Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

 

-Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промьшшенной электронике.,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения путем раздельного и однонаправленного уравновешивания электрического моста. При этом преду

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5D 4 0 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3829628/24-21 (22) 26.12.84 (46) 30.07.86. Вюл. № 28 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных . систем управления и радиоэлектроники (72) Г. И. Передельский (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1213421, кл. 6 01 R 17/10, 1984. Авторское свидетельство СССР

¹ 1150556, кл. G 01 R 17/IO, 1984. (54) МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

MH01 03JIENEHTHb1X rIACCHBHbIX ЦВУХПОЛИСНИКОВ (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике.,Цель изобретения — расширение функциональных возможностей— достигается за счет измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения путем раздельного и однонаправленного уравновешивания электрического моста. При этом преду1247762 сматривается, что многоэлементная схема замещения содержит конденсато. ры, резисторы и катушки индуктивности. Мостовой измеритель па- раметров содержит: генератор 1 последовательностей импульсных сигналов с изменением напряжения в импульсах по . закону степенных

4 функций K t„, где i принимает значения О, 1, 2..., п-2, а и— число измеряемых. параметров двухполюсника; коммутатор 2, резисторы 3, Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного то.ка, и .может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике для контроля и измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения, содержащей смешанное соединение конденсаторов, резисторов и катушек индуктивности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения, содержащей конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности, путем раздельного и однонаправленного уравновешивания электрического моста.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров многоэлементных пассивных двухполюсников.

Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников содержит генератор 1 последовательностей импульсных сигналов с изменением напряжения в импульсах по закону степенных функций К; ;, где i принимает значения О, 1, 2,..., и-2 а п — число измеряемых параметЭ ров двухполюсника. Выходы его через коммут ат ор 2 последов ательно подклю— чаются к диагонали питания электрического моста. Плечи отношения его образуют резисторы 3 (В ) и 4 (RÄ), В плечо сравнения включены резистор 5 (R ), параллельно которому.

4, 5 и. 7; конденсаторы 6 и 8, объект измерения со схемой замещения 13. Резисторы 14, 16, 18 и 20; конденсаторы 15 и 17, катушки индуктивности 19 и 21 — схемы замещения. Клеммы 23 и 24 для подключения объекта измерения. Элементы наращивания 25 и. 26, содержащие резисторы 9 и 11, катушки индуктивности 10 и 12. При этом число элементов наращивания равно числу измеряемых параметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. включены последовательно соединенные конденсатор 6 (С ) и резистор 7 (R,). Параллельно последнему включены последовательно соединенные кон5 денсатор 8 (С ), резистор 9 (R ) и катушка 10 индуктивности (L«). Параллельно ей включены последовательно соединенные резистор 11 (В„„) и . катушка 12 индуктивности (L ).

Объект 13 измерения имеет схему замещения, совпадающую со схемой плеча,сравнения, состоящей из резистора 14 (R„), конденсатора 15 (С ), резистора 16 (В„ ), конденсатора 17 (С„„), резистора 18 (R„), катушки 19 индуктивности (, ) резистора 20 (Р ) и катушки 21 индуктивности (,). К ,измерительной диагонали моста подключен нуль-индикатор 22. Другой его вход соединен с выходом синхронизации генератора 1. Объект измерения ,подключают к клеммам 23-и 24. Резистор 9 и катушка 10 индуктивности, резистор 11 и катушка 12 индуктивности образуют элементы наращивания соответственно 25 и 26, число которых равно числу измеряемых параметров.

Г

Генератор 1 содержит блок синхроЗО низации, импульсы синхронизации которого управляют формирователем прямоугольных импульсов i--O, форМирователем линейно изменяющихся импульсов i=1 формирователем квадратич35 ных импульсов i=2, формирователем кубичных импульсов 1=3 и т.д.. Блок синхронизации построен на основе автоколебательного мультивибратора, г

12477.формирователь прямоугольных импульсов выполнен на основе. заторможен-. ного мультивибратора, формирователь линейно изменяющихся импульсов — на основе генератора линейно изменяюще5 гося напряжения. Формирователь квадратичных импульсов выполнен на основе последовательно соединенных генераторов линейно изменяющегося напря- жения и интегратора, формирователь 10 кубичных импульсов — на основе последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения и двух интеграторов и т.д. Выходы формирователей образуют выходы генера-тора 1. В качестве коммутатора 2

-служит переключатель типа ПР21ОП1НВР(К), в качестве нуль-индикатора 22 — осциллограф.

