Цифровой автоматический мост

Цифровой автоматический мост

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлемо130979 (21) 2818542/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано15.10.81. бюллетень т4з 38

Дата опубликования описания 151081 (511М. Кл.з а 01 и 17/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н ыкрытнй (53) УДЫ 621. 317. 733 (088.8) C

М.Ш.Гусейнов, A.Ì.Àìèðîâ и М.И.Рагкмов

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ABTONATH×EÑÊÈÉ МОСТ

Изобретение относится.к информационно-измерительной технике и может быть применено для измерения составляющих комплексного сопротивления.

Известны цифровые автоматические мосты, содержащие мостовую схему, генератор питания, реверсивный счетчик, блок управления, усилитель, детектор равновесия, уравновешивание которых выполняется по фазочувствительному принципу 1 ). *

Недостатком данных устройств является то, что они имеют неустойчивость отсчета иэ-за нестабильности чувствительностей мостовой схемы и усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой автоматический мост, содержащий генератор, мостовую схему, избиратель ный усилитель, детектор, реверсивный счетчик, модулятор, блок управления, триггер реверса, цифровой отсчетный блок, фазочувствительный детектор, два ключа и три элемента, в котором уравновешивание мостовой схемы вдали от точки равновесия осуществляется по фазочувствительному принципу, а вблизи равновесия — по экстремальномодуляционному принципу (2 ).

Недостатком этого моста является то, что он имеет сравнительно низкую надежность и устойчивость системы уравновешивания в связи с влиянием фазовых искажений, возникающих в трак. те усиления сигнала неравновесия на нормальное функционирование фазочувствительного детектора.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения помехоустойчивости системы уравновешивания цифрового автоматического моста.

Для достижения этой цели цифровой автоматический мост, содержащий последовательно соединенные генератор питания, мостовую схему, усилитель, детектор, два ключа, .первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, триггер знака, выход которого как через модулятор,так и через реверсивный счетчик подключен к мостовой схеме, выход реверсив-: ного счетчика соединен также со вхо" дом блока цифровой индикации, фаэочувствительный детектор, первый вход которого соединен с выходом генератора питания, а второй вход — с вы- ° ,ходом усилителя, элемент ИЛИ-НЕ, снабжен вторым элементом ИЛИ-НЕ,триггером переключения, переключателем

873136 избирательности, элементом ИЛИ, шестью элементами И, причем входы первого

Элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами ключей., а входы второго элемента ИЛИ-

НŠ— с выходами первого и второго элементов И, соответственно соединенными с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами триггера знака, а вторые входы соединены со вторым входом пятого элемента И и инверсным выходом триггера переключения, "нулевой" вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, а "единичный" вход — с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход триггера 15 переключения.через переключатель избирательности подключен ко второму входу усилителя, а также соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с вторым Щ выходом блока управления, а выход со входом модулятора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента И, второй вход подключен к выходу второго ключа, а выход — к счетному входу реверсивного счетчика, первые входы первого, второго и пятого элементов И соединены с первым выходом блока управления, вторые входы первого и второго элементов .И соответственно соединены с первым и вторым выходами фазочувствительного детектора, выход первого ключа подключен к счетному входу триггера знака, а второй вход — ко второму входу второго ключа и к выходу детектора. .На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — зависимость модуля выходного напряжения мостовой схемы от регулируемого параметра при разных коэффициентах усиления (степе- 40 ни избирательности) усилителя.

Устройство содержит генератор 1 питания, мостовую схему 2, усилитель

3,. детектор 4, блок 5 управления, модулятор 6, реверсивный счетчик 7, 4 блок S цифровой индикации, триггер 9 знака, фазочувствительный детектор . 10, элементы И 11 — 16; элементы ИЛИНЕ 17,18, триггер 19 переключения, ключи 20,21, переключатель 22 избирательности и элемент ИЛИ 23.

Прйнцип работы устройства заключается в следующем.

Генератор 1 питает мостовую схему

2. Напряжения неравновесия мостовой схем поступают на вход усилителя 3.

Выходной сигнал усилителя 3 одновременно подается на входы фазочувствительного детектора 10 и амплитудного детектора 4..Вблизи точки равновесия из-за низкого уровня сигнала неравно- бО весия фаэочувствительный детектор 10 не срабатывает, и на его выходах сигналы отсутствуют. При этом тактовые импульсы от блока 5 управления не проходят через элементы И 11 и 12. 65

На выходе элемента ИЛИ-HE 17 имеется единичный сигнал. Триггер 19 переключения является триггером S - типа, который при одновременно единичных сигналах на обоих выходах принимает только единичное состояние. Поэтому при отсутствии сигналов на выходе фазочувствительного детектора 10, вне. зависимости от выходного сигнала элемента ИЛИ.-НЕ 18, триггер 19 переключения принимает единичное состояние.

При этом элементы И 13 — 15 запираются, а элемент И 16 отпирается, переключатель 22 избирательности повышает избирательность усилителя 3. Модулятор 6 через открытый элемент И 16 принимает тактовые импульсы блока 5 управления и производит периодические изменения регулируемого элемента мостовой схемы 2 на один шаг. Направ-. ление модуляционных изменений и счета реверсивного счетчика 7 определяется состоянием триггера 9 знака. Модулированные напряжения неравновесия через усилитель 3 подаются на вход детектора 4. Выделенная детектором 4 огибающая подается в качестве управляющего сигнала на входы ключей 20 и

21. При положительной полярности модуляционных импульсов на выходе детектора 4 отпирается ключ 21, через который тактовые импульсы блока 5 управления поступают на счетный вход триггера 9 знака и опрокидывают его.

