Цифровой экстремальный мост переменноготока c подекадно- следящим уравновешива-нием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н)836596 > < К„з

G 01 R 17/10 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.79 (21) 2800909/18-21 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070631. Бюллетень № 21 (53) УДЫ 621.317..733(088.8) Дата опубликован. is описания 070681 (72) Автор изобретения

Н ° A. Фещенко (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ МОСТ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПОДЕКАДНО-.

СЛЕДЯЯИМ УРАВНОВЕШИВАНИЕМ

2 усилитель, экстремум-детектор (детектор равновесия), выходы сигнала равновесия и сигнала неравновесия которого подключены через нормально замкнутые ключевые схемы ко входам распределителя импульсов на входе уравновешивающего элемента и триггера реверса соответственно, пороговый элемент на выходе избирательногс усилителя, генератор импульсов.

Выход последнего подключен ко входу нормально разомкнутой ключевой схемы, подключенной входом управления к выходу порогового устройства, шине реверса блока управления, ко входам управления упомянутых нормально замкнутых ключевых схем и выходом к одному из входов схемы ИЛИ на входе блока управления, второй вход которой соединен со входом триггера реверса.

Недостаток известного моста в том, что увеличение быстродействия моста незначительно (или вообще отсутствует) при измерении параметра, чувствительность цепи по которому непостоянна. В таких мостах одной и той же амплитуде рассогласования в разных точках диапазона измерения соответствует разное число дискретных

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно - к измерению параметров комплексных сопротивлений.

Известны цифровые приборы следящего типа, в которых для уменьшения времени уравновешивания применяются амплитудные анализаторы. Такие приборы содержат пороговые элементы, анализирующие амплитуду сигнала рассогла-10 сования измерительной цепи $1),.В за-. .висимости от величины последней урав новешивание ведется ступенями разной величины. Изменение величины ступени уравновешивания осуществляется путем 15 подачи сигналов управления на тот или другой разряд реверсивного счетчика импульсов, являющегося уравновешивающим элементом измерительной цепи.

Известен также экстремальный мост переменного тока со следящим уравновешиванием, в котором использованы амплитудные анализаторы 12j.

Этот мост содержит генератор рабочей частоты, мостовую измерительную цепь, уравновешивающий элемент (реверсивные счетчики импульсов), реверсивный блок управления со схемой

ИЛИ íà вхоце, модулятор с декадным делителем на выходе, избирательный 0

836596 ступеней уравновешивания; которое нужно осуществить для уравновешивания измерительной цепи. При низкой чувствительности даже при значительном неравновесии измерительной цепи амплитуда сигнала рассогласования может быть ниже уровня срабатывания

;порогового элемента,и уравновешивание производится минимальными дискретными ступенями. В результате время уравновешивания будет большое.

Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия моста при переменной чувствительности мостовой цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой экстремальный мост переменного тока с подекадно следящим уравновешиванием, содержащий генератор рабочей частоты, соединенный с мостовой измерительной цепью и последовательно соединенными модулятором и декадным делителем, выход мостовой измерительной цепи соединен .через последовательно соединенные избирательный усилитель, экстремум-детектор, нормально замкнутый ключ и элемент ИЛИ с блоком управления, выход которого соединен со входами распределителя импульсов, избирательного усилителя и декадного делителя, один вывод нормально замкнутого ключа соединен со входом триггера реверса, выход которого соединен со входамч реверсивного, счетчика и модулятора, второй выход экстремум-детектора через второй нормально замкнутый ключ соединен со вторым входом распределителя импульсов, выход которого соединен со вторым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с мостовой измерительной цепью, выход избирательного усилителя соединен также со входом порогового элемента, генератор импульсов, выход которого через нормально азомкнутый ключ соединен со вторым входом элемента

ИЛИ, введены последовательно соединенные переключающий элемент, реверсивный счетчик импульсов, блок фиксации заполнения счетчика и второй элемент ИЛИ, выход порогового элемента соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами двух нормально замкнутых ключей и блока управления, второй выход экстремумдетектора соединен со входом переключающего элемента, второй выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый выход экстремум-детектора соединен со вторым входом реверсивного счетчика импульсов,. выход блока фиксации заполнения счетчика соединен со входом управления вспомогательного делителя, включенного между декадным делителем и мостовой измерительной

10 схемой и вторым входом переключающего элемента.

