Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Авторы патента:

G01R27/02 - для измерения активного, реактивного и полного сопротивления или других производных от них характеристик, двухполюсника, например постоянной времени (для измерения только фазового угла G01R 25/00)

Владельцы патента RU 2569043:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. В мостовой измеритель параметров двухполюсников дополнительно введены три резистора, катушка индуктивности, а также две клеммы для подключения объекта измерения перенесены из первой ветви во вторую ветвь моста. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника. 1 ил.

Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [авт. св. СССР №1157467, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников/Г.И. Передельский. - Опубл. в бюл., 1985, №19], содержащий последовательно соединенные питающий генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостатком его является отсутствие возможности заземлять оба имеющихся многоэлементных двухполюсника. При прочих равных условиях на практике отдается предпочтение мостовым цепям, где заземлены все имеющиеся многоэлементные двухполюсники. Незаземленный многоэлементный двухполюсник образует паразитную емкость относительно «земли», которая вызывает соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, обусловленную этой паразитной емкостью. Кроме того, эта паразитная емкость не стабильна и, как известно, существенно изменяется с течением времени и особенно с изменением температуры. В частном случае при незаземленном двухполюснике с регулируемыми уравновешивающими элементами и использовании в качестве них матрицы однотипных элементов, управляемых ключей и схемы управления необходимо использовать дополнительные развязывающие элементы - трансформаторы или оптронные пары. Изменение значения уравновешивающего параметра осуществляется здесь замыканием и размыканием ключей под действием сигналов с заземленной электронной схемы управления. Если же уравновешивающий элемент заземлен, то не требуется использовать дополнительные развязывающие элементы. Также в частном случае при незаземленном двухполюснике объекта измерения и использовании датчика с линией связи на последней наводятся сигналы помех и вызывают соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, так как здесь линия связи тоже незаземлена. Датчик или датчик совместно с линией связи представляют собой многоэлементную схему замещения. Если же объект измерения заземлен, то сигналы помех и соответствующая составляющая погрешности измерения существенно меньше, так как линия связи заземлена. Незаземленная линия связи также имеет паразитную емкость относительно «земли». Можно обратить внимание, что заземлить оба многоэлементных двухполюсника в принципе невозможно в мостах Максвелла [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966, - 88 с., стр.40, рис.15], Хея [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966, - 88 с., стр.40, рис.16], Андерсона [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966, - 88 с, стр.42, рис.18].

Известен электрический мост [авт. св. СССР №920532, G01R 17/10. Электрический мост /Г.И. Передельский. - Опубл. в бюл., 1982, №14.], содержащий последовательно соединенные питающий генератор трапецеидальных импульсов, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостатком его является отсутствие возможности заземлять оба имеющихся многоэлементных двухполюсника.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников [авт. св. СССР №918862, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников/Г.И. Передельский. - Опубл. в бюл, 1982, №13], содержащий последовательно соединенные питающий генератор трапецеидальных импульсов, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостатком его является отсутствие возможности заземлить оба имеющихся многоэлементных двухполюсника.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости, за счет использования только заземленных многоэлементных двухполюсников.

Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, состоящий из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K₁t, K₂t², K₃t³, K₄t⁴, K₅t⁵, где К₁, К₂, К₃, К₄, К₅ - постоянные коэффициенты и t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и каскада синхронизации, выход каскада синхронизации соединен с каждым входом имеющихся пяти формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности образует первый выход генератора питающих импульсов относительно «земли», второй выход генератора питающих импульсов - выход синхронизации, образует выход каскада синхронизации, общая шина генератора питающих импульсов заземлена; первый выход генератора питающих импульсов подключен ко входу четырехплечей мостовой цепи (моста), которая образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей четырехплечей мостовой цепи, первая из этих двух ветвей состоит из двух последовательно соединенных резисторов, свободный вывод первого из них соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод этих двух резисторов образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод второго резистора заземлен, вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов и катушки индуктивности, также здесь имеются последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, свободный вывод конденсатора соединен с общим выводом второго резистора и катушки индуктивности, свободный вывод первого резистора второй ветви моста соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод первого и второго резисторов второй ветви моста образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод катушки индуктивности заземлен, также четырехплечая мостовая цепь включает в себя объект измерения, который, в частности, состоит из последовательно включенных первого конденсатора, первого резистора и катушки индуктивности, параллельно с последней соединены и второй резистор, и второй конденсатор; нуль-индикатор, два вывода дифференциального (первого) входа которого соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи, второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена; введены три дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности, а также две клеммы для подключения объекта измерения перенесены из первой ветви во вторую ветвь моста, первый дополнительный резистор включен параллельно имеющейся катушке индуктивности второй ветви четырехплечей мостовой цепи, дополнительная катушка индуктивности включена между свободным выводом имеющегося третьего резистора во второй ветви и «землей», параллельно имеющемуся второму резистору во второй ветви четырехплечей мостовой ветви включены последовательно соединенные второй и третий дополнительные резисторы, к общему выводу последних подключена первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения, вторая клемма заземлена, свободный вывод первого конденсатора объекта измерения соединен с первой клеммой, а общий вывод катушки индуктивности, второго резистора и второго конденсатора объекта измерения соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 питающих импульсов, состоящий из формирователя 2 линейно изменяющихся импульсов (K₁t¹), формирователя 3 квадратичных импульсов (K₂t²), формирователя 4 кубичных импульсов (K₃t³), формирователя 5 импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени (K₄t⁴), формирователя 6 импульсов, напряжение которых изменяется по закону пятой степени (K₅t⁵), где К₁, К₂, К₃, К₄, К₅- постоянные коэффициенты, t - текущее время, усилителя 7 мощности, коммутатора 8 и каскада 9 синхронизации. Выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора 8, выход которого подключен ко входу усилителя 7 мощности, выход которого образует первый (сигнальный) выход относительно «земли» генератора 1 питающих импульсов. Выход каскада 9 синхронизации соединен со входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов. Также выход каскада 9 синхронизации образует второй выход (выход синхронизации) относительно «земли» генератора 1 питающих импульсов. Общая шина генератора 1 питающих импульсов заземлена.

Первый выход генератора 1 питающих импульсов подключен ко входу (к первой вершине генераторной диагонали) четырехплечей мостовой цепи (моста), образованной двумя параллельно включенными ветвями. Первая из этих ветвей состоит из двух последовательно соединенных резисторов 10 (R10) и 11 (R11), образующих соответственно первое и второе плечи четырехплечей мостовой цепи. Свободный вывод первого резистора R10 подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов. Свободный вывод второго резистора R11 заземлен. Общий вывод резисторов R10 и R11 образует первый вывод выхода (первую вершину измерительной диагонали) четырехплечей мостовой цепи.

Вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных первого резистора 12 (R12), второго резистора 13 (R13) и катушки индуктивности 14 (L14). Первый резистор R12 образует третье плечо моста. Своим свободным выводом этот резистор подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов. Общий вывод резисторов R12 и R13 образует второй вывод выхода (вторую вершину измерительной диагонали) моста. Второй резистор R13 и катушка индуктивности L14 являются частью многоэлементного двухполюсника, образующего четвертое плечо четырехплечей мостовой цепи. В этом двухполюснике параллельно катушке индуктивности L14 включены первый дополнительный резистор 15 (R15) и соединенные последовательно конденсатор 16 (С16), третий резистор 17 (R17) и дополнительная катушка индуктивности 18 (L18). Также в этом двухполюснике параллельно резистору R13 включены соединенные последовательно второй дополнительный резистор 19 (R19) и третий дополнительный резистор 20 (R20), к общему выводу которых присоединена первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения. Свободный вывод резистора R19 присоединен к общему выводу резистора R13 и катушки индуктивности L14. Свободный вывод резистора R20 подключен к общему выводу резисторов R12 и R13 и ко второй вершине измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи. Вторая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения заземлена.

Двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно включенных первого конденсатора 21 (С21), первого резистора 22 (R22) и катушки индуктивности 23 (L23), параллельно с которой соединены второй резистор 24 (R24) и второй конденсатор 25 (С25). Свободный вывод первого конденсатора С21 соединен с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения. Общий вывод катушки индуктивности L23, второго резистора R24 и второго конденсатора С25 соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения.

Два вывода дифференциального первого входа нуль-индикатора 26 соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи. Второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора 26 соединен со вторым выходом генератора 1 питающих импульсов. Общая шина нуль-индикатора 26 соединена с заземленной общей шиной генератора 1 питающих импульсов и со второй вершиной генераторной диагонали моста, образованной общим выводом резисторов R11 и R15, катушек индуктивности L14 и L18 и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения.

В мостовом измерителе параметров двухполюсников значения сопротивлений резисторов R10 и R12, R13 и R20 постоянные, известные и равные (R10=R12, R13=R20). Также известно постоянное значение сопротивления резистора R19. Значение сопротивления резистора R11 определяется из предварительно выполненного начального условия

$R_{_{_{11}}} = \frac{R_{_{13}} (R_{_{13}} + R_{_{19}})}{2 R_{_{13}} + R_{_{19}}} .$ (1)

Регулируемыми переменными являются известные параметры уравновешивающих элементов - катушек индуктивности L14 и L18 и резисторов R15 и R17 и конденсатора С16. Искомыми являются параметры элементов двухполюсника объекта измерения - конденсаторов С21 и С25, резисторов R22 и R24 и катушки индуктивности L23.

Работа мостового измерителя параметров двухполюсников состоит в следующем. В начальный момент времени при отсутствии импульсов с генератора 1 питающих импульсов напряжения на генераторной и измерительной диагоналях четырехплечей мостовой цепи равны нулю. В генераторе 1 питающих импульсов формирователь 2 линейно изменяющихся импульсов, формирователь 3 квадратичных импульсов, формирователь 4 кубичных импульсов, формирователь 5 импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени, формирователь 6 импульсов, напряжение которых изменяется по закону пятой степени, формируют последовательности импульсных сигналов соответствующих форм. Через коммутатор 8 и усилитель 7 мощности эти сигналы поочередно поступают на выход генератора 1 питающих импульсов и воздействуют на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи.

В первую очередь на вход четырехплечей мостовой цепи подается последовательность линейно изменяющихся импульсных сигналов. При воздействии очередного такого импульса в измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса устанавливается неизменяющееся в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса напряжение неравновесия. Плоская вершина этого напряжения приводится к нулю однократной регулировкой переменной индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L14. При этом выполняется первое условие равновесия четырехплечей мостовой цепи

А₁=(2R₁₃+R₁₉)²L₁₄- R² ₁₃R² ₁₉C₂₁=0. (2)

Во вторую очередь на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи поступает последовательность импульсов квадратичной формы. При воздействии очередного импульса квадратичной формы на выходе четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса образуется импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Эта вершина с учетом выполненного первого (2) условия равновесия приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего элемента - резистора R15. Второе условие равновесия четырехплечей мостовой цепи запишется в виде

А₃=(2R₁₃+R₁₉)²R₁₅R₂₂- R² ₁₃R² ₁₉=0. (3)

Выполнение первого условия равновесия (2) в этом случае сохраняется, поскольку в нем нет переменного сопротивления уравновешивающего резистора R15.

Затем на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи поступает последовательность импульсов кубичной формы. При воздействии очередного импульса кубичной формы на выходе четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Эта вершина с учетом выполненного первого (2) и второго (3) условий равновесия приводится к нулю однократной регулировкой переменной емкости уравновешивающего конденсатора С16. Третье условие равновесия четырехплечей мостовой цепи запишется в виде

А₃=(2R₁₃+R₁₉)²L₂₃- R² ₁₃R² ₁₉ C₁₆=0. (4)

Выполнение первого (2) и второго (3) условий равновесия в этом случае сохраняется, так как они не содержат переменной емкости уравновешивающего конденсатора С16.

