Автокомпенсационный мост переменного тока

Автокомпенсационный мост переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>779891 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10.07.78 (21)2641943/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 151130. бюллетень Ио 42 (51)М. Кл.3

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .733(088.8) Дата опубликования описания

M. Н СУРДУ (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Институт электродинамики AH Украинской ССР (54) АВТОКОМПЕНСАЦИОНН61Й МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть. использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений и измерений неэлектрических величин при 5 помощи датчиков комплексного сопротивления (в частности, прй помощи емкостных датчиков).

Известен иттерационный принцип компенсации погрешности измерения, 10 обусловленной недостаточным петле-вым усилением устройства (1)..

В соответствии с этим принципом операционный усилитель, например, выполняют в виде двух или более 15 идентичных каналов, один иэ которых передает основной сигнал, а другой— сигнал, пропорциональный погрешности коэффициента передачи первого канала.

Однако этот принцип трудно применить gQ в автокомпенсационных мостах переменного тока, так как объект измерения существует в единственном числе, что не позволяет построить идентичные каналы операционного усилителя. 25

Известен также двухканальный авто-. компенсационный мост переменного тока, в котором в качестве второго, иттерационного канала используется операционный усилитель с цепью обрат- 3Q

33 mg, Фф ; ; фф; ; т.

2 ной связи, однородной с цепью обрат- ной связи основного канала, в которую включен объект измерения (2). Для обеспечения идентичности цепей обратной связи обоих каналов в этом устройстве используется аналоговая система автоматического регулирования, изменяющая параметры одного из элементов обратной связи в цепи второго канала. Этот автокомпенсационный мост наиболее близок по технической сущности к предлагаемому устройству.

Недостатком устройства является его низкое быстродействие, обусловленное тем, что на выходе фазового детектора необходимо включитЬ фильтр нижних частот с достаточно большой постоянной времени, служащий для подавления пульсаций выпрямленного напряжения и обеспечения устойчивой работы всей системы автоматического регулирования.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что автокомпенсационный мост переменного тока, содержащий усилитель, объект измерения, соединенный с выходом усилителя, образцовую меру, подклюг

779891

1 входное и выходное напряжения автокомпенсацион ного моста импедансы объекта 2 измерения образцовой меры 3

ЭХ ВЫХ бО

2 и Zg ченную к входу усилителя, сумматор, к одному иэ входов которого подклю, чен дополнительный усилитель, и генератор, снабжен дополнительной образцовой мерой и компаратором токов с двумя обмотками сравнения и вторич;ной обмоткой, причем одна из обмоток сравнения компататора токов включена между входом усилителя и объектом измерения, а другая — последовательно с дополнительной образцовой мерой вторичная обмотка компаратора токов подключена к входу дополнительного усилителя, выход сумматора подключен к образцовой мере, один из входов сумматора подключен к генератору и дополнительной образцовой мере„ à t5 другой - к выходу дополнительного усилителя.

Принципиальная схема предлагаемого автокомпенсационного моста переменного тока представлена на черте- ;р же.

Мост содержит усилитель 1, охваченный глубокой отрицательной обратной связью через цепь обратной связи, состоящую из объекта 2 измерения и образцовой меры 3, дополнительную образцовую меру 4 и компаратор 5 токов с двумя обмотками сравнения б и 7, включенными последовательно с объектом 2 Измерения и дополнительной образцовой мерой 4. На компара- ® тор 5 токов нанесена также вторичная обмотка .8, подключенная к входу дополнительного усилителя 9 корректирующего канала. Выходной сигнал дополнительного усилителя 9 суммирует- И ся с сигналом генератора 10 при помощи сумматора 11, к выходу которого подключена образцовая мера 3.

Сигнал генератора 10 подается также и на дополнительную образцовую меру 4. {{)

Устройство работает следующим образом.