Если уравновешивание моста осуществляется по параметру, по которому чувствительность измерительной цепи переменна, то импульсы с выхода сигнала неравновесия экстремумдетектора поступают как на вход распределителя импульсов, так и на вход счетчика импульсов со схемой фиксации его заполнения. Когда счетчик заполнится, что свидетельствует о возможном большом неравновесии измерительной цепи, то выходным сигналом схемы фиксации заполнения счетчика выходы экстремум-детектора отключаются от входов распределителя, триггера реверса и блока управления, причем последний устанавливается в направлении обратного счета. Одновременно увеличивается моду20 ляционное воздействие путем изменения состояния вспомогательного модуляционного делителя, и вход сигнала неравновесия экстремум-детектора подключается посредством переключаюд5 щей схемы ко входу схемы ИЛИ на входе блока управления.

В следующем такте осуществляется увеличенное модуляционное воздействие. Если на выходе экстремум-детектора появляется сигнал неравновесия (свидетельство значительного разбаланса), то он проходит на вход блока управления. В результате система автоматики устанавливается в состояние, соответствующее уравновешиванию измерительной цепи по более старшему разряду. В следующем такте снова осуществляется увеличенное модуляционное воздействие в том же направлении.

40 B каждом из последующих тактов будет изменяться состояние блока управления, пока на выходе экстремумдетектора не появится импульс сигнала равновесия. Первый же этот

4g импульс (свидетельство того, что на данном разряде большого разбаланса нет) сбрасывает счетчик импульсов со схемой фиксации его заполнения. в состояние "0". В результате блок управления устанавливается в направлении прямого счета, уменьшается величина модуляционного воздействиями входы распределителя, триггера реверса и блока управления подсоединяются к выходам экстремум-детектора, который по реакции измерительной цепи на мо.дуляционные воздействия формирует сигналы управления.

Таким образом,.свидетельством значительного неравновесия и необ60 ходимости перехода к уравновешиванию более крупными ступенями является не большая амплитуда сигнала рассогласования, а реакция измерительной цепи на увеличенное модуляционное

65 воздействие.

836596 следующем такте осуществляется увеличенное модуляционное воздействие.

Если на выходе экстремум-детектора 4 появляется сигнал неравновесия (свгцетельство значительного разбаланса измерительной цепи), то он проходит через переключающий элемент 19 и элемент ИЛИ 6 на вход блока управления. В результате система устанавливается в состояние, соответствующее уравновешиванию измерительной цепи по более старшему разряду. В последующем такте снова осуществляется увеличенное модуляционное воздействие в том же направлении. Состояние блока управления

5 будет изменяться с каждым тактом до тех пор, пока на выходе экстремум-детектора 4 не появится импульс сигнала равновесия. Первый же этот импульс (свидетельство того, что большого неравновесия измерительной цепи по данному разряду нет) сбрасывает счетчик импульсов 17 в состояние "0". В результате блок управления 5 устанавливается в направ- лении прямого счета, уменьшается величина модуляционного воздействия, нходы распределителя 8, триггера ре нерса 7 и блока управления 5 подсоединяются к выходам экстремум-детектора 4, который по реакции измерительной цепи формирует сигнал управления.

Если амплитуда сигнала рассогласования на выходе избирательного усилителя 3 превышает уровень срабатывания порогоного элемента 16, то работа моста не отличается от работы известного моста. При этом импульсы от генератора импульсов 12 поступают на вход блока управления

5 по цепи "ключ 15 и элемент ИЛИ 6", В предлагаемом мосте свидетельством значительного неравновесия и необходимости перехода к уравновешиванию более крупными ступенями является не амплитуда сигнала рассогласования, а реакция измерительной цепи на увеличенное модуляционное воздействие (уменьшение амплитуды сигнала рассогласования в результа- те модуляционного воздействия). В результате недостаток известного моста устраняется.

Отметим, что при сигнале рассогласования, соответствующем 150 минимальным дискретным шагам уравновешивания, и крайнем. верхнем состоянии дополнительного счетчика импульсов, равном 10, для полного уравновешивания измерительной цепи при реализации предлагаемого устройстна необходимо около 25 тактов уравновешивания.

Если амплитуда сигнала рассогласовЯ ия на выходе избирательного усилителя превышает уровень срабатывания порогового элемента, то в этом случае работа моста не отличается от работы известного моста.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого моста.

