Способ автоматического уравновешивания моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости

Способ автоматического уравновешивания моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетскнк

Соцнелнстнческнз

Реснублнн в >86860-1

И АВТОИ:МОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 210180 (21) 2872727/18-21 (5!)М. КЛ.л с присоединениеМ заявки é9

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3009.81. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 3009Я1 (53) УДК 621 317 .733(088.8) (72) Авторы изобретения фГ.И.Войченко, М.Н.Сурду и А.Щ.Новик

s

Институт электродинамики АН уйраинской ССР (71) Заявитель б ° (54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

МОСТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОДНОЙ СОСТАВЛЯКЦЕЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

Изобретение относится к злектроизмерительной технике, точнее к измерению параметров комплексной проводимости на переменном токе, и может быть использовано при построении систем уравновешивания мостов переменного тока для высокоточного быстродействующего измерения одной составляющей комплексной проводимости.

Известно, что для уравновешивания мостовой схемы переменного тока необходимо производить регулировку двух параметров этой схема, соответствующих измеря емам сбставляющим комплексной проводимости. Взаимная связь, ко- 1з торая зачастую имеет место между регулировками этих параметров, приводит к существенному усложнению процесса автоматического уравновешивания моста по сравнении с мостовыми схемами постоянного тока.

Известен способ комбинированного уравновешивания мостовой измерительной схемы для измерения одной составляющей комплексной проводимости согласно которому уравновешиванйе мостовой измерйтельной схема по измеряемой составляющей проводимости производится при помощи высокоточной цифровой (дискретной) система, а по вто- ЗО рой неиэ меря емой составляющей — при помощи упрощенной аналоговой системы.

Для приведения в состояние равновесия моста переменного тока по этому способу необходима только одна дискретная система уравновешивания (регулирования), что существенно упрощает и удешевляет мост Е13.

Недостаток этого способа уравновешивания заключается в его низком быстродействии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического уравновешивания моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости, заключающийся в том, что ток, протекающий по неизмеряемой составляющей, компенсиру" ют противофаэным током, равным по модулю разности токов объекта измерения и образцовой меры измеряемой составляющей, осуществляют модуляцию регулируемого параметра и по знаку приращения амплитуды сигнала неравновесия определяют необходимое направление регулировки этого параметра,, при этом в каждом такте уравновешивания моста первоначально измеряют амплитуду его сигнала неравно8б8б01

- весия, а затем осуществляют регулифукищее воздействие, величину Которого выбирают прямо пропорциональной .-- результату произведенного ранее измерения (2).

Недостатком этого способа уравновешивания моста является его низкое быстродействие, обусловленное наличием погрешности формирования регулирующего воздействия за счет того, что в каждом такте уравновешивания оно выбрано прямо пропорциональным текущему значению амплитуды сигнала неравновесия мостовой схемы. Функциональная связь между амплитудой выходного сигнала мостовой схемы и неравновесием по измеряемой составляющей 15 комплексной проводимости имеет более сложную зависимость, хотя и близкую к линейной. При таком формировании регулирующего воздействия не учитывается зависимость амплитуды выход- 2О ного сигнала мостовой схемы от неравновесия по второй, неизмеряемой составляющей, а также от напряжения генератора, питающего мостовую схему, и от коэффициента передачи усилителя сигнала неравновесия. В результате снижается точность уравновешивания в каждом такте. Это приводит к возрастанию числа тактов уравновешивания, необходимых дла . обеспечения заданной погрешности уравновешивания, т.е. к снижению быстродействия моста.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического уравновешивания моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости, заключающемся в том, что ток, протеканяций по неизме- 4О ряемой составляющей, компенсируют противофазным током, равным по модулю разности токов объекта измерения и образцовой меры измеряемой составляющей, в каждом такте измеряют амплиту- Я5 .ду сигнала неравновесия, осуществляют модуляцию регулируемого параметра, а затем в каждом такте измеряют также амплитуду модуляционного приращения сигнала неравновесия, находят частное 5g от деления амплитуды сигнала неравновесия на амплитуду его модуляционного приращения и формируют регулирующее воздействие, пропорциональное этому частному. 55

На фиг. 1 изображено семейство кривых, отражающее зависимость амплитуды (модуля) сигнала неравновесия мостовой измерительной схемы от двух параметров уравновешивания; на фиг.2блок-схема моста переменного тока ® для измерения одной составляющей комп- лексной проводимости.

