Способ автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока

 

Союз Советских

Соцналнстнческнк

Рвслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)729517 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (В 175125 (51)pA. Кл 2 (22) Заявлено 0704.75 (21) 2121900/18-21. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 250480. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 280480

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .733(088,8) (72) Автор и зобрет ен и я

В.Г. Давидович (71) 3а яв ит ель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

НУЛЕВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ CXEM

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении цифровых автоматических мостов переменного тока и является усовершенствованием известного способа антоматического уравновешивания нулевых измерительных схем.

Известен способ автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока, н котором в качестве уравновешивающих .,органов используют нереверсивные многоразрядные цепочки образцовых элеметов fl).

По этому способу последние пере- 15 ключают по методу взвешивания по знакам сигналов, сформированных фазочувствительными нуль-органами, При соответствии знаков сигналов на выходах нуль-органов знакам отклонения 20 регулируемых параметров от состояния равновесия элементы цепочек обоих уравновешивающих органов переключают одновременно, а при нарушении соответстния указанных знаков для од-25 ного из параметров (в зоне ошибок) переключают только элементы цепочек того уравновешивающего органа, для которого соответствие знаков сохраняется. 30

Недостаток известного способа состоит в том, что он не позволяет сократить число тактов уравновешивания при коммутации в зоне ошибок по одному из параметров. Вследствие этого общее число тактов уравновешивания N определяется условием m e n > N > m, где m и п — число элементов регулируемых цепочек, причем m ) n.

Цель изобретения — уменьшение времени уравновешивания.

Это достигается тем, что в способе автоматического уран новешин алия нулевых измерительных схем переменного тока по авт.сн. 9175125, после коммутации одного из параметров в зоне несоответствия знаков сигналов на выходах нуль-органов знаком отклонения регулируемых параметров от состояния равновесия (в зоне ошибок) по второму параметру, второй параметр начинают коммутировать с веса, определяемого номером очередного некоммутированного веса по первому параметру, если после последней коммутации первого параметра по второму параметру вышли из укаэанной зоны со знаком, соответствующим знаку недобаланса, н случае выхода из указанной эоны со злаком пере729517 баланса по второму параметру послед ний включенный вес по этому параметру сбрасывают и включают последующие его веса, соответствующие коммутированным весам по первому параметру.

На фиг, 1 представлена топографическая диаграмма, поясняющая особенности предложенного способа; на фиг. 2 — блок-схема устройства, реализующего способ.

На фиг. 1 р р" — q q" — линии уравновешивания по параметрам р и q;

1, 2, 3, 4 — зоны ошибок по одному из параметров; 5, 6, 7, 8 — зоны од- . новременной коммутации параметров

Ь вЂ” Ь", а — а" — линии, характеризующие соотношение масштабов регулирующих воздействий, определяемое углом . Под масштабом регулирующих воздействий понимается величина разбаланса по соответствующему параметру на единицу дискретности регулируюУа S щего органа tgV — — - — — К, — Пр -.р где Sq, Sp — чувствительность измерительной схемы к изменению параметров а и р.

Предположим, что элементы цепочек р и q пронумерованы, причем элементам, имеющим одинаковые весовые коэффициенты, соответствуют одинаковые номера. Рассмотрим процесс уравновешивания по предлагаемому способу.

Предположим, что в результате включения весов ps u qs конец вектора напряжения разбаланса попал в зону 2, где производится коммутация только параметра р.

При этом возможны следующие случаи: конец вектора напряжения разбаланса попал в точку С у конец вектора напряжения разбаланса папал в точку d, Покажем, что для указанных случаев при уравновешивании по предлагаемому способу сокращается число тактов при коммутации в зоне ошибок.

В результате коммутации весов рз, qs несбалансированная составляющая по параметру q в точке С оказалась равной по величине отрезку oq ..

Очевидно, что в формировании отрезка oq принимают участие элементы с весовыми коэффициентами, отвечающими условию: Sq qj cog, Если элементы q таковы, что

Sg qj )oq то они не могут участвовать в компенсации oq, так как при их подключении возникнет перебаланс по параметру q. Из масштабных соотношений между регулируемыми парамет- рами следует, что

Sqiqj p Sp pj k, oq =qe k откуда

Sq qj)q e k, Sp pj) qe (1) Таким образом, если весà pj удовлетворяют условию (1), то соответствующие им веса qj можно обойти, не коммутируя их.

