Квазиуравновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников

 

Изобретение относится к элект- .роизмерительной технике. Цель изобретения - повьшение быстродействия измерения и расширение диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения. Цель достигается тем, что в квазиуравновешенньй мост для. раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников введены вольтметр 28, фазометр 26, переключатель 6, сумматор 25 напряжения и управляемые делители 18-21 напряжения. 2 ил. сс (/) СО 1C О ot ю Ф«е. 7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„È20762 А1 (51)4 G 01 R 1 /10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3953640/24-21 (22) 16. 09.85 (46) 30.06.87. Бюл . N- 24 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Е.Е.Добров и Б.Д.Мелинишин (53) 621.317.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1054794, кл. G 01 R 27/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР по заявке № 3913926/24-21, кл. G 0-1 R 17/10, (54) КВАЗИУРАВНОВЕШЕННЫИ МОСТ ДЛЯ

РАЗДЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57} Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения и расширение диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения. Цель достигается тем, что в квазиургвновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников введены вольтметр 28, фазометр 26, переключатель 6, сумматор 25 напряжения и управляемые де- с лители 18-21 напряжения. 2 ил.

1 1320762 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению пассивных параметров сложных объектов, и может быть использовано для измерения параметров коле- 5 бательных контуров и эквивалентных электрических параметров пьезоэлектрических резонаторов.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения и расширение to диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения измерений параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг ° 2— схемы исследуемых объектов. 20

Устройство содержит генераторы

1 и 2 синусоидальных сигналов, переключатели 3-6, усилитель 7, резистор

8, исследуемый двухполюсник 9, состоящий из резистора 10, индуктивности

11 и конденсаторов 12 и 13, дифференцирующие усилители 14 и 15, интегрирующий усилитель 16, инвертирующий повторитель 17 напряжения, управляемые делители 18-21 напряжения, об- ЗО ключателей 5 и 6. разцовый элемент 22 (в данном случае образцовый конденсатор), сумматоры

23-25 напряжения, фазометр 26, вольтметры 27 и 28, вычислитель 29, блоки

30 и 31 памяти, блок 32 вычитания, цифровой отсчетный блок 33 и генератор 34 тактовых импульсов.

Генераторы 1 и 2 через переключатель 3 соединены с входом инвертирующего повторителя 17 непосредственно, с первым входом сумматора 25 через управляемый делитель 21, а через исследуемый двуполюсник 9 — с выходом усилителя 7, в цепи обратной связи которого включен резистор 8. Выход инвертирующего повторителя 17 через управляемые делители 19 и 20 соединен с первыми входами сумматоров

23 и 24 соответственно, а через соединенные последовательно управляемый делитель 18 и образцовый элемент

22 — с входом усилителя 7. Выход пос. леднего соединен с вторым входом сумматора 25 непосредственно, а с вторыми входами сумматоров 23 и 24 cq" ответственно через дифференцирующий

14 и интегрирующий 16 усилители. Выход сумматора 25 соединен с входом дифференцирующего усилителя 15. Входы переключателя 5 соединены с выходами усилителя 7, дифференцирующего

14 и интегрирующего 16 усилителей, а входы переключателя 6 соединены с выходами сумматоров 23 и 24 дифференцирующего усилителя 15 и переключателя 3. Выход переключателя 5 соединен с входом вольтметра 27 и одним входом фазометра 26, другой вход пос-. леднего соединен с входом вольтметра

28 и выходом переключателя 6, при этом выходы фазометра и вольтметра соединены с входами вычислителя 29, выход последнего через переключатель

4 соединен с входами блоков 30 и 31 памяти. Выходы блоков памяти соединены с входами блока 32 вычитания, выход которого соединен с цифровым блбком 33. Управляющие входы переключателей 3 и 4 соединены с выходом генератора 34 тактовых импульсов 34..

Квазиуравновешенный мост является устройством с ручным уравновешиванием путем изменения коэффициента передачи управляемых. делителей 18-21 напряжения, Изменение режимов работы устройства также осуществляется вручную путем изменения состояния переИзмерение параметров исследуемого двухполюсника 9 осуществляется в четыре этапа путем приведения измери1тельной цепи в четыре состояния ква зиравновесия при помощи одного из управляемых делителей 18-21 на каждом этапе измерения. Состояние квазиравновесия определяется частотной независимостью вещественной составляющей комплексной функции отношения двух напряжений мостовой цепи. Положение переключателей 5 и 6 определяет выбор этих напряжений на каждом этапе измерения. Указанные напряжения и фазовый сдвиг между .ними измеряется при помощи вольтметров 27 и

28 и фазометра 26. Обработка результатов этих измерений вычислителем

29 дает значение вещественной составляющей указанной функции, а определение ее частотной независимости производится путем сравнения значений на двух частотах. Для этого при помощи переключателя 3 к измерительной цепи поочередно подключаются генерато— ры 1 и 2 сигналов различных частот, а при помощи переключателя 4 к выходу вычислителя 29 поочередно подключаются блоки 30 и 31 памяти. Срав3 13207 нение содержимого этих блоков осуществляется блоком 32 вычитания, а результат сравнения индицируется на . табло цифрового отсчетного блока 33.