Далее на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи воздействуют импульсы, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени. В измерительной диагонали моста при поступлении очередного такого импульса появляется сигнал неравновесия. Этот импульсный сигнал после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса содержит плоскую вершину, которая при выполненных условиях (2) - (4) приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R17. Четвертое условие равновесия четырехплечей мостовой цепи определяется выражением

А₄=(2R₁₃+R₁₉)²R₁₇R₂₄- R² ₁₃R² ₁₉=0. (5)

Предыдущие условия равновесия (2) - (4) сохраняются, поскольку в этих условиях отсутствует переменное сопротивление уравновешивающего резистора R17.

В последнюю очередь на вход моста подается последовательность импульсов, напряжение которых изменяется по закону пятой степени. Воздействие на мостовую цепь очередного импульса такой формы вызывает появление в измерительной диагонали моста импульсного сигнала неравновесия, имеющего после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса плоскую вершину. Эта вершина приводится к нулю при выполнении условий (2) - (5) однократной регулировкой переменной индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L18. В результате выполняется пятое и последнее условие равновесия четырехплечей мостовой цепи, имеющее вид

А₅=(2R₁₃+R₁₉)²L₁₈- R² ₁₃R² ₁₉ C₂₅=0. (6)

При этом условия равновесия (2) - (5) не нарушаются, поскольку в них не имеется переменной индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L18.

Искомые значения параметров пяти элементов двухполюсника объекта измерения C21, R22,L23, R24 и C25 определяются из пяти условий равновесия четырехплечей мостовой цепи (2) - (6). По сути из решения пяти уравнений определяются пять неизвестных параметров.

Таким образом, предлагаемый мостовой измеритель параметров двухполюсников позволяет уменьшить погрешность измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости, за счет использования только заземленных многоэлементных двухполюсников. Кроме того, в предлагаемом мостовом измерителе параметров двухполюсников реализуется такое важное свойство мостовых цепей, как зависимое раздельное уравновешивание.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, состоящий из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K₁t, K₂t², K₃t³, K₄t⁴, K₅t⁵, где К₁, К₂, К₃, К₄, К₅ - постоянные коэффициенты и t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и каскада синхронизации, выход каскада синхронизации соединен с каждым входом имеющихся пяти формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности образует первый выход генератора питающих импульсов относительно «земли», второй выход генератора питающих импульсов - выход синхронизации, образует выход каскада синхронизации, общая шина генератора питающих импульсов заземлена; первый выход генератора питающих импульсов подключен ко входу четырехплечей мостовой цепи (моста), который образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей четырехплечей мостовой цепи, первая из этих двух ветвей состоит из двух последовательно соединенных резисторов, свободный вывод первого из них соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод этих двух резисторов образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод второго резистора заземлен, вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов и катушки индуктивности, также здесь имеются последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, свободный вывод конденсатора соединен с общим выводом второго резистора и катушки индуктивности, свободный вывод первого резистора второй ветви моста соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод первого и второго резисторов второй ветви моста образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод катушки индуктивности заземлен, также четырехплечая мостовая цепь включает в себя объект измерения, который, в частности, состоит из последовательно включенных первого конденсатора, первого резистора и катушки индуктивности, параллельно с последней соединены и второй резистор, и второй конденсатор; нуль-индикатор, два вывода дифференциального (первого) входа которого соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи, второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена; отличающийся тем, что в него введены три дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности, а также две клеммы для подключения объекта измерения перенесены из первой ветви во вторую ветвь моста, первый дополнительный резистор включен параллельно имеющейся катушке индуктивности второй ветви четырехплечей мостовой цепи, дополнительная катушка индуктивности включена между свободным выводом имеющегося третьего резистора во второй ветви и «землей», параллельно имеющемуся второму резистору во второй ветви четырехплечей мостовой ветви включены последовательно соединенные второй и третий дополнительные резисторы, к общему выводу последних подключена первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения, вторая клемма заземлена, свободный вывод первого конденсатора объекта измерения соединен с первой клеммой, а общий вывод катушки индуктивности, второго резистора и второго конденсатора объекта измерения соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками.