Если при коммутации параметра р напряжение разбаланса по р, уменьшаясь, будет оставаться больше величины qe, т.е. будет выполняться неравенство

aUpj i — Sp pj )qe, (2) где Upj-1 — напряжение разбаланса

t0 по параметру р после коммутации p)-1 -го элемента, то вес р также не используется для компенсации qe, а следова35 тельно, аналогичный ему вес qj можно обойти, не коммутируя его.

Наибольший вес pj, определяющий наибольший вес qj, который еще может

;1О принять участие в формировании oq, будет равен . Sp pj = qe, pj = - — (3) я

Прямая - С, на топографической

/ диаграмме проведена так, что точка f Ä

25 лежащая на этой прямой, является концом отрезка e f = qe, т.е. эта прямая соответствует границе максимальных значений параметра р, отвечающих условию (3) и определяющих вес qj, который еще может участвовать в форми-, ровании oq. Если угол $, характеризующий фазовую нестабильность нульорганов и обуславливающий зону ошибок по q выбрать так, чтобы он не

-E. ор"

35 превышал величины — —,,то любой вес pj при подключении которого мы попадаем в зону коммутации по q, будет отвечать одному из условий (1) — (2 ), а, следовательно, с оотв етствующий ему вес по q можно обойти, не коммутируя его, Таким образом, если в зоне (2) коммутируемыми весами были веса

45 p, p,......р;-1, а следующий

45 .. +a ъ— вес р вывел конец напряжения раз-

5+! баланса в одну из зон 6,3,7, коммутацию по а следует начать с веса Ч,;+ .

Включенный ранее вес q, приведший. к недобалансу по q, надо оставить.

При этом число тактов коммутации для рассмотренного случая по сравнению с известным способом уменьшилось на i т.е, на число весов,,коммутированных в зоне ошибок.

Рассмотрим случай, когда в результате включения р, q мы попали в точку d. После вйхода иэ зоны коммутации по параметру р в зону коммутации g принимается решение сбросить

g) вес q

Предлагаемый способ позволяет определить по коммутированным весам р в зоне 2, какие веса по q следует подключать вместо сброшенного веса и qs

729517

Чтобы сбалансировать схему по параметру q, следует вместо веса Ч подключить веса, которые по величине были бы меньше неса Ч на величину отрезка о ..

Если после сброса q были бы подS ключены все оставшиеся веса по q, то в сумме они были бы равны qS c точностью до единицы младшей декады, т.е.

М-5

:2 . qS,, + ед.мл.разряда (4) (=1

Поэтому, если коммутированные в зоне 2 веса pj таковы, что выполняется условие Sp pj > re, то соответст- 15 вующие им веса по Ч1 должны быть включены, Точно также и при выполне- . нии условия AUpj-< — Sp.pj p re соответствующие весам р должны быть оставл ены в ключ ен ными . 20

Таким образом, если после коммутации весов р,1, . ° .р,, конец вектора

СР вышел иэ зоны коммутации только параметра р коммутация параметра q ( начинается как и в первом случае с веса q „, . Вес qg сбрасывается и одновременно должны быть подключены

scca Ч51 Ч5;

Ошибка при перебалансе исключается также, как и н случае недобаланса, З0 если нестабильности фазы нуль-органа меньше- величины ф. Приведенные рассуждения справедливы и в случае коммутации в зоне ошибок по параметру р, При этом, принятие ложного решения исключается ныбором соответствующей величины угла, При соотношении масштабов регулирующих воздействий k = 1, угол р =ф (13, так как рассмотренный споо соб уравновешивания не представляет 40 повышенных требований к фаэовой стабильности нуль-оргBHQB .

