Способ раздельного уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (i ii957118 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Звяолено 29. 12. 80(21) 3258502/18-21 (51)M. Кд. с присоединением заявки J%!
6 01 R 17/10
Государстеенный комитет (23) Приоритет ()публиковано 07. 09. 82. Бюллетень № 33
Дата опубликования описания 08. 09. 82 по лелем изобретений н открытий (53) УДК 621. 317.
° 733(088.8) (72) Авторы изобретения
В. А. Волков, В . В. Заморский, А. Ф;- =йрокунцев---- -— и Г. И. Шаронов
Завод-ВТУЗ при Заводе ВЗМ (Филиал Пензенского политехнического института)
1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ КОМПЕНСАЦИОННО. МОСТОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для измерения комплексных сопротивлений.
Известен способ уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей по обеим составляющим, заключающийся в том, что в мостовой измерительной цепи проводят пробные изменения параметра уравновешивания с частотой в 20-30 раз меньшей частоты питания моста, выделяют огибающую сигнала раэбаланса, сравнивают амплитуду ее до и после пробных воздействий и формируют уравновешивание воздействия при отрицательном приращении сравниваемых амплитуд, а частные минимумы на каждой декаде и изменения направления уравновешивания находят по отсутствию последних в течение одного периода модуляции (ll.
Недостатком данного способа является сравнительно низкое быстродей-, 2 ствие, обусловленное тем, что уравновешивание воздействия по составляющим формируются последовательно с периодом пробных изменений пара-. метра уравновешивания, который co" держит для получения малых искажений .огибающей 20-30 периодов напряжения . питания моста.
Известен способ повышения быстродействия уравновешивания компенсаци- онно-мостовых измерительных цепей по одной из составляющих, включающий нанесение пробных воздействий параметра уравновешивания, сравнение амплитуд сигнала разбаланса до и после пробных воздействий и формирования уравновешивающих воздействий по отрицательным приращениям сравниваемых амплитуд, пробные изменения го формируют с частотой питания моста в каждый второй полупериод по синусоидальному закону, производят сравнение амплитуды сигнала разбаланса, до и после пробных воздействий в
95711
3 момент времени, когда сигнал разбаланса, соответствующий неиэмеряемой составляющей, проходит нулевое значение )2j .
Недостатком известного способа является низкая точность, обусловлен" ная тем, что незначительное отклонение момента сравнения амплитуды разбаланса от момента времени, когда неизмеряемая составляющая равна 10 нулю, приводит к тому, что проявляется взаимосвязь каналов уравновешивания, уменьшающая точность, так как момент квазиравновесия достига,ется неодновременно по составляющим i5 комплексного сопротивления, а также низкое быстродействие, обусловленное возможностью последовательного уравновешивания по составляющим комплексного сопротивления. 20
Целью изобретения является повышение быстродействия и точности путем раздельного и одновременного уравновешивания по обеим составляющим измеряемого комплексного сопротивления.
Поставленная цель дости гается тем, что согласно способу уравновешивания компенсационно-мостовых измерительных цепей, основанному на сравнении амплитуд сигналов, снимаемых с измерительной цепи и формировании управляющих воздействий по знаку результата .сравнения, формируют первый и второй дополнительные сигналы пропорциональные соответственно век35 торной сумме и разности напряжения небаланса и напряжения, синфазного с напряжением питания, формируют третий и четвертый дополнительные сиг40 налы, пропорциональные соответственно векторной сумме и разности напряжения небаланса и напряжения, повернутого на - -- (-.1--) относительно
Я. 2 напряжения питания, формируют пятый
45 и шестой дополнительные сигналы, один из которых пропорционален разности первого и второго, а другойразности третьего и четвертого дополнительных сигналов, по знаку пятого и шестого дополнительных сигналов формируют уравновешивающие воздействия соответственно по синфазной и квадратурной составляющим комплекского сопротивления. формирование первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого дополнительных сигналов позволяет увеличить точность и быстродей8 4 ствие уравновешивания компенсационно"мостовых измерительных цепей.
На фиг. 1 и 2 изображены векторные диаграммы, поясняющие процесс уравновешивания измерительной цепи; на фиг. 3 — структурная схема моста переменного тока, реализующего предлагаемый способ.