Управление переключателями 3 и 4 осуществляется генератором 34 тактовых импульсов.

На первом этапе измерения переключатели 5 и 6 устанавливаются в такое положение, что с выходом переключате- fO ля 5 соединен выход усилителя 7, а с выходом переключателя 6 соединен выход переключателя 3. Выходное напряжение усилителя 7 пропорционально разности токов, протекающих через ис-f5 следуемый двухполюсник 9 и образцовый элемент 22. Изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 18 достигают равенства значений тока образцового элемента 22 и тока 20 в одноэлементной ветви исследуемого двухполюсника, что означает приведение измерительной цепи в первое состояние квазиравновесия, которое соответствует нулевому значению на табло 25 цифрового отсчетного блока 33. После этого отсчитывают значение емкости конденсатора 12 исследуемого двухполюсника 9 по состоянию регулирующего .органа делителя 18. 30

На втором этапе измерения выходы переключателей 5 и 6 соединены соответственно с выходами интегрирующего усилителя 16 и сумматора 23. Изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 19 приводят мост во второе состояние квазиравновесия, которому соответствует нулевое показание блока 33. По состоянию регулирующего органа делителя 19 от- 4р считывают значение индуктивности 11.

На третьем этапе измерения с выходами переключателей 5 и 6 соединены выходы соответственно дифференцирующего усилителя 14 и сумматора

24 напряжения. Нулевого показания блока 33 достигают изменением сос- ° тояния регулирующего органа управляемого делителя 20, по которому в момент третьего квазиравновесия отсчи- 5О тывают значение емкости конденсатора

13 исследуемого двухполюсника 9.

62 4 усилитель, вход которого соединен с выходом усилителя, второй дифференцирующий усилитель, два сумматора, выходы которых через второй переклю чатель соединены с входом первого вольтметра, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого через третий переключатель соединен с соответствующими входами

На четвертом этапе измерения с выходами переключателей 5 и 6 соединены соответственно выходы интегрирующего t6 и дифференцирующего 15 усилителей. Нулевого показания цифрового отсчетного блока 33 достигают изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 21, по которому в момент четвертого квазиравновесия отсчитывают значение сопротивления резистора 10.

Существенной особенностью работы предлагаемого квазиуравновешенного моста является то, что после прове— дения первого этапа измерения последовательность проведения остальных этапов может быть произвольной.

Если исследуемый объект представляется схемой, изображенной на фиг.

2б или фиг. 2в, то в качестве образцового элемента следует включать соответственно катушку индуктивности или резистор. При этом принцип работы устройства устройства и алгоритм работы не изменяются.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения.

Формула изобретения

Квазиуравновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников, содержащий два генератора синусоидальных сигналов, выходы которых через первый переключатель соеди нены с первой клеммой для подключения, объекта измерения с входом инвертирующего повторителя напряжения, образцовый элемент, первый вывод которого соединен с второй клеммой для подключения объекта измерения, с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а в обратную связь которогo включен резистор, первый дифференцирующий двух блоков памяти, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя соответственно, генератор тактовых импульсов, выход которого с.оединен с управляющими входами первого и третьего переключателей, интегрирующий усилитель, цифровой отсчетныйблок, отличающийс я тем, что, с целью повышения

Составитель В.Семенчук

Техред М.Ходанич Корректор В,Бутяга

Редактор Е.Копча

Заказ 2656/49 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприяти, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

5 13207 быстродействия измерения и расширения диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения измерений параметров объектов, представленных тремя схемами замещения, в него введеныпервый, второй, третий и четвертый управляемые делитяти напряжения,тре- fQ тий сумматор напряжения, четвертый переключатель, фазометр, второй вольт. метр, причем выход первого переключателя соединен с третьим входом второго переключателя и через первый 15 управляемый делитель с первым входом тоетьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя и с входом интегрирующего усилителя, выход третьего сумматора через 20 второй дифференцирующий усилитель соединен с четвертым входом второго переключателя, выход инвертирующего повторителя напряжения соединен через

62 ь второй управляемый делитель напряжения с вторым выводом образцового элемента, через третий управляемый делитель напряжения с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого дифференцирующего усилителя и с первым входом четвертого переключателя, через четвертый управляемый делитель напряжения с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя и с вторым входом четвертого переключателя, третий вход которого соединен с выходом усилителя, а выход четвертого переключателя соединен через второй вольтметр с вторым входом вычислителя и непосредственно с первым входом фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго переключателя, а выход фаэометра соединен с третьим входом вычислителя, при этом выход вычитателя соединен с цифровым отсчетным блоком.