SU504982A1 - Digital ac bridge - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(54) AC DIGITAL BRIDGE

фьфьфг - углы, образованные векторами ЬСо, bCi, bd соответственно с вектором Ьа;fffg are the angles formed by the vectors bCo, bCi, bd, respectively, with the vector bа;

фз, фз - углы, образованные векторами dCi и dCu соответственно с вектором Ьа.fz, fz are the angles formed by the vectors dCi and dCu, respectively, with the vector Lа.

Мостова  схема 1 (фиг. 1) находитс  в состо нии квазиравновеси  но одной, нанример реактивной, составл ющей измер емого комплексного сопротивлени , если потенциалы точек С VI d, соответствующие верщинам измерительной диагонали, расположены на одной окружности р.The bridge circuit 1 (Fig. 1) is in a quasi-equilibrium state with a single reactive component constituting the measured impedance if the potentials of the С VI d points corresponding to the measuring diagonal lines are located on the same circle p.

Этот момент фиксируетс  по выполнении следующего равенстваThis moment is fixed by the following equality

3 1 + 2.(1)3 1 + 2. (1)

а по другой составл ющей - когда точки С и d должны располагатьс  на окружности -уЭтот момент может быть зафиксирован по выполнении равестваand on the other component - when points C and d should be located on a circle - this time can be fixed by the equality

3 tp2 -f f а +3 tp2 -f f a +

Из диаграммы на фиг. 2 видно, что выражени  (1) и (2) однозначно нарущаютс  в ту или другую сторону при отклонении мостовой схемы от указанных состо ний квазиравновеси .From the diagram in FIG. 2, it can be seen that expressions (1) and (2) unambiguously violate one way or the other when the bridge circuit deviates from the indicated quasi-equilibrium states.

Цифровой мост работает следующим образом .The digital bridge works as follows.

Напр жени  ИЬс и Vbd, снимаемые с мостовой схемы 1, подаютс  через согласующие устройства 3 и 4 на первые входы фазовременных преобразователей 6 и 7 и на входы разностной схемы 5. С выхода последней напр жение , равное вектору UCd, подаетс  на вход фазовременного преобразовател  8. На вторые входы фазовременных преобразователей 6, 7 и 8 поступает опорное напр жение питани  Uab. Фазовременные преобразователи 6, 7 и 8 вырабатывают импульсы, длительности которых пропорциональны фазовым углам фь Ф2, фз соответственно.The voltages IHC and Vbd, taken from bridge circuit 1, are fed through matching devices 3 and 4 to the first inputs of phase-change converters 6 and 7 and to the inputs of the difference circuit 5. From the output of the last, the voltage equal to the vector UCd is fed to the input of the phase-time converter 8 . To the second inputs of phase change converters 6, 7 and 8, the reference voltage Uab is supplied. Phase converters 6, 7 and 8 produce pulses whose durations are proportional to the phase angles ff Φ2, fz, respectively.

Импульсы с выходов фазовременных преобразователей 6 и 7 поступают параллельно на входы элементов «ИЛИ И и «И 12, в результате чего сигнал, по вившийс  на выходе элемента «ИЛИ 11, равен наибольщему по длительности, а на выходе элемента «И 12- наименьщему из импульсов, поданных на их входы, причем каждый из этих сигналов по длительности пропорционален одному из углов ф1 или ф2.The pulses from the outputs of phase change converters 6 and 7 are fed in parallel to the inputs of the elements "OR AND AND" AND 12, as a result of which the signal that appeared at the output of the element "OR 11" is equal to the greatest in duration, and at the output of the element "And 12 - to the smallest pulses applied to their inputs, each of these signals is proportional to the duration of one of the angles ф1 or ф2.

Выход элемента «И подсоединен к одному из входов схемы сложени  13 по модулю 2, на другой вход которой подаетс  импульс с фазовременного преобразовател  8 длительностью , пропорциональной фазовому углу фз. Схема 13 вырабатывает сигнал, равный разности длительностей импульсов, подаваемых на ее входы, и пропорциональный, следовательно , разности фазовых углов фз-ф1 илиThe output of the element "AND" is connected to one of the inputs of the addition circuit 13 modulo 2, to the other input of which a pulse is fed from the phase-time converter 8 with a duration proportional to the phase angle fz. Scheme 13 produces a signal equal to the difference in the durations of the pulses applied to its inputs, and is proportional, therefore, to the difference in the phase angles fz-f1 or