На векторных диаграммах обозначено:
U - вектор напряжения небаланса;
Uр„„- вектор напряжения, синфазного с напряжением питания измерительной цепи, Ь „- вектор напряжения, повернутого относительно напряжения
7 питания на + ----, 2
О. U — векторы напряжений векторной разности напряжений небаланса и соответственно вектороа Ооп, и
U U - векторы напряжений вектор" ной суммы напряжений небалвнса и соответственно векторов
"ап «oqz.
Устройство содержит генератор 1 гармонического сигнала, измерительную цепь 2, согласующий блок 3, фазосдвигающий блок 4, суммо-разностные блоки 5 и 6 и блоки и 8 сравнения, блоки 9 и 10 уравновешивания, и индикаторы 11 и 12.
Фиг. 1а отображает недоуравновешенное, а фиг. 1б - переуравновешенное состояние измерительной цепи по активной составляющей комплекского сопротивления. Очевидно, что при недоуравновешивании по активной составляющей вектор суммы U< будет больше вектора разности Up<, а при переуравновешивании " наоборот. Квазиравновесие достигается при равенстве векторов U < и U .
На фиг. 2а изображено недоуравновешенное, а на фиг. 2б - переуравновешенное состояния измерительной цепи по реактивной составляющей комплексного сопротивления. Очевидно, что при недоуравновешивании по реактивной составляющей вектор суммы Uz< будет больше вектора разности Up„ à при переуравновешивании — наоборот.
Оостояние квазиравновесия достигается при равенстве векторов U и U Устройство работает следующим образом. Напряжение питания поступает с генератора 1 гармонического сигнала 5 95711 на вход измерительной цепи 2, с выхода которой напряжение небаланса поступает через согласующий блок 3 на первые входы суммо"разностных блоков 5 и 6, на вторые входы которых поступает напряжение питания для суммо.-разностного блока 5 и через фазовращающий блок 4 с поворотом на - - для суммо-разностного блока 6 (соответственно для каналов 1о активной и реактивной составляющих). С выходов суммо"раэностных блоков 5 и 6 сигналы, пропорциональные векторам сумм и разностей, соответствующих напряжений, поступают на блоки 15 7 и 8 сравнения, которые формируют управляющие воздействия для блоков 9 и 10 уравновешивания, которые одновременно, коммутируют уравновешивающие элементы по обеим составля- го ющим комплексного сопротивления, приводят измерительную цепь в состояние равновесия. Результат измерения фиксируется индикаторами 11 и 12. Таким образом, использование пред" 25 лагаемого способа позволяет увели" чить быстродействие и точность уравновешивания компенсационно-мостовой измерительной цепи, что особенно важно при использовании ее в АСУТП. Зф Формула изобретения Способ раздельного уравновешиванияз компенсационно-мостовых измеритель" ных цепей, основанный на сравнении 8 6 амплитуд сигналов, снимаемых с измерительной цепи, и формировании управляющих воздействий по знаку результата сравнения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия путем раздельного и одновременного уравновешивания по обеим составляющим измеряемого комплексного сопротивления, формируют первый и второй дополнительные сигналы, пропорциональные соответственно векторной сумме и разнос",:. ти напряжения небаланса и напряжения, синфаэного с напряжением питания, формируют третий и четвертый дополнительные сигналы, пропорциональные соответственно векторной сумме и pasности напряжения небаланса и напря4. жения, повернутого на - - -(- --) относительно напряжения питания, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы,, один иэ которых пропорционален разности первого и второго, а другой - разности третьего и четвертого дополнительных сигналов, по зна" ку пятого и шестого дополнительных сигналов формируют уравновешивающие воздействия соответственно по синфазной и квадратурной составляющим комплексного сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 230965, кл. G 01 R 17/10, 14. 05. 67. 2. Авторское свидетельство СССР и 696386, кл. 6 01 R 17/10, 05.11.79 (прототип). 957118 Составитель В. Семенчук Редактор Г. Волкова Техред M.Гергель Корректор Е. Рашко Заказ 6591/33 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