Кондуктометр // 2549246

Изобретение относится к технике измерений относительной электрической проводимости и солености жидкостей (например, морской воды) и может быть использовано в метрологии в качестве образцовых средств, а также для измерения активных проводимостей и сопротивлений. Технический результат - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.

Измеритель параметров двухполюсников // 2548594

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике, управлению и промышленной электронике. Измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов, четырехполюсник с двухполюсником объекта измерения и двухполюсником с уравновешивающими элементами, неинвертирующий повторитель напряжения, инвертирующей первый усилитель с коэффициентом усиления, равным двум, первый двухвходовой аналоговый сумматор, на один из входов которого подается сигнал с выхода генератора импульсов, а на другой вход - с выхода первого инвертирующего усилителя, с выхода сумматора сигнал усиливается вторым усилителем и подается на входы двух схем выборки и хранения, сигналы с выхода каждой из двух схем выборки и хранения поступают соответственно на два входа второго двухвходового аналогового сумматора, сигнал со второго сумматора усиливается третьим усилителем и через разделительный конденсатор подается на нуль-индикатор.

Способ измерения дифференциального сопротивления нелинейного двухполюсника с температурозависимой вольтамперной характеристикой // 2545090

Изобретение относится к технике измерения электрических параметров нелинейных элементов цепей с температурозависимой вольт-амперной характеристикой, в частности полупроводниковых приборов, и может быть использовано на выходном и входном контроле их качества.

Способ экспериментального определения сопротивлений обмоток трансформаторов // 2544889

Изобретение относится к области энергетики, а именно к измерению параметров обмоток трансформаторов. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что измерение параметров трехфазных двухобмоточных трансформаторов при коротком замыкании производится вначале при схеме соединения первичной обмотки в треугольник, а затем - в звезду.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2541423

Изобретение относится к метрологии. Измеритель содержит генератор, мост, нуль-детектор.

Устройство и способ измерения внутреннего сопротивления для пакетированной батареи // 2536780

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи. Устройство измерения внутреннего сопротивления для пакетированной батареи включает в себя компонент источника питания переменного тока для подачи переменного тока на батарею, состоящую из множества пакетированных элементов генерирования энергии, посредством подключения к объекту измерения.

Устройство контроля аккумуляторной батареи // 2531062

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к контролю выходного напряжения и сопротивления изоляции аккумуляторных батарей. Устройство контроля аккумуляторной батареи содержит аккумуляторную батарею, преобразователь постоянного напряжения, выполненный по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью, источник тока, сдвоенный транзисторный оптрон, операционный усилитель, два резистора и дополнительный индикатор, причем величина сопротивления R первого резистора установлена равной R=E/2J, где E - номинальное напряжение аккумуляторной батареи J - величина тока, вырабатываемого источником тока.

Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых шунтов // 2528588

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для контроля и определения динамических метрологических характеристик при производстве и эксплуатации токовых шунтов.

Способ определения первичных параметров однородного участка трехпроводной линии электропередачи // 2522836

Способ определения первичных параметров однородного участка трехпроводной линии электропередачи относится к области функционального контроля и диагностики трехфазных линий электропередачи трехпроводного исполнения на основе ее Г-образной схемы замещения полнофазного исполнения.

Способ определения параметров двухполюсника // 2583879

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах и транспортных средствах. Техническим результатом является повышение точности измерения, которое достигается путем измерения параметров кабельной линии связи и учета измеренных параметров кабельной сети при определении параметров двухполюсника с помощью схемы замещения. Способ определения параметров двухполюсника заключается в воздействии на двухполюсник, подключенный через линию связи, и эталон синусоидальным напряжением на n заданных частотах, где n - число элементов двухполюсника. Далее производится последовательное измерение значений токов через двухполюсник и эталон на каждой из n заданных частот с последующей фиксацией результатов измерений. Параметры двухполюсника определятся по фиксированным результатам измерений в соответствии со схемой его замещения. Отличительной особенностью способа является то, что осуществляют отключение двухполюсника от линии связи и после формирования синусоидального напряжения на n заданных частотах производят измерение токов через комплексное сопротивление линии связи и эталон на каждой из n заданных частотах. Полученные результаты фиксируют и по ним определяют значения параметров комплексного сопротивления линии связи, используя схему замещения, после чего по значениям параметров комплексного сопротивления линии связи судят о ее состоянии, а также учитывают их при определении параметров двухполюсника. 2 ил.