Мост содержит мостовую измерительную цепь 1, генератор рабочей частоты 2, избирательный усилитель 3, экстремум-детектор 4, блок управления 5 с элементом ИЛЙ 6 на входе, триггер реверса 7, распределитель импульсов 8, реверсивный счетчик 9 в качестве уравновешивающего элемента, модулятор 10 с декадным делителем 11 на ныходе. Генератор импуль ов 12, нормально замкнутые ключи 13 и 14, нормально разомкнутый ключ 15, пороговый элемент 16, дополнительный ренерсивный счетчик им- 2О пульсон 17 .с блоком 18 фиксации его заполнения, переключающий элемент

19, элемент ИЛИ 20 и вспомогательный делитель 21.

Формула изобретения

Цифровой экстремальный мост пе-

65 ременного тока с подекадно-следящим:

Работает мост следующим образом.

Korea амплитуда сигнала рассогласования на выходе усилителя 3 не превышает уровня срабатывания порогового элемента 16, выходы экстре- 30 мум-детектора 4 через нормально замкнутые ключи 13 и 14 подключены ко входам распределителя 8, триггера реверса 7 и блока управления 5.

Экстремум-детектор 4, анализируя приращения сигнала рассогласования измерительной цепи 1, вызванное модуляционными воздействиями, формирует сигналы управления. Последние поступают либо на вход триггера реверса

7 (при равнонесии), либо на нхоц рас- 4О пределителя 8 (при неравновесии). Импульсы, поступающие на распределитель

8, цодаются одновременно на вход счетчика импульсов 17 через переключающий элемент 19. 45

Когда счетчик 17 установится в крайнее верхнее состояние (свидетельство возможного большого неравновесия на данном разряде), выходной сигнал блока 18 фиксации заполнения счетчика, представляющий со-. бой элемент совпадения, проходит через элемент ИЛИ 20 и приводит к запиранию ключей 12, 14 и установлению блока управления 5 в направлении обратного счета. При этом ныходы экстремум-детектора 4 отключаются от входов распределителя 8, триггера реверса 7 и блока управления 5.

Одн6временно увеличинается модуляционное воздействие путем изменения 60 состояния вспомогательного делителя

21, и вход сигнала неравновесия экстремум-детектора 4 подключается посредством переключающего элемента 19 ко входу элемента ИЛИ 6.. В

836596 уравновешиванием, содержащий генера-( тор рабочей частоты, соединенный с. мостовой измерительной цепью и последовательно соединенными модулятором и декадным делителем, выход мостовой измерительной цепи соединен через последовательно соединенные избирательный .усилитель, экстремумдетектор, нормально замкнутый ключ (-; и элемент- ИЛИ с блоком управления, выход которого соединен со входами распределителя импульсов, избиратель- о ,ного усилителя и декадного делителя, один вывод нормально замкнутого ключа соединен со входом триггера реверса, выход которого соединен со входами реверсивного счетчика 15 и модулятора, второй выход экстремум-детектора через второй нормально замкнутый ключ соединен со вторым входом распределителя импульсов, выход которого соединен со вто- {) рым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с мостовой измерительной цепью, выход избирательного усилителя соединен также со входом порогового элемента, генератор импульсов, выход которого через нормально разомкнутый ключ соединен со вторым входом элемента

ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при переменной чувствительности мостовой цепи, в него введены вспомогательный делитель и последовательно соединенные переключающий элемент, реверсивный счетчик импульсов, блок фиксации заполнения счетчика, второй элемент ИЛИ, выход порогового элемента соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами .двух нормально замкнутых ключей и блока управления, второй выход экстремум-детектора соединен со входом переключающего элемента, второй выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый выход экстремум-детектора соединен со вторым входом реверсивного счетчика импульсов, выход блока фиксации заполнения .счетчика соедннен со входом управления вспомогательного делителя, включенного между декадным .делителем и мостовой измерительной схемой и вторым входом переключающего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мелик-шахназаров О.М. и др.

Автокомпенсационные приборы экстремального типа. "Энергия", 1969, с. 50.

2. Гриневич Ф.Б. Автоматические мосты переменного тока; СО АН СССР, 1964, с. 172 (прототип).

836596

Составитель И. Бахтина

Техред A. Бабинец КорректоР М. Демчик

Редактор Б. Федотов

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3109/35 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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