Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что по предложенному способу уравновещива5 ни моста переменного тока по амплитудно-фазовым соотнощени м, основанном на сравнении взаимного расположени дополнительных сигналов, пропорциональных временным интервалам, причем уровень первого дополнительного сигнала сформирован пропорциональным амплитудному значению напр жени небаланса, второй дополнительный сигнал синусоидальной формы, частота которого совпадает с частотой напр жени питани , сформировав равным удвоенному амплитудному значению основного сигнала, пропорционального ы пр жению вершины дополнительной ветви (центра окружности урав новешивани ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени ) относительно вершины ветви моста, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , и совпадающим по фазе с основным сигналом, третий дополнительный сигнал сформи(эован с длительность), пропорционал .ьной временному интервалу экстремального значени напр жени небаланса относительно начала отсчета, в качестве которого выбрана точка перехода через нуль с минуса на плюс (с плюса на минус) основного сигнала или второго дополнительного сигнала, формируют четвертый дополнительный сигнал, пропорциональный временному ,вТ6ШТЗШШ о7 начала отсчета до второго момента времени, соответствуютцего равенству мгновенного значени второ гО догголнительного сигнала с первым дополнительным сигналом, формируют п тый дополнительный сигнал, пропорциональный разности третьего и четвертого дополнительных сигналов, а инфб|)ма1 ;йю о нТгГр а;в;йении изменени регулирующего элемента формируют по знаку п того дополнительного сиг кала . Данный способ обладает высокой точностью за счет исключени погрещности от щунтировани плеч моста путем использовани в качестве второго дополнительного сигнала напр жени питани мостовой измерительной цепи.; Кроме того, формирование четвертого до полййтельного сигнала, пропорционального Времр ному интервалу, отсчитанному от начала отсчета, до второго момента времени, соответствующего равенству мгновенного значенй второго дополнительного, сигнала с первым дополнительным сигналом, обуславливает высокую чувствительность предлагаемого способа. Нафиг. 1 представлено устройство, реализующее предложенный способ; на фиг. 2 - топографическа диаграмма процесса уравновешивани мостовой измерительной цепи дл измерени реактивной составл ющей комплексного сопротивлени , где обозначе;ны . ; аЬ - напр жение питани мостовой измерительной цепи; cd - напр жение небаланса; Ф - фазовый угол, образованный векторами напр жений cd и 2od; с, /3 - окружности уравновешивани в обобщенных обозначени х; ---- - - i : центр окружности уравновешивани /6; Со - начальное положение потенциальной точки с мостовой , ,, На фиг. 3 показанасхема измерительного моста. Момент квазиравновеси мостовой измерительной цепи по реактивной составл юшей измер емого комплексного сопротивлени фиксируетс при выполнении следующего равенства ..|, W фазовый угол, получаегде arc cos мый из сортноцГени амплитуд двух напр жений , причем предполагают, что одно из них (dc) вл етс хордой, а другое (2od) - диаметром окружности Д. Тогда величина реактивной составл ю щей комплексного сопротивлени равна Г - . г Яг В случае недоуравновещивани мостовой цепи равенство (1) нарущаетс в ту или иную, сторону.. Блокиру , например, все изменени параметра , уравновещивающего мостовую схему по преобладающей составл ющей комплексного сопротивлени , привод щие к такому соотнощенйю сравниваемых напр жений, что момент достижени экстремума напр ЖШйеМв изТйерительной диагонали опережает момент пересечени синусоиды удвоенного напр жени верщины ветви моста, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , с пороговым уровнем, равным амплитудному значению напр жени в измерительной диагонали, сбрасывают все изменени параметра, привод щие к отставанию момейта достижени экстремума от момента пересечени удвоенного напр жени с пороговым уровнем, равным амплитудному значению напр жени Uj. При этом мостова схема приводитс к состо нию квазиравновеси по преобладающей составл ющей измер емого комплексного сопротивлени . При выполнении следующих условий: aijR J уравнение (1) имеет вид f ittTcco, 7ГГ что позвол ет исключить погрешность от щунтировани плеч моста и упростить реа/гизацию данного способа. Устройство, реализующее данный способ содержит согласующее устройство 1, выпр митель 2, фазосдвигак)щую цепь 3, пороговую схему 4, формирователь импульсов 5 и схему сравнени 6. Устройство работает следующим образом . Напр жение поступает через согласующее устройство 1 на; вход выпр мител 2. Сигнал с выхода выпр мител 2, равный по амплитуде максимальному значению напр жени в измерительной диагонали, подаетс на один из входов пороговой схемы 4, на второй вход которой подаетс напр жение 2UooL. С выхода пороговой схемы 4 сигнал подаетс на один из входов схемы сравнени 6, на второй вход которой подаетс сигнйл с выхода формировател