Цифровой способ измерения параметров пьезоэлектрических элементов // 2584719

Изобретение относится к измерительной технике. Особенностью заявленного цифрового способа измерения параметров пьезоэлектрических элементов является то, что импульсный сигнал возбуждения имеет длительность T1=Т0-τ, где τ - длительность паузы между окончанием сигнала с линейной частотной модуляцией и моментом окончания регистрации цифровых сигналов, при этом время регистрации цифровых сигналов равно Т0, определяют частоту резонанса ƒr, частоту антирезонанса ƒa и добротность Q пьезоэлемента, а также значение параллельной емкости С0 из полученного множества значений комплексной проводимости путем его дробно-рациональной аппроксимации частотной зависимостью комплексной проводимости канонической эквивалентной схемы в резонансном промежутке частот. Техническим результатом является повышение точности измерения комплексной проводимости пьезоэлектрического элемента. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение // 2586084

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть, в частности, использовано для измерения приращения сопротивлений удаленных тензорезисторов или терморезисторов в многоканальных измерительных системах, работающих в условиях действия интенсивных промышленных помех. Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение содержит «n» резистивных датчиков, «n» первых, «n» вторых, «n» третьих и «n» четвертых проводов, четыре группы ключевых элементов по «n» ключевых элементов в каждой, источник опорного напряжения, два равных по величине опорных резистора, три операционных усилителя и сумматор. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности многоканального преобразователя и преобразовании приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение. 1 ил.

Устройство для определения параметров двухполюсника // 2587647

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению электрических параметров двухполюсников. Устройство содержит первый блок задания схемы замещения, преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель, аналогово-цифровой преобразователь, блок управления измерением, определитель параметров двухполюсников, эталона, генератор синусоидального напряжения, блок управления по частоте, блок управления режимами, блок коммутации, 4n измерительные клеммы, экранированную кабельную линию связи, блок переключения, блок сравнения, учитывающий блок и ключ. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 5 ил.

Способ измерения составляющих полного сопротивления и устройство для его осуществления // 2608970

Изобретение относится к измерению и контролю составляющих полного сопротивления и может быть использовано для измерения напряжения на контактах полюсов и измерения внутреннего сопротивления гальванических элементов, аккумуляторов различных типов и батарей на их основе. Способ осуществляется с помощью устройства, содержащего микроконтроллер (1), генератор (2), фильтр нижних частот (элемент защиты от помех) (3), управляемый источник тока (4), первый умножитель (5), фильтр нижних частот (элемент защиты от помех) (6), измерительную схему (7), второй умножитель (8), фильтр нижних частот (9), измеритель тока (10), анализируемый ЭХИП (11). Генератор (2) имеет два выхода, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, измерительную схему (7), подключенную к анализируемому ЭХИП (11). К выходу измерительной схемы подключен фильтр (6), выход которого подключен к первому входу первого умножителя (5). Ко второму выходу генератора (2) подключен третий вход первого (5) и второго (8) умножителей, выходы которых подключены к измерительным входам микроконтроллера (1). Кроме того, ко второму выходу генератора (2) подключен фильтр (3), выход которого подключен к управляемому источнику тока (4), который задает величину тока, протекающего через анализируемый ЭХИП (11). Второй выход анализируемого ЭХИП (11) подключен к измерителю тока (10) выход которого через фильтр (9), подключен ко второму умножителю (8). С помощью данного устройства определяют активную и реактивную составляющие сигнала, подают их на измерительные входы микроконтроллера, который по четырем сигналам производит вычисление активной и реактивной составляющей полного сопротивления анализируемого ЭХИП. Технический результат заключается в повышении точности измерения составляющих полного сопротивления ЭХИП, что повышает достоверность определения дефектов ЭХИП. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Измеритель параметров многоэлементных rlc- двухполюсников // 2615014