При отрицательной же полярности модуляционных импульсов, отпирается ключ

20, и тактовые импульсы, проходя через него и элемент ИЛИ-HE 18, посту- . пает на вход реверсивного счетчика 7, который осуществляет уравнбвешивание мостовой схемы..Вдали от точки равновесия, где уровень сигнала неравновесия выше U (фиг. 2), на выходе детектора, модуляционные импульсы отсутствуют. При этом, так как на одном из выходов фазочувствительного детектора имеется единичный сигнал, триггер переключения переходит в нулевое состояние, переключатель избирательности срабатывает, и усилитель 3 становится не избирательным. Выходной сигнал фазочувствительного детектора при появлении тактовых импульсов через элементы И 14 и 15 поступает на соответствующий вход триггера 9 знака. Реверсив— ный счетчик 7, с поступлением через элементы И 13 и ИЛИ 23 тактовых им- . пульсов, производит уравновешивание мостовой схемы. При уменьшении амплитуды напряжения. неравновесия до уровня порога чувствительности U - (фиг.

2) фазочувствитеЛьного детектора 10 на обоих вь.ходах его имеется нулевой сигнал, при котором триггер переключения опрокидывается, и далее уравновешиЫЪние ведется по экстремальному модуляционному принципу.

-, 873136

При равновесии моста на выходе детектора 4 импульсы отрицательной полярности отсутствуют, состояние реверсивного счетчика не меняется, и no . блоку цифровой индикации снимается счет. При значительном уровне сигнала неравновесия, когда необходимы сигналы фазочувствительного детектора, усилитель 3 становится не избира. тельным, чтобы фазовые искажения сигнала, присущие избирательным усилителям, не нарушали нормальное функционирование фазочувствительного детектора. При слабом же сигнале неравновесия, по сигналу триггера переключения, усилитель 3 становится избирательным, он повышает помехоустойчивость систем уравно= вешивания, и далее используют ся сигналы экстремум-детектора.

Введение триггера переключения в

20 схему устройства исключает автоколебательный режим переключения фазочувствительного детектора, который мог бы.иметь место в точках в (в ) и с. (с ) (см. фиг. 2) . При уменьшении вы- 25 ходного сигнала усилителя 3 до уровня Uo (фиг. 2) на выходах фазочувствительного детектора сигналы прекращаются, триггер 19 переключения опрокидывается, и срабатывает переключа- З0 тель избирательности. При этом, иээа изменения коэффициента усиления, уровень выходного сигнала усилителя

3 повышается от точки в(в ) до точки

c(c ), т.е. превышает уровень порого- 35 вого напряжения U фазочувствительного детектора. Это вызывает повторное включение фазочувствительного детектора . Однако триггер переключения при этом не возвращается в предыду- 4О щее состояние, и далее уравновешивание ведется по сигналу экстремум-детектора. Обратный переход триггера переключения может происходить толь.ко при превышении уровня выходного напряжения усилителя И т.е. в точ- 45

Н . ках а и а (фиг. 2), когда происходит срезание модуляции, после .чего переключатель йзбирательности срабатывает переход от точки а (а ); 5 к точке б(б ), и далее уравновешивание ведется по сиг-, налам фазочувствительного де."тектора.

Техническая эффективность изобре тения заключается в том, что с его применением повышается устойчивость, и надежность при сохранении точности известных цифровых автоматических мостов следящего уравновешивания. фо

Надежность (коэффициент готовности) системы уравновешивания повышается

:за счет автоматического изменения избирательности усилителя в зависи-. мости от степени разбаланса мостовой схемы, что осуществляется триггером пе ре ключе н и я . С е го же помощью ocy— ществляется автоматическое переключение.детекторов равновесия, что исключает их автоколебательный режим и йовышает устойчивость системы уравновешивания.

Формула изобретения

Цифровой автоматический мост, со; держащий последовательно ссединенные генератор питания, мостовую схему, усилитель, детектор, два ключа, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, триггер знака, выход которого как через моду лятор, так и через реверсивный счетчик подключен к мостовой схеме, выход реверсивного счетчика соединен также со входом блока цифровой индикации, фазочувствительный детектор, первый вход которого соединен с выходом генератора питания, а второй вход — с выходом усилителя, элемент ИЛИ-НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности путем увеличения помехоустойчивости системы уравновешивания, он снабжен вторым элементом ИЛИ-Hh, триггером переключения, переключателем избирательности, элементом ИЛИ, шестью элементами И, причем входы первого элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами ключей, а входы второго элемента ИДИ-НЕс выходами первого и второго элементов

И, соответственно соединенными с первыми входами третьего, четвертого элементов И, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами триггера знака, -а вторые входы cof единены со вторым входом пятого элемента И и инверсным выходом триггера переключения, "нулевой" вход которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ-НЕ, а "единичный" вход — с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход триггера переключения через переключатель избирательности подключен ко второму входу усилителя, а также соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выход — со входом модулятора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента И, второй вход подключен к выходу второго ключа, а выход - к счетному входу реверсивного счетчика, первые входы первого, второго и пятого элементов И соединены с первым выходом блока управления, вторые входы первого и второго элементов И соответственно соединены с первым и вторым выходами фазочувствительного детектора, выход первого ключа подключен к счетному входу триг- гера знака, а второй вход — ко второму входу ключа и к выходу детектора.

873136

Фие.1 и, Составитель И. Бахтина

Редактор П. Коссей Техред М. peNsec Корректор Е. Рошко

Заказ 9025/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская раб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кнеллер В.Ю. Автоматическое измерение составляющих комппексного сопротивления. М.-Л., "Энергия", 1968, с. 266.

2. Авторское свидетельство СССР

М 561143, кл. G 01 R 17/10, 1976 (прототип).