Сигнал генератора 10 через сумматор 11 поступает на образцовую меру 3 и усиливается усилителем 1, в цепи обратной связи которого включен объект 2 измерения. Если полагать, что входное сопротивление усилителя 1 достаточно мало, а компаратор 5 токов работает в режиме короткого замыкания, то при разорванной цепи коррекции выходной сигнал усилителя основного канала описывается выражением

2 — коэффициент nepenрл дачи (проходное сопротивление) основного усилителя 1.

Как видно из (1), погрешность

d коэффициента передачи основного канала равна Zq j Z qp <, т. е. на такую относительную величину будут отличаться от номинальных значений ток объекта 2 измерения Jzq а также и выходное напряжение 0В Х основного усилителя 1. Для выделения тока пропорционального погрешности измерения, используется компаратор

5 токов, через одну из обмоток сравнения которого протекает номинальный образцовый ток J z 0, созДаваемый при помощи дополнительной образцоsoA меры 4, а через другую — ток объекта 2 иэглерения. Величина этого тока равна

Bbw ьх ах . и (gj к г„хо и 2о о 2прл

Этот ток усиливается дополнительным усилителем 9, представляющим собой преобразователь ток-напряжение с проходным сопротивлением 2 д 2

Выходной сигнал усилителя 9 поступает на сумматор 11, а затем на вход основного канала устройства.

Под действием этого сигнала возрастает ток 7 „, протекающий через объект измерения, а следовательно, возрастает выходное напряжение устройства и уменьшается погрешность измерения.

Очевидно, что степень коррекции погрешности измерения зависит от коэффициента передачи (проходного сопротивления Z Ä g ) дополнительного усилителя 9, определяющего точность передачи на выход всего устройства сигнала погрешности основного канала. Соответствующие вычисления показывают, что погрешность сГ передачи сигнала коррекции по второму, корректирующему, каналу определяется емражеамемаа- а а„—, а ерммарная погрешность „ измерения, автокомпенсационного моста равна

d =d ä = ——

Zo 2о и л к 2 Такигл п пР2, образом, погрешность измерения всего устройства определяется произведением погрешностей коэффициентов передачи каждого из каналов. Если, например, погрешность коэффициентов перадачи каждого из каналов равна

1%, то погрешность измерения всего прибора будет равна 0,01%.

Предлагаемое устройство совершенно не содержит инерционных звеньев, поэтому его быстродействие может быть очень большим и ограничивается только частотными свойствами исполь779891

Формула изобретения

Составитель И.Бахтина

Редактор Г.улыбина Техред Н.Бабурка Корректор И.Муска

Заказ 9316/9 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г..ужгород,ул.Проектная,4 зуемых усилителей. По сравнению с прототипом, повышение быстродействия, достигаемое в предлагаемом устройстве, может составить 5-10 и более раз.

Автокомпенсационный мост переменного тока, содержащий усилитель, объект измерения, соединенный с выходом усилителя, образцовую меру, подключенную к входу усилителя, сумматор> к одному иэ входов которого подключен дополнительный усилитель, и генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,он снабжен дополнительной образцовой мерой и компаратором токов с двумя обмотками сравнения и вторичной обмоткой, причем одна из обмоток сравнения компаратора токов включена мехщу входом усилителя и объектом измерения, а другая - последовательно с дополнительной образцовой мерой, вторичная обмотка компаратора токов подключена к вхо ду дополнительного усилителя, выход сумматора подключен к образцовой ме ре, один из входов сумматора подклю чен к генератору и дополнительной образцовой мере, а другой — к выход. дополнительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Гриневич Ф.Б. и др. Точные опе ционные устройства для мостов с тес ной индуктивной связью. — Препринт !

5 17 НЭ 2 АН Украинской ССР, Киев, 1970.

2.Кузнецов Е.Н. и др. Преобразователи параметров пассивных величин с коррекцией погрешности. — Приборы

Щ и системы управления", 9 2, 1978 °