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников с сосредоточенными параметрами, имеющих многоэлементную схему замещения. Устройство содержит генератор тестовых импульсов напряжения, имеющих форму функции n-й степени, дифференциальный преобразователь «ток-напряжение», (n + 1) регулируемый резистор, один из выводов первого регулируемого резистора соединен с выходом генератора импульсов, а другой – со вторым входом преобразователя «ток-напряжение», n аналоговых коммутаторов, входы которых подключены к выводам второго, третьего и т. д., …, (n+1)-го регулируемого резистора, выходы коммутаторов соединены с входами дифференциального преобразователя «ток-напряжение», n-каскадный дифференциатор на дифференцирующих RC-звеньях, вход первого звена подключен к выходу преобразователя «ток-напряжение»; (n+1) нуль-индикатор, входы первого, второго и т. д.,… n-го нуль-индикатора соединены соответственно с выходами n-го, (n-1)-го, и т. д., …, первого RC-звена дифференциатора, вход (n+1)-го нуль-индикатора соединен с выходом дифференциального преобразователя «ток-напряжение»; дополнительно введен второй дифференциатор на n последовательно соединенных дифференцирующих RC-звеньях и n повторителей напряжения, причем все дифференцирующие RC-звенья второго дифференциатора имеют равные постоянные времени RC, но различные значения сопротивления резистора и емкости конденсатора, вход первого звена второго дифференциатора подключен к выходу генератора тестовых импульсов, входы повторителей напряжения соединены с выходами RC-звеньев второго дифференциатора, а к выходам повторителей напряжения подключены свободные выводы второго, третьего и т.д., …, (n+1)-го регулируемого резистора. Технический результат заключается в повышении устойчивости работы устройства формирования образцовых сигналов и устранение погрешностей уравновешивания из-за задержек различных составляющих компенсационного тока. 2 ил.

Передатчик температуры процесса с улучшенной диагностикой датчика // 2617885

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для контроля технологических параметров в производственных процессах. Передатчик (12) температуры процесса выполнен по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры, имеющим множество проводов. Передатчик (12) температуры включает в себя схему (26) измерения, выполненную с возможностью соединения по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры для обеспечения индикации электрического параметра по меньшей мере одного датчика (32) температуры. Контроллер (30) соединен со схемой (26) измерения для получения индикации и подачи выходного сигнала температуры процесса. Источник (28) тока подает тестовый ток в множество проводов одновременно. Схема (70) диагностики измеряет отклик напряжения на каждом проводе для того, чтобы обеспечить диагностическую индикацию датчика температуры. Технический результат – повышение точности и достоверности диагностики датчиков температуры. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Преобразователь приращения сопротивления в напряжение // 2622513

Изобретение относится к устройствам измерительной техники, в частности к первичным преобразователям, и может быть использовано в калориметрии, тензометрии, датчиках силы и давления. Сущность его заключается в том, что преобразователь приращения сопротивления в напряжение содержит мост, состоящий из сопротивлений R1, R2, R3, R4 и сопротивления R5, два источника питания, два операционных усилителя, при этом инвертирующий вход первого операционного усилителя «заземлен», неинвертирующий вход подключен к точке соединения сопротивлений R3, R4, а его выход - к сопротивлению R5, другой конец сопротивления R5 вместе с точкой соединения сопротивлений R1, R2 подключены к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого «заземлен» вместе с «заземлениями» обоих источников питания. Заявленное изобретение обеспечивает при реализации технический результат, заключенный в повышении точность преобразования приращения сопротивления в напряжение посредством обеспечения строгой линейной зависимости между ∆ R4 и UВых. 1 ил.