импульсов 5, который формирует узкий импульс в момент перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) напр жени Udc, сдвинутого по фазе фазосдвигающей цепью 3 на угол +90°(-90°), что соответствует выделению моментов экстремумов напр жени Ujg. Использование предлагаемого способа уравновешивани мостовой измерительной схемы обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение чувствительности и точности измерени составл ющих комплексного сопротивлени , что особенно важно при создании новых перспективных измерительных приборов, примен емых в системах АСУТП. Формула изобретени Способ уравновешивани моста переменного тока, основанный на сравнении взаимного расположени дополнительных сигналов , пропорциональных временным интервалам , причем уровень первого дополнительного сигнала сформирован пропорциональным амплитудному значению напр жени небаланса , второй дополнительный сигнал синусоидальной формы, частота которого совпадает с частотой напр жени -питани , сформирован равным удвоенному амплитудному значению основного сигнала, пропорционального напр жению вершины дополнительной ветви (центра окружности уравновешивани ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени ) относительно вершины ветви моста, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , и совпадающим по фазе с основным сигналом, третий дополнительный сигнал сформирован с длительностью, пропорциональной временному интервалу экстрема1льного значени напр жени небаланса .относительно начала отсчета, в качестве которого выбрана точка перехода через нуль с минуса на плюс (с пл19са на минус) вышеуказанного сигнала или второго дополнительного сигнала, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности, формируют четвертый дополнительный сигнал, пропорциональный временному интервалу, отсчитанному от начала отсчета до второго момента времени, соответствующего равенству мгновенного значени второго дополнительного сигнала с первым дополнительным сигналом, формируют п тый дополнительный сигнал, пропорциональный разности третьего и четвертого дополнительных сигналов, а информацию о направлении изменени регулирующего элемента формируют по знаку п того дополнительного сигнала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Карандеев К. Б., Штамбергер Г. А. Обобщенна теори мостовых цепей переменного тока. Изд. СО АН СССР, Новосибирск, 1961, с. 129. The goal is achieved by the fact that according to the proposed method of balancing 5 the ac bridge by amplitude-phase ratio based on comparing the relative position of additional signals proportional to time intervals, the level of the first additional signal is proportional to the amplitude of the unbalance voltage, the second additional signal is sinusoidal forms whose frequency coincides with the frequency of the supply voltage, forming equal to twice the amplitude value The main signal proportional to the cusp of the vertex of the additional branch (the center of the circle balancing the branch not containing the measured impedance) relative to the vertex of the bridge branch not containing the measured impedance and coinciding in phase with the main signal, the third additional signal form ( eovan with duration), is proportional to the time interval of the extreme value of the unbalance voltage relative to the origin, which is the point of transition through Ul from minus to plus (from plus to minus) of the main signal or the second additional signal, form the fourth additional signal proportional to the time signal at the beginning of the second signal up to the second moment of time, which correspond to the equality of the instantaneous second value of the additional signal with the first additional signal the additional signal is proportional to the difference between the third and fourth additional signals, and infb | 1 ma1; y o ntGy a; v; yeni change the regulating element is formed by the sign nth additional sig cal. This method is highly accurate due to the exclusion of error from bypassing the shoulders of the bridge by using the bridge measuring circuit as the second additional voltage signal; In addition, the formation of a fourth signal to the field, proportional to the Time interval, counted from the reference point to the second point in time, corresponding to the instantaneous value of the second additional signal with the first additional signal, causes a high sensitivity of the proposed method. Nafig 1 shows a device that implements the proposed method; in fig. 2 is a topographical diagram of the equilibration process of a bridge measuring circuit for measuring the reactive component of the impedance, where denoted. ; ab is the supply voltage of the bridge measuring circuit; cd is the unbalance voltage; Ф is the phase angle formed by the stress vectors cd and 2od; c, 3 is the equilibration circle in generalized notation; ---- - - i: center balance circle / 6; Co is the initial position of