Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

 

1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТПЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ , содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания четьфехплечего электрического моста, смежные плечи которого образованы конденсаторами, общие выводы которых соединены с первой вершиной диагонали питания, третье плечо образовано уравновешивающим многоэлементным пассивным двухполюсником , состоящим из последовательно соединенных конденсатора, резистора и катущки индуктивности, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нулкг индикатор, подключенный к измерительной диагонали четырехплечего электрического моста и третьим входом к третьему выходу генератора импульсов сложной формы, отличающийс я тем, что, с целью раапирения функциональных возможностей, в уравновешивающее плечо четырехплечего электрического моста введены параллельно соединенные резистор и конденсатор , подключенные параллельно каTjraiKe индуктивности. 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что генератор, { импульсов сложной формы содержит (л один формирователь импульсов прямоугольной формы и .три формирователя с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, по квадратичному и по кубичному, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход соединен с первым выходом ел генератора, блок синхронизации, четыо ре выхода которого соединены с соотСП ветств пощими входами .Формирователей ел импульсов, пятый - с .одним из входов | коммутатора, шестой - с вторым выходом , седьмой - с третьим выходом гег нератора импульсов сложной формы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1150557

1 бр G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3648126/24-21 (22) 29.09.83 (46) 15.04.85. Вюл. У 14 (72) Г.И.Передельский и А.У.Касьянов (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.317.733(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 798606, кл. G 01 R 17/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 920532, кл. G 01 R 17/10, 1980..

3."Приборостроение", т. ХХП, 1979

В 10, с. 10, рис. 2, схема IV. (54) (57) 1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания четырехплечего электрического моста, смежные плечи которого образованы конденсаторами, общие выводы которых соединены с первой вершиной диагонали питания, третье плечо образовано уравновешивающим многоэлементным пассивным двухполюсником, состоящим из последовательно соединенных конденсатора, резистора и катушки индуктивