Способ автоматического уравновеши-вания нулевых измерительных cxem пе-ременного toka

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Свветских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуВ7 29517 (зцм. к,. .

0 01 К 17/10 (22) Заявлено 090479 (21) 2748970/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б21 ° 317 ° .733(088.8) Опубликовано 300681. Бюллетень Ж 24

Дата опубликования описания 300б 1 (72) Автор изобретения

В.Г. Давидович г

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

НУЛЕВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СХЕМ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, и может быть использовано при построении цифровых автоматических мостов переменного тока.

Известны способы автоматического уравновешивания нулевых измерительных схем переменного тока, использующие в качестве уравновешивающих органов нереверсивные многоразрядные цепочки образцовых элементов, которые переключают по методу взвешивания по знакам сигналов, сформированных фазочувствительными нуль-органами. При соответствии знаков сигналов на выходе нуль-органа знакам откло.нения регулируемых параметров от состояния равновесия элементы цепочек обоих уравновешивающих органов переключают одновременно а при нарушении соответствия указанных знаков для одного из параметров (в зоне ошибок) переключают только элементы цепочек того уравновешивающего органа, для которого соответствие .знаков сохраняется 1J.

Недостаток известного способа состоит.в том, что он не позволяет сократить число тактов уравновеши вания при коммутации в зоне ошибок ЗО по одному из параметров. Вследствие этого общее число тактов уравновешйвания определяется условием m + n >

)й m, где в и n — число элементов регулируемых цепочек, причем m ) п.

По основноМу авт. св. В 729517 известен способ уравновешивания, который позволяет получить минимальное число тактов К.; равное m, благодаря тому, что после коммутации одного из параметров в зоне несоответст.вия знаков сигналов на выходах нульорганов 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 из указанной зоны со знаком, соответствующим знаку недобаланса; в случае выхода из указанной эоны со зиаком перебаланса по второму параметру последний включенный вес по этому параметру сбрасывают и включают последующие его веса, соответствующие коммутированным весам по первому параметру Г21.

842590

f0

Реализация этого способа распространяется на измерительные схемы, в которых соотношения между масштабами регулирующих воздействий; определяемые чувствительностью измерительной схемы к единичному изменению регулируемых параметров, близки к единице. В этом случае углы, определяющие области ощибок, оказываются достаточно большими, что упрощает техническую реализацию данного способа.

Недостатком этого способа является то, что при измерении относительного параметра комплексного сопротивления, например, tgо или tg М чувствительность по относительному параметру может изменяться на порядок, так как основной параметр изменяется н пределах поддиапазона измерения в 10 раз. Это приводит к резкому сужению зоны. ошибок по относительному параметру, что делает невозможным его применение для автоматйзации подобных схем.

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения относительного параметра комплексного сопротивления путем выравнивания масштабов ре гулирующих воздействий при уравновешивании измерительных схем с существенно различной чувствительностью.

Поставленная цель достигается тем, что н способе автоматического уравновешивания, включающем коммутацию одного из параметров в зоне несоответствия знаков сигналов на выходах нуль-органов знакам отклонения.регулируемых параметров от состояния равновесия по второму параметру, где 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 указанной зоны со знаком, соответствующим знаку недобаланса, в случае выхода из укаэанной зоны со знаком перебаланса по второму параметру сбрасывают и включают последующие его веса, соответствующие коммутированным весам по первому параметру, соответстние коммутируемых элементов цепочки, имеющей больший масштаб регулирующих воздействий, элементам второй цепочки устанавливают, начиная с элемент-а первой цепочки, оставшегося включенным либо приведшего в зону ошибок для этой цепочки, причем при сигналах управления в начале уравновешивания, указывающих на одновременную коммутацию, включают также и перный элемент второй цепочки, а принятые решения о включенном элементе производят после установления соответствия элементов регули руемых цепочек при сигналах на начальную коммутацию только первой цепочки регулировку элементов второй цепочки производят, начиная со второго элемента после установления соответствия.

На фиг. 1 представлена топографическая диаграмма измерительной схемы, поясняющая особенности измерения относительного параметра комплексного сопротивления, обусловленные переменной чувствительностью измерительной схемы. Фиг. 2 и 3 поясняют сущность способа выравнивания масштабов регулирующих воздействий, на фиг. 4 представлена блок-схема устройства, реализующего рассматриваемый способ.

На фиг. 2 показано, каким должно быть соответствие элементов цепочек р и q с несовыми коэффициентами

8-4-2-1 для частного .случая при р = 1 и р = 10; а на фиг. 3 — прак-, тическое установление соотнетствия между элементами при использовании предлагаемого способа для любого значения р от 1 до 10.

Как видно из фиг. 2, для представленных случаев имеет место наиболее точное выравнивание масштабов регулирующих воздействий, так как единичное изменение параметра р вызывает такое же изменение сигнала разбаланса, что и единичное изменение параметра ц как для р = 1,-так и для р = 10.

Поскольку практическая реализация соотнетствия элементов цепочек р и требует знания величины параметра р, вначале коммутируют параметр р.

Если р ) 8, соответствие устанавливают, начиная с элемента р = 8, так как после его коммутации этот вес либо оставляется включенным, либо его включение приводит в зону ошибок по параметру р (фиг. За). При

8 o p) 4 по тем же причинам соответствие устанавливают, начиная с элемента р = 4 (фиг. 36); при 4 > ро 2 с элемента 2 (фиг. Зв); при 2 ) р 1с элемента 1 (фиг. Зг).

Таким образом, реальный случай для р = 1 отличается от представленного на фиг. 2 тем, что соответствие элементов устанавливается с элемента р = 1.

Для представленных на фиг. 3 случаев отношение весовых коэффициентов

Ч вЂ” сохраняется равным — = 0,1 лишь о

Р1 Ро н для варна та 3а.

Для вариантов Зб-3r отношение—

qj

Р1 не сохраняется постоянным, а дискретно меняется в зависимости от коммутируемых весов., принимая значения для фиг. 36 — 0,2; 0,125 при P 4 для фиг. Зв — 0,4; 0,25 при Р „„ = 2, для фиг. Зг — 0,8; 0,5 при P „ = 1.

842590

Известно, что наименьшее значение угла Я соответствует случаю наименьшего значения члена p — . Для привело po денных на фиг. 3 вариантов это значение равно 0,5, для которого минимальный угол Я = 3. Угол,а при этом не должен быть больше 13О. Если учесть, что зона ошибок определяется углом +, то максимально допустимая нестабильность по фазе в худшем случае не должна превышать .бо.

Для q ((1 угол е возрастает до +6,5.

Реализовать фазовую стабильность тракта преобразования сигнала раз баланса в управляющие сигнал.-, которая бы отвечала этим требо-заниям, не представляет технических трудностей.

10 бО

Поскольку соответствие элементов р и q устанавливается после включения определенного элемента р, жела. — 20 тельно для исключения лишнего такта коммутации принять решение и о первом элементе по q, так как последующие коммутации элементов р и ц производятся одновреМенно в соответст- 75 вии с известным прототипом. Для этого, если в начале уравновешивания имеют место сигналы управления, указывающие на одновременную коммутацию р и q с первым элементом р включают и элемент q, но решение по этому элементу принимают одновременно с элементом р, по которому устанавливают соответствие между элементами р и q. 35

Если в начале уравно; ешивания сигнал управления указывает на коммутацию в зоне ошибок по q, первый элемент по р, который определит соответствие, позволяет также установить тот факт, что соответствую- 40 щий ему вес по q следует обойти без коммутации, т.е. регулировку по

q следует начать, пропустив первый элемент.

Блок-схема устройства, реализую- 45 щего предлагаемый способ уравновешивания, представленная на фиг. 4 содержит генератор 1 переменного напряжения; измерительную схему 2; усилитель 3 сигнала разбаланса; фор- 5О мирователь 4 зон уравновешивания; формирователь 5 опорных напряжений; триггеры 6 и 7, формирующие признаки коммутации только одного параметра (соответственно р и q); схемы 8 и

9 ИЛИ; одновибратор 10; схемы 11, 12 и 13 И; триггер 14, фиксирующий признак (недобаланс, перебаланс), с которым выходят из эоны ошибок по некоммутированному параметру; блок 15 управления, формирующий тактовые импульсы и обеспечивающий синхронизацию работы всех блоков (БУ); триггер 16, определяющий режим установления соответстВия масштабов регулирующих воздействий; регистры 17 65 и 18 мер (соответственно q и р); распределители 19 и 20 импульсов (РИ); распределитель 21 импульсных каналов, разрешающий прохождение импульсов в PH 19, 20. поочередно либо одновременно; вспомогательный реверсивный счетчик 22, фиксирующий количество тактовых импульсов, прошедших при коммутации только одного параметра (в зоне ошибок по другому параметру); генератор 23 высокочастотных импульсов; цифровое отчетное устройство 24; схему 25 начального пуска.