На фнг. 2 предстанлена блок схема

50 устройства, реализующего данный способ, где приняты следующие обозначения: 1-генератор испытательного напряжения, 2 — измерительная цепь;

3 — усилитель сигнала разбаланса;

4 — формирователь 1 зон уравновешивания; 5 — формирователь опорных напряжений; 6 — генератор тактовых импульсов; 7-8. однонибраторы сброса;

9 — распределитель импульсов; 10-16 схемы совпадения; 17,18 — регистры коммутируемьи мер; 19 — вспомогательный регистру 20,21 — триггеры приэнаt

65 ка коммутируемого параметра; 22-25— схемы сонпадения; 27 — триггер окончания измерения; 28 — блок начальноПри работе по предлагаемому способу общее число тактов коммутации не Я превосходит числа элементов цепочки, имеющей наибольшее количество весов, что позволяет сократить время измерения по сравнению с известным способом. го пуска устройства (его связи с другими блоками на чертеже,не показаны) .

Устройство работает следующиМ образом.

Сигнал разбаланса измерительной схемы 2аО, усиленный блоком 3, поступает н блок 4, и котором вырабатывается сигнал о положении конца вектора раэбаланса в соответствующей зоне уранновешивания. Генератор тактовых импульсов 6 осуществляет синхронизацию работы всего устройства.

Его импульсы преобразуются в последовательность импульсов с помощью распределителя импульсов 9. Указанная последовательность импульсов появляется на выходных шинах блока 9, чис- . ло которых равно числу коммутируемых весов наибольшей из регулируемых цепочек . При 3-х разрядном отсчете по обоим составляющим комплексного сопротивления оно равно 12.

Каждая из шин связана через схе,мы совпадения 10, 11, 12 с соответствующим по номеру триггером н блоках

17, 18, 19. Если сигнал с блока 4 соответствует одновременной коммутации весов, схемы 10, 11 разрешают одновременное прохождение импульсов в регистры 17, 18. Схема 12 запрещает прохождение импульсов во вспомогательный регистр 19.

При коммутации в зоне ошибок, например, по параметру q выход иэ этой зоны может быть как с признаком недобаланса, так и с признаком перебаланса.

Рассмотрим работу устройства в этих случаях . Допустим, что блоки 17 И 18 управляют, соответственно, коммутацией параметрон q и р. В зоне ошибок по q, импульсы с блока 9 поступают н блоки 18 и 19. Одновременно с этим срабатывает триггер признака коммутации только параметра р (триггер 20), подготавливающий к переписи в регистре 17, информацию со вспомогательного регистра 19, Эта перепись производится при появлении сигнала перебаланс по q с блока

4. В результате этого по параметру q включаются веса, соответствующие номерам коммутированных в зоне ошибок весов по р. При этом вес Ч, приведший н зону ошибок по q, сбрасывается.

Появление сигнала выхода из зоны ошибок по q (сбросить вес q или оставить его включенным ) является также условием сброса триггера 20 и регистра 19 в исходное состояние который осуществляется импульсом одно- вибратора 8, срабатывающего от заднего фронта одновибратора 7. Импульсы с 7 осуществляют сброс коммутированных весов при наличии условий перебаланс по соответствующему весу.

Как следует из изложенного, при выходе иэ эоны ошибок по q с признаком недобаланса по Ч информация, натопленная в регистре 19 сбрасывается, в результате чего соответствующие коммутированным весом р веса q не будет участвовать в регулировке.

Формула изобретения

Способ автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока по авт. св. Р 175125, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени уравновешивания, после коммутации одного из параметрсв н зоне несоответствия знаков сигналов на выходах нуль-органрв знакам отклонения регулируемых параметров от .состояния равновесия (в зоне ошибок) по второму параметру второй параметр начинают коммутировать с веса, определяемого номером очередного некоммутированного веса по первому параметру, если после последней .коммутации первого параметра по второму параметру вышли иэ укаэанной збны со знаком, соответствующим знаку недобаланса, в случае выхода иэ укаэанной эоны со знаком перебаланса по второму параметру последний включенный вес по этому параметру сбрасывают, и включают последующие его веса, соответствующие коммутированным весам по первому параметру.

Источники инФормации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .Р 175125, кл.G Ol R 17/10,1964.

729517

Фиг. 2

Составитель И. Бахтина

Редактор A. Морозова Техред Ж.Кастелевич Корректор .Я. Веселовская

Заказ 1254/38

Тираа 1 019 П одпис н ое

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ., r . Уигород, ул. Проектная, 4