На фиг. 1 показана зависимость амплитуды выходного сигнала (например тока 3 ) мостовой измерительной схемы 65 с комбинированным уравновешиванием от неравновесия по двум квадратурным параметрам — р и q. Параметр р прямо пропорционален дискретно уравновешиваемой составляющей комплексной проводимости, например q — неизмеряемой составляющей, уравновешиваемой при помощи упрощенной аналоговой системы.

Из графиков видно, что амплитуда сигнала неравновесия прямо пропорциональна неравновесию по измеряемому параметру р только при нулевом значении квадратурного параметра, т.е. когда

О. В остальных случаях при q g 0 зависимость амплитуды 1 от неравновесия по измеряемому параметру р отличается от линейной.

Преимуществом предлагаемого способа уравновешивания моста является то, что при формировании регулирующего воздействия учитывается это отклонение зависимости от линейной, а именно регулирующее воздействие формируется не только по амплитуде J (р,q) сигнала неравновесия, но также с учетом чувствительности SpbJ (р,q) /а р мостовой схемы по параметру р при

q const Геометрической интерпретацией чувствительности Sp на фиг.1 является крутизна наклона графика функции 3 (р, ) с заданными р и

Приближенно она определяется как отношение приращения Я амплитуды сигнала неравновесия, обусловленного модуляционным приращением g р параЬ метра Р, к этому приращению аз (р ) аЛ аР д Рм

В предлагаемом устройстве регулирующее воздействие р по параметру р выбирается из условия — Д

Р„ри.= 5- Я а Ь РМ (2) P т ° е. с учетом постоянства др,оно

И пропорционально отношению амплитуды сигнала неравновесия к модуляционному приращению этой амплитуды

На фиг. 2 представлена блок-схема моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости. Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, собственно мостовую измерительную схему 2 с комбинированным уравновешиванием, блок 3 запоминания, вычислительный блок 4 с числоимпульсным выходом, триггер 5 реверса, реверсивный счетчик б импульсов, модулятор 7.

Работа моста синхронизируется блоком

8 управления с выходами 9 и 10.

Уравновешивание мостовой схема 2 осуществляется подекадно по тактам, формируемым блоком 8. управления. B начале очередного такта при появлении импульса на выходе 9 блока управления сигнал неравновесия мостовой схемы подается на блок 3 запоминания, где производится запоминание амплитуды этого сигнала. При подаче импуль86

8601

-1а -В -Ю -Ф -Е а х 4 6 8 1

Фиг.1 са с выхода 10 блока управления включается модулятор 7 и вычислительный блок 4. В последнем осуществляется. цифровое кодирование амплитуды сигнала неравновесия. Вследствие .модуляцчи параметра р мостовой схемы амплитуда ее выходного сигнала получает некоторое приращение. Величина и знак этого приращения опре.деляются вычислительным блоком 4 и преобразуются в цифровой код. Затем в вычислительном блоке производится определение величины и знака регулирующего воздействия. При этом используется формула (2). В зависимости от знака результата осуществляется установка нужного направления счета путем подачи импульса с вычислительного блока 4 на вход триггера 5 реверса. Последовательность импульсов, число которых равно регулирующему воздействию, подается на счетный вход реверсивного счетчика 6. При изменении состояния реверсивного счетчика производится коммутация уравновешивающих элементов в мостовой схеме 2, в результате чего обеспечивается приближение схемы к равновесию. В следующем такте аналогично осуществляется уравновешивание мостовой схемы на более младшей декаде. Процесс уравновешивания заканчивается после достижения состояния равновесия на самой младшей декаде.

ВНИИПИ Заказ 8315/63

Тираж 735 Подписное

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

Р

При сохранении точности измерения быстродействие данного моста по крайней мере вдвое выае, чем у аналогичного известного устройства.

Формула изобретения

Способ автоматического уравновешивания моста переменного тока для измерения одной составляющей комплексной проводимости, заключакщийся в том, что ток, протекающий по неизмеряемой составляющей, компенсируют противофазным током, равным по модулю разности токов объекта измерения и образцовой меры измеряемой составляющей, в каж(цом такте измеряют амплитуду сигнала неравновесия, осуществляют модуляцию регулируемого л параметра, отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействия, в каждом такте измеряют также амплитуду модуляционного при20 ращения сигнала неравновесия, находят частное от деления амплитуды сигнала неравновесия на амплитуду его модуляционного приращения и формируют регулирующее воздействие, про$5 порциональное этому частному.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 481847, кл. G 01 и 17/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2726118,кл.G 01 R 17/10, 1979 (прототип).