Устройство работает следующим образом.

В начале уравновешивания блок начального пуска устанавливает все элементы в,исходное состояние. Одновременно с подключением первого элемента цепочки р срабатывает триггер 16, определяющий режим установления соответствия масштабов регулирующих воздействий. Срабатывание триггера 16 обеспечивает также подключение первого элемента цепочки который сразу же сбрасывается, если сработал триггер б. Если сигналы управления указывают на одновременную коммутацию p q, триггер 16 запрещает принятие решения о гервом включенном весе по q, Тактовые импульсы с схему 9 поступают только в РИ 19 (для параметра р). Коммутация параметра р происходит до появления сигнала с блока 4 — оставить включенным вес по р либо перейти к коммутации только параметра 9 (зона ошибок по р).

В этом случае триггер 16 сбрасывается, благодаря чему снимается запрет на прохождение тактовых импульсов в РИ 20, а также в счетчик 22 импульсов.

Блок 21 направляет тактовые импульсы либо одновременно в оба РИ 19 и

20, либо поочередно при наличии сигналов с триггеров б или 7.

Допустим, что коммутация производится только по параметру р(в зоне ошибок по 9), в этом случае триггер б разрешает прохождение тактовых импульсов в РИ 19 и одновременно в счетчик 22. При появлении сигнала с блока 4 на коммутацию .параметра q возбуждается одновибратор 10, раз— решающий прохождение импульсов с генератора 23 на счетчик 22 и в блоки 21, 20.

При этом обеспечивается практически одновременная коммутация весов по q в соответствии с коммутированными ранее весами по р.

Решение о включенных весах по ц определяется состоянием триггера 14.

При недобалансе ранее включенный вес no q остается включенным, а вся группа весов по ц, включаемая импульсами с блока 23, сбрасывается.

842590

И наобо от р, при перебалансе ранее расывается, включенный вес IIo q сб а а упомянутая группа весов ост т включенной. сов остается

Аналогичным ным образом производится и коммутация весов по парам р ыходе из эоны, ошибок Вне ен

ОК IIO P. авт дрение предлагаемого спо б

Ъ. со а вешивания позоматического уравнов н ах и воляет сократить число тактов уравах, измеряющих овешивания в приборах и го соп отив относительные параметры ко мплексно- сопротивления, доведя их практически также до величины, определяе- мой числ ом элементов наибольшей из регулируемых цепочек.

Формула изобретения

Способ автоматического уравнове>шивания нулевых измерительных схем переменного тока по авт. св. 9729517 отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения относительного параметра комп лексного сопротивления путем выравнивания масштабов регулирующих воздействий и и р уравновешивании изме ительных схем с с мерисущественно различной оответствие комчувствительностью,.соотв ей мутируемых элементов цепоч щ больший масштаб рег чки, имеюей регулирующих возде ствий, элементам вто и устанавливают начина ро цепочки иная с элемента первой цепочки ным либо оставшегося включенля, ем приведшего в зону ош б и ок ем при сигнад этой цепочки, причем вающих.на одновременную коммутацию элементов обеих цепочек, коммути тируют рвы элемент второй цепочэлеме ки, а принятие решения о включ енном

MBHTG производят IIOCJIB +CTBHOBления соответ ствия, а при сигналах на начальн вой е ую коммутацию только пе р ки и оизв ц почки регулировку вто ой ро цепочпроизводят после установления

20 соответствия я, начиная со второго элемента.

Источники информации, принятые во

1. Авто внимание при экспертиз торское свидетельство СССР е

Р 175125, кл. G 01 R 17/10, 1963. торское свидетельство СССР

2. Авто

Р 729517, кл. G 01 R 17/10, 1978.

842590

lд н ада

4 4 Э

Илиада

1аа ада — ав

8 ч г 1 ав ар а,z а, "рог. 3

Составителв И. Бахтина

Техред Т.Маточка Корректор A. Гриценко

Редактор А. Маковская

Заказ 5087/50 Тираж 732

ВНИИПИ Государственнсго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

8 ю z

1 1 а,в ар oz or а ав

° ° °

1... аав" ав а4

1 1z r ав а

1 1 t 1" ар oz or аале " б г r ав аю".

1 1 ав и oz ° ° ° г