Устройство работает следующим..об- 20

; разом.

В исходном состоянии напряжения на входе и выходе моста равны нулю. Вначале коммутатором 2 подклю.чают к мосту формирователь прямоугольных импульсов. При воздействии очередного прямоугольного импульса в установившемся режиме в ветвях устанавливаются неизменяющиеся токи и напряжения. Напряжение неравновесия зависит только от значений сопротивлений резисторов 3, 4, 5 и 14.

Однократной регулировкой значения сопротивления уравновешивающего резистора 5 приводят плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и тем самым выполняют первое условие равновесия

R В -R„R — О () (здесь и далее равновесие отмечают 40 по нуль-индикатору 22). Осуществляют переключение коммутатором 2 так,чтобы на мост поступали сигналы с формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения, При воздейст- 45 вйи очередного импульса в измерительйой диагонали моста после окончания переходных процессов устанавливается импульсный сигнал с плоской вершиной, которая зависит с учетом выполнения первого условия равновесия (1) только от значений одного элемента из всех имеющихся уравновешивающих элементов. Однократной регулировкой значения емкости кон- Ы денсатора б приводят плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и выполняют второе условие равновесия

62 4

R,C,-„ф=О. (2)

Далее подключают к мосту коммутато-, ром 2 формирователи квадратичных, кубичных и т.д. импульсов. Каждый раз после окончания переходного процесса импульсный. сигнал неравновесия имеет плоскую вершину. Приводя ее к нулю однократной регулировкой соответствующего уравновешивающего параметра, выполняют очередное условие равновесия

При уравновешиваниях регулируемые параметры используются в следующей последовательности: R, Сз, R„ L„. ,R,„ и Ь„ . При последнем уравновешивании приводятся к нулю экспонен.циальные выбросы в измерительной диагонали моста и используются импульсы с формирователя, который питает мост при предпоследнем уравнове.шивании. Отчет искомых значений величин берется .из условий равновесия (1), (2), (3).

Таким образом, данный мостовой измеритель позволяет измерять и-параметров двухполюсников, содержащих в первой части конденсаторы и резисто. I ры и во втброй части — резисторы и катушки Индуктивности, что является очередным шагом в решении проблемы измерения параметров многоэлементных двухполюсников. Уравновешивание моста раздельное, что перспективно для автоматических измерений, Схема объекта измерения может быть и дру- . гой. Рассмотренный путь измерения параметров многоэлементных двухполюсни-, ков является перспективным, так как не требует сложной обработки сигналов неравновесия с мостовой цепи. Полярность, выходного сигнала моста однозначно определяет направление уравновешивания по каждому из параметров.

Формула из обретения

1. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников, содержащий генератор последовательностей импульсных сигналов, I соединенный через коммутатор с диагональю пй1ания четырехплечего электрического моста, первое плечо которого состоит из первого резистора, 12477б2

Составитель В. Семенчук

Редактор Н. Швьщкая Техред Н.Бонкало . Корректор Л. Патай

Заказ 4118/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 параллельно которому подключена цепочка из последовательно соединенных первого конденсатора и второго резистора и элементов наращивания с тремя выводами, по числу измеряемых параметров, первые выводы каждого из них соединены с выводом первого резистора, соединенного с вершиной измерительной диагонали четырехплечего электрического моста, а второй вывод каждого предыдущего элемента наращиванйя соединен с третьим выводом последующего, второе плечо — из клемм для подключения объекта измерения, третье плечо — из третьего резистора, четвертое плечо — из четвертого резистора, нуль-индикатор, двумя выводами подключенный к измерительнбй диагонали четырехплечего электрического моста, а третьим — к выходу синхронизации генератора последовательностей импульсных сигналов, о т— л и ч а ю шийся тем, что,.с целью расширения функциональных возФ можностей измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения за счет измерения параметров объектов, многоэлементная схема замещения которых содержит конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности, в первое плечо введен второй конденсатор, первый вывод которого сое10 динен с третьим выводом первого элемента наращивания, а второй вывод— с общими выводами первого конденсатора и второго резистора.

2 ° Измеритель по п. 1, о т л и—

15 ч а ю шийся тем, что элемент на-. ращивания выполнен в виде последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, первый вывод которой соединен с первым выводом

20 элемента Наращивания, первый вывод, резистора и второй вывод катушки индуктивности соединены с вторым выводом элемента наращивания, второй вывод резистора соединен с третьим выводом элемента наращивания.