Цифровой автоматический мост

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗО БР ЕТЕН ИЯ

169673

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.Х| l.1963 (№ 873464/26-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.111.1965, Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 19Х.1965

Кл. 21е, 29рр

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК 6 Olr

УДК 621.317.733.3 (088.8) Автор изобретения

В. Ю. Кнеллер

Заявитель

ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ МОСТ

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ

КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

17одписная групгга М 95

Известны цифровые автоматические мосты для измерения составляющих комплексных сопротивлений или других величин, однозначно связанных с составляющими комплексных сопротивлений датчиков. Эти мосты содержат генератор, мостовую схему с многоразрядной цепочкой образцовых элементов и два фазочувствительных нуль-органа.

Предлагаемый цифровой автоматический мост проще известных и имеет повышенное быстродействие в случае, когда требуется измерять одну из составляющих комплексных сопротивлений при изменении обеих. Это достигается благодаря тому, что в цифровом автоматическом мосте использована частотнозависимая мостовая схема, только в одно уравнение равновесия которой, не содержащее измеряемой величины, входит частота, а на генератор подается изменяющий его частоту сигнал с выхода нуль-органа, управляющего уравновешиванием моста по неизмеряемой составляющей, На чертеже изображена блок-схема описываемого моста для измерения емкости конденсаторов или емкостных датчиков, В схему моста включен конденсатор 1, емкость которого необходимо измерить.

Регулируемый элемент 2, по которому производится отсчет измеряемой величины, выполнен в виде многоразрядной нереверсивной цепочки образцовых сопротивлений, набранных по какому-нибудь экономичному .,коду, например по двоично-десятичному, с весами

2, 4, 2, 1.

Мостовую схему 8 питает генератор 4, частота которого меняется с изменением управляющего тока или напряжения. В качестве такого генератора может быть использован генератор | С с дросселем, подмагничиваемым управляющим током, генератор RC с варикондом, реактивной лампой и т. п.

Измерение производится циклически: либо после включения каждого нового измеряемого комплексного сопротивления, либо через определенные интервалы времени при работе с одним измеряемым сопротивлением, изменяющим свою;величину. В начале каждого цикла включается ключ 5, сбрасывается прежнее значение на цифровом индикаторе 6 и распределитель 7 устанавливается в начальное положение, при котором все элементы 2 многоразряднои цепочки, кроме первого по коду элемента, выключены из плеча мостовой схемы или включены в него. Напряжение разбаланса мостовой схемы 8 поступает на предварительный усилитель 8, а с него— на фазочувствительные нуль-органы 9 и 10, формирующие пз усиленного напряжения разбаланса управляющие сигналы Уг и U>. За30 данный сдвиг фаз между опорными напряже169673 ниями фазочувствительных нуль-органов и напряжением питания мостовой схемы устанавливается с,помощью фазосдвигающих цепочек 11 и 12.

Если сигнал U> на выходе нуль-органа 9 превышает установленное пороговое значение, то элемент запрета,18 закрыт и импульсы от тактового генератора 14 не попадают на распределитель 7. Сигнал U вызывает изменение частоты генератора 4 в сторону уменьшения U>. Контур уравновешивания, образованный мостовой схемой 3, усилителем

8, нуль-органом 9 и генератором 4, — это по существу статическая система регулирования, непрерывно поддерживающая за счет изменения частоты значение U =O, с точностью до некоторого значения, определяемого статизмом системы, Достаточно малая величина статизма обеспечивается выбором коэффициента усиления этого контура.

После отработки U< элемент запрета 18 отпирается и тактовый импульс попадает на распределитель 7. При этом в зависимости от знака сигнала U2 на выходе нуль-органа

10 ранее включенный в плечо моста первый по коду образцовый элемент 2 цепочки выключается или остается включенным до конца цикла измерения и производится включение следующего по коду образцового элемента.

Изменение величины сопротивления многоразрядной цепочки, произошедшее в результате коммутации образцовых элементов, приводит к появлению сигнала разбаланса на выходе нуль-органа 9, в результате чего элемент запрета снова перекрывает путь тактовым импульсам в распределитель, и описанный процесс повторяется.

Таким образом, суждение о том, отключить ранее включенный элемент 2 цепочки или оставить его включенным и соответствующее действие осуществляется всякий раз по знаку Uq лишь .после отработки Ui до нуля или до установленного минимального значения. При этом знак U2 однозначно определяется знаком отклонения регулируемого параметра от состояния равновесия, т. е. после последовательного перебора всех образцовых элементов отклонение величины регулируемого параметра,от значения, необходимого для

10 полного уравновешивания мостовой схемы, не будет превышать единицы последнего разряда. Мост с заданной точностью будет уравновешен по обеим параметрам. Цифровой индикатор сохраняет измеренное значение до

1S подачи команды на новое измерение.

Если частоту тактовых импульсов выбрать таким образом, чтобы за время между двумя импульсами полностью заканчивалась регулировка частоты питающего мост генератора, 20 то из моста может быть исключен элемент запрета.

Предмет изобретения

Цифровой автоматический мост для измерения составляющих комплексных сопротивлений, включающий генератор, мостовую схему с многоразрядной цепочкой образцовых элементов и два фазочувствительных нульЗ0 органа, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия, когда требуется измерять одну из составляющих при изменении обеих, в нем использована частотнозависимая мостовая

З5 схема, только в одно условие равновесия которой, не содержащее измеряемой величины, входит частота, а на генератор подается изменяющий его частоту сигнал с выхода нульоргана, управляющего уравновешиванием мо40 ста,по неизмеряемой составляющей.