the potential point from the pavement, ,, In FIG. 3 shows a diagram of the measuring bridge. The moment of quasi-equilibrium of the bridge measuring circuit by the reactive component of the measured impedance is fixed when the following equality is fulfilled .. |, W phase angle, obtained from the variety of amplitudes of the two voltages, and assume that one of them (dc) is a chord , and the other (2od) is the diameter of circle D. Then the value of the reactive component of the complex resistance is equal to Г -. In the case of a mismatch in the bridge circuit, equality (1) is violated in one direction or another. Blocking, for example, all changes in the parameter balancing the bridge circuit with the prevailing component of the impedance, leading to such a ratio of the compared stresses, extremum, for example, from the Triterion diagonal, is ahead of the moment of intersection of the sinusoid twice the voltage of the vertex of the branch of the bridge that does not contain the measured impedance, with a threshold level equal to the amplitude -stand voltage value in the measuring diagonals, reset all the parameter variations which lead to delays momeyta achieve the extremum points of intersection of the doubled voltage to a threshold level equal to the peak value of the voltage Uj. In this case, the bridge circuit is brought to a quasi-equilibrium state with respect to the predominant component of the measured impedance. When the following conditions are met: aijR J, equation (1) has the form f ittTcco, 7ГГ, which eliminates the error from bypassing the shoulders of the bridge and simplifies recovery of this method. A device implementing this method comprises a matching device 1, a rectifier 2, a phase shifter 3, a threshold circuit 4, a pulse shaper 5 and a comparison circuit 6. The device operates as follows. The voltage enters through matching device 1 on; rectifier input 2. A signal from the output of rectifier 2, equal in amplitude to the maximum voltage value in the measuring diagonal, is fed to one of the inputs of the threshold circuit 4, to the second input of which voltage is applied 2UooL. From the output of the threshold circuit 4, the signal is fed to one of the inputs of the comparison circuit 6, to the second input of which a signal is fed from the output of the pulse former 5, which forms a narrow pulse at the moment of transition through the zero level from minus to plus (from plus to minus) of the voltage Udc phase-shifted by the phase-shifting circuit 3 through an angle of + 90 ° (-90 °), which corresponds to the selection of the moments of the extremes of the voltage Ujg. The use of the proposed method of balancing a bridge measuring circuit provides, in comparison with existing methods, an increase in the sensitivity and accuracy of measurement of the components of the impedance, which is especially important when creating new promising measuring instruments used in process control systems. Claim method of balancing an alternating current bridge based on comparing the relative positions of additional signals proportional to time intervals, the level of the first additional signal being proportional to the amplitude value of the unbalance voltage, the second additional signal of sinusoidal form, the frequency of which coincides with the frequency of the supply voltage, is formed equal to twice the amplitude value of the main signal proportional to the peak voltage will complement the main branch (the center of the circle balancing the branch that does not contain the measured impedance) relative to the top of the branch of the bridge that does not contain the measured impedance, and coincides in phase with the main signal, the third additional signal is formed with a duration proportional to the time interval of the extremal unbalance voltage . with respect to the origin of the reference, which is selected as the zero point from minus to plus (from pl19sa to minus) of the above signal or second This additional signal, characterized in that, in order to increase the sensitivity, a fourth additional signal is generated, which is proportional to the time interval counted from the reference point to the second time point, corresponding to the equality of the instantaneous value of the second additional signal with the first additional signal, proportional to the difference of the third and fourth additional signals, and information on the direction of change of the regulating element is formed by an additional additional signal. Sources of information taken into account in the examination 1.Karandiev K. B., Shamberger G. А. The generalized theory of AC bridge circuits. Ed. Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, Novosibirsk, 1961, p. 129.
2.Авторское свидетельство СССР № 447618, МКИ G 01 R 27/10, 10.07.72.2. USSR Author's Certificate No. 447618, MKI G 01 R 27/10, 07/10/72.
UdcUdc
VoSVoS
/f,/ f,
CjCj
R.R.