовой схемы 1, подаются через согласующие устройства 3 и 4 на первые входы фазовременных преобразователей 6 и 7 и на входы разностной схемы 5. С выхода последней напряжение, равное вектору UCd, подается на вход фазовременного преобразователя 8. На вторые входы фазовременных преобразователей 6, 7 и 8 поступает опорное напряжение питания Uab. Фазовременные преобразователи

6, 7 и 8 вырабатывают импульсы, длительности которых пропорциональны фазовым углам (р,(р, (рз соответственно.

Импульсы с выходов фазовременных преобразователей 6 и 7 поступают параллельно на входы элементов «ИЛИ» 11 и «И» 12, в результате чего сигнал, появившийся на выходе элемента «ИЛИ» 11, равен наибольшему по длительности, а на выходе элемента «И» 12— наименьшему из импульсов, поданных на их входы, причем каждый из этих сигналов по длительности пропорционален одному из углов (р1 или (pg.

Выход элемента «И» подсоединен к одному из входов схемы сложения 13 по модулю

2, на другой вход которой подается импульс с фазовременного преобразователя 8 длительностью, пропорциональной фазовому углу (рз.

Схема 13 вырабатывает сигнал, равный разности длительностей импульсов, подаваемых на ее входы, и пропорциональный, следовательно, разности фазовых углов (p3 — (p> или (рз (р 2.

В то же время импульс с выхода элемента

«ИЛИ» 11 поступает на первый вход интегра5

Зо

45 тора 14 и управляет зарядом интегрирующей емкости. На второй вход интегратора 14 подается импульс с выхода схемы 13, который вызывает разряд интегрирующей емкости. В случае, если длительности импульсов, поступающих на входы интегратора 14, одинаковы и если выполняется равенство постоянных цеПЕЙ ЗЯРЯДа И РаЗРЯДа Тзар=тразр НаПРЯЖЕНИЕ на выходе интегратора 14 равно нулю. Это состояние соответствует выполнению равества (Ря (Р3 — (Р) или (P(= (Рз — (Р, т. е. состоинию квазиравновесия данной мостовой схемы по реактивной составляющей измеряемого комплексного сопротивления.

Работа канала уравновешивания по активной составляющей происходит аналогично и отличается только тем, что импульс с выхода логического элемента «ИЛИ» 11 подается на первый вход фазовременного преобразователя

9, а на второй его вход поступает через фазосдвигающую цепь 10 сдвинутое на 90 напряжение Uab, в результате чего на первый вход интегратора 15 поступает импульс, длительность которого пропорциональна фазовому углу р+л/2 или (р(+л/2.

Выполнение равенства (p 3 — (р1=(ра+з(/2 или (p 3 — (р — — (р1+з(/2 соответствует режиму квазиравновесия мостовой схемы по активной составляющей.

Блокируя независимо друг от друга все изменения переменных параметров мостовой схемы, осуществляемые с помощью соответствующего блока уравновешивания 16, 17, приводящие к положительной (отрицательной) полярности сигналов выхода соответствующего интегратора 14, 15, и сбрасывая все изменения указанных параметров, приводящие к появлению отрицательной (положительной) полярности напряжения на выходах тех же интеграторов, добиваются полного равновесия мостовой схемы.

По состоянию элементов, входящих в уравновешивающие цепочки переменных параметров, цифровые индикаторы 18 и 19 высвечивают значение измеряемых параметров.

Формула изобретения

Цифровой мост переменного тока, содержащий мостовую схему, генератор синусоидального напряжения, четыре фазовременных преобразователя, два интегратора, два блока уравновешивания, два цифровых индикатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два согласующих устройства, фазосдвигающая цепь, разностная схема, схема сложения, элементы

«И» и «ИЛИ», причем входы элементов «И» и «ИЛИ» параллельно подключены к выходам двух фазовременных преобразователей, первые входы которых подключены через согласующие устройства к вершинам измерительной диагонали мостовой схемы и к входам разностной схемы, выход элемента «И» соединен с одним из входов схемы сложения, другим входом подключенной к одному из

504982

„(ß

Составитель И. ьахтина

Текред M. Семенов

Редактор Е, Караулова

Корректор О. Тюри:га

Заказ 1558 19 Изд. № 1168 Тираж 1024 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 фазовременных преобразователей, первый вход которого соединен с выходом разностной схемы, выход элемента «ИЛИ» параллельно подключен к первому входу одного из интеграторов и к первому входу фазовременного преобразователя, вторые входы обоих интеграторов подключены к выходу схемы сложения, при этом фазосдвигающая цепь включена между входами фазовременных преобра5 зователей,