фз-ф2В то же врем  импульс с выхода элемента «ИЛИ И поступает на первый вход интегратора 14 и управл ет зар дом интегрирующей емкости. На второй вход интегратора 14 подаетс  импульс с выхода схемы 13, который вызывает разр д интегрирующей емкости. В случае, если длительности импульсов, поступающих на входы интегратора 14, одинаковы и если выполн етс  равенство посто нных цепей зар да и разр да Тзар Тразр напр жение на выходе интегратора 14 равно нулю. Это состо ние соответствует выполнению равества ф2 фз-ф1 или ф1 фз-Ф2, т. е. состо нию квазиравновеси  данной мостовой схемы по реактивной составл ющей измер емого комплексного сопротивлени .FZ-F2B at the same time, a pulse from the output of the element OR OR is fed to the first input of the integrator 14 and controls the charge of the integrating capacitor. At the second input of the integrator 14, a pulse is output from the output of the circuit 13, which causes a discharge of the integrating capacitor. If the duration of the pulses arriving at the inputs of the integrator 14 is the same, and if the constant charge and discharge circuits are equal, Tzar Tcdp the voltage at the output of the integrator 14 is zero. This state corresponds to the fulfillment of the equation f2 fz-f1 or f1 fz-f2, i.e., the state of quasi-equilibrium of this bridge circuit with the reactive component of the measured complex resistance.

Работа канала уравновещивани  по активной составл ющей происходит аналогично и отличаетс  только тем, что импульс с выхода логического элемента «ИЛИ И подаетс  на первый вход фазовременного преобразовател The operation of the balancing channel in the active component occurs in a similar way and differs only in that the pulse from the output of the logical element "OR AND is fed to the first input of the phase-time converter

9, а на второй его вход поступает через фазосдвигающую цепь 10 сдвинутое на 90° напр жение Uab, в результате чего на первый вход интегратора 15 поступает импульс, длительность которого пропорциональна фазовому углу Ф2+Я/2 или ф1+ /2.9, and the second input voltage is supplied through the phase-shifting circuit 10, the voltage Uab is shifted by 90 °, as a result of which a pulse arrives at the first input of the integrator 15, the duration of which is proportional to the phase angle F2 + I / 2 or F1 + / 2.

Выполнение равенства фз-ф1 ф2+ /2 или фз-ф2 ф1+ /2 соответствует режиму квазиравновеси  мостовой схемы по активной составл ющей .The fulfillment of the equality fz-f1 f2 + / 2 or fz-f2 f1 + / 2 corresponds to the quasi-equilibrium mode of the bridge circuit along the active component.

Блокиру  независимо друг от друга все изменени  переменных параметров мостовой схемы, осуществл емые с помощью соответствующего блока уравновещивани  16, 17, привод щие к положительной (отрицательной)Blocking, independently of one another, all changes in the variable parameters of the bridge circuit, carried out with the help of the corresponding balancing block 16, 17, leading to a positive (negative)

пол рности сигналов выхода соответствующего интегратора 14, 15, и сбрасыва  все изменени  указанных параметров, привод щие к по влению отрицательной (положительной) пол рности напр жени  на выходах тех жеthe polarity of the output signals of the corresponding integrator 14, 15, and dropping all the changes of these parameters, leading to the appearance of a negative (positive) polarity of the voltage at the outputs of the same

интеграторов, добиваютс  полного равновеси  мостовой схемы.integrators achieve a complete equilibrium of the bridge circuit.

Но состо нию элементов, вход щих в уравновещивающие цепочки переменных параметров , цифровые индикаторы 18 и 19 высвечивают значение измер емых параметров.But the state of the elements included in the balancing chains of variable parameters, digital indicators 18 and 19 highlight the value of the measured parameters.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой мост переменного тока, содержащий мостовую схему, генератор синусоидального напр жени , четыре фазовременных преобразовател , два интегратора, два блока уравновешивани , два цифровых индикатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два согласующих устройства, фазосдвигающа  цепь, разностна  схема, схема сложени , элементы «И и «ИЛИ, причем входы элементов «И и «ИЛИ параллельно подключены к выходам двух фазовременных преобразователей,An AC digital bridge containing a bridge circuit, a sinusoidal voltage generator, four phase-to-phase converters, two integrators, two balance blocks, two digital indicators, characterized in that, in order to improve the accuracy, two matching devices are introduced in it, the phase-shifting circuit, the difference the circuit, the circuit, the elements "And and" OR, and the inputs of the elements "And and" OR in parallel are connected to the outputs of two phase-time converters, первые входы которых подключены через согласующие устройства к вершинам измерительной диагонали мостовой схемы и к входам разностной схемы, выход элемента «И соединен с одним из входов схемы сложени ,the first inputs of which are connected via matching devices to the vertices of the measuring diagonal of the bridge circuit and to the inputs of the difference circuit, the output of the element AND is connected to one of the inputs of the addition circuit, другим входом подключенной к одному изanother input connected to one of