Способ получения параметров входного сопротивления линейного пассивного двухполюсника // 2623659

Изобретение относится к измерительной технике и заключается в получении численных значений модуля z и фазового угла ϕ комплексного сопротивления линейного пассивного двухполюсника. Для достижения необходимого результата при относительно простом алгоритме решения задачи в способе по изобретению используют операцию деления мгновенных значений соответствующим образом формируемых двух одночастотных синусоидальных электрических величин с периодом повторении Т, при этом делимым является первый вспомогательный синусоидальный сигнал, у которого согласно способу амплитуда линейно связана с амплитудой приложенного к линейному пассивному двухполюснику синусоидального напряжения, в то время как в аргумент функции синуса первого вспомогательного синусоидального сигнала, как и в известном способе [RU №2534376], вводят изменяемый по величине фазовый угол θ, причем в качестве делителя используют синусоидальный сигнал с идентичными протекающему через линейный пассивный двухполюсник синусоидальному току параметрами, при этом в результате деления формируют второй вспомогательный сигнал, который является несинусоидальной периодической функций времени с разрывами в моменты времени, когда мгновенное значение сигнала делителя пересекает ось времени, причем во втором вспомогательном сигнале наблюдают двуполярные выбросы, форма которых в местах разрывов второго вспомогательного сигнала и при малой разности вводимого в вычислительный процесс фазового угла θ и фазового угла ϕ комплексного сопротивления приближается к форме «иглообразных» двуполярных импульсов малой длительностью, причем по мере стремления разности углов θ и ϕ к нулю их амплитуда начинает уменьшаться. При уменьшении амплитуд «иглообразных» двуполярных выбросов ниже предписанного значения или их исчезновении, что имеет место при равенстве текущего значения вводимого в вычислительный процесс изменяемого фазового угла θ и фазового угла ϕ комплексного сопротивления , изменение фазового угла θ прекращают и его численное значение принимают за фазовый угол ϕ комплексного сопротивления , причем после прекращения изменения значения фазового угла θ на интервале времени, равном периоду Т, для второго вспомогательного сигнала вычисляют среднее значение и результат это действия считают численным значением модуля z комплексного сопротивления линейного пассивного двухполюсника. Способ может быть использован как при создании измерительного прибора, обеспечивающего получение информации о величине модуля z и фазового угла ϕ комплексного сопротивления линейного пассивного двухполюсника, так и при создании измерительного органа релейной защиты и автоматики с двумя подводимыми электрическими величинами, например с функцией определения места повреждения (ОМП) на линии электропередачи. Технический результат, который достигается при реализации заявленного технического решения , заключается в повышении технического уровня и возможностей измерительного устройства, его упрощении за счет того, что согласно заявленному способу в его программируемом измерительно-вычислительном блоке осуществляется деление двух одночастотных синусоидальных сигналов. 4 ил.

Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи // 2624402

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ). Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи, включающая минимум два регистратора грозовых перенапряжений, установленных с двух концов контролируемой линии, каждый из регистраторов снабжен приемником сигналов точного времени и выполнен с возможностью фиксации значений текущего времени и записи с преобразованием в цифровую форму выходного сигнала соответствующего датчика, каждый регистратор подключен первым входом к первому датчику грозовых перенапряжений, характеризуется тем, что минимум один регистратор содержит второй и последующий входы, соединенные со вторым и последующими датчиками грозовых перенапряжений, подключенными к соответствующим воздушным линиям. Датчики грозовых перенапряжений могут выполняться в виде трансформаторов тока в цепях подключения фильтров присоединения технологической ВЧ-связи к разделительным конденсаторам. Система может дополнительно содержать средство цифровой обработки, связанное информационными каналами с регистраторами. Изобретение может с успехом применяться при производстве систем мониторинга событий, в том числе грозовых разрядов на воздушных линиях электропередач. Технический результат - улучшение массогабаритных характеристик - достигается совмещением функционала нескольких устройств в одном без потери функциональных возможностей. Технический результат - повышение надежности системы - достигается тем, что снижается количество элементов, в частности регистраторов, каждый из которых обладает ненулевой вероятностью выхода из строя, необходимых для контроля нескольких объектов (ВЛ). Технический результат - повышение надежности передачи информации - достигается снижением количества информационных каналов (линий связи) с регистраторами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.