Естественные и технические науки, № 9, 2015
Зинин М.М., кандидат технических наук, доцент Уфимского института путей сообщения - филиал Самарского государственного университета путей сообщения
К СИНТЕЗУ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МОСТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛОВ
Рассмотрены элементы синтеза электроизмерительных мостов, содержащих преобразователи с цифровой обработкой сигналов. Показана возможность получения раздельного уравновешивания в мостах с многоэлементными двухполюсниками, с цифровой обработкой сигналов, за счет использования аналогии между аналоговыми мостами и мостами с цифровой обработкой сигналов.
Ключевые слова: электроизмерительные мосты, цифровая обработка сигналов, раздельное уравновешивание.
TO THE SYNTHESIS OF ELECTRICAL BRIDGES, CONTAINING TRANSDUCERS WITH DIGITAL SIGNAL PROCESSING
There are elements of the synthesis electrical bridges with convertors of digital treatment of the signals.
It is proposed to use division equilibrium of this bridges.
Keywords: electrical bridges, digital treatment of the signals, division equilibrium.
Мосты с цифровой обработкой сигнала описаны в [1]. Здесь рассмотрен мост с поочередным уравновешиванием, являющийся аналогом моста с непрерывным уравновешиванием.
Для этой цели, в данной статье, предлагается использовать аналогию между мостами с цифровой обработкой сигналов и аналоговыми мостами, сформулированную в [2].
Рассмотрим, в качестве примера, получение раздельного уравновешивания моста, с цифровой обработкой сигнала, являющегося прототипом аналогового моста с умножителями [3]. В схеме аналогового мостового устройства (рис.1) имеются следующие обозначения: 1- генератор прямоугольных импульсов; 2,3,4,5, ...,6,7 - измеряемые параметры объекта измерения; 9,16,17,..., 18 - операционные усилители; 10, 11, ..., 12 - блоки выделения экспоненциальных составляющих; 13, 14, .,15 - регулируемые резисторы; 21, 24, ..., 27 - образцовые конденсаторы.
Устройство работает следующим образом.
При подаче прямоугольных импульсов , на выходе операционного усилителя 9 появляется напряжение, являющееся суммой экспоненциальных составляющих. Тогда, на выходах блоков выделения экспоненциальных составляющих 10,11, ..., 12 появляются экспоненты, которые компенсируются экспонентами, имеющимися на выходах операционных усилителей 16, 17, ..., 18. Детекторы 13,14,...,15 реагируют на значения сигналов в нулевой и заранее заданный моменты времени. Очевидно, имеется разделенное уравновешивание.
Недостатком данного устройства является низкая точность, вызванная применением умножителей (делителей) в составе блоков выделения экспоненциальных составляющих.
Естественные и технические науки, № 9, 2015
Рис. 1. Аналоговое мостовое устройство
Для повышения точности измерения, при сохранении наличия раздельного уравновешивания, логично использовать цифровую обработку сигналов. Для перехода от аналогового моста к мосту с цифровой обработкой сигнала, в данном случае, можно заменить блоки обработки сигналов 10,11, ..., 12 и детекторы 13, 14, ..., 15 цифровыми эквивалентами. Также существует и другая возможность: заменить цифровым эквивалентом всю схему [1], кроме генератора прямоугольных импульсов 1; объекта измерения 2,3,4,5, ..., 6,7; операционного усилителя 9 и резистора 8.
Очевидно, все варианты наличия раздельного уравновешивания, при использовании цифровой обработки сигналов, рассмотренным примером не исчерпываются. Возможно применение перехода от всех разновидностей раздельного уравновешивания, в многоэлементном аналоговом случае, к схемам, описываемыми разностными уравнениями [4].
Таким образом, представляется перспективным, использование цифровой обработки сигналов для достаточно точного и быстрого измерения параметров многоэлементных двухполюсников.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зинин М.М. К вопросу синтеза мостовых цепей с цифровой обработкой сигна-лов/Приборы.-2007.-№5.-с.29.
2. Зинин М.М. Аналогия между аналоговыми и компьютерными мостами/Транспортное образование и наука: проблемы и перспективы: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции (г.г. Уфа-Самара, 28 ноября 2013г.).-Уфа-Самара, 2013.-с.176-178.
3. А.С. 1748087 СССР. МПК001Я27/00. Преобразователь параметров многоэлементных двухполюсников/М.М. Зинин; опубл. 15.07.1992. Бюл. №26.
4. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы. Т.1.-М.: Мир, 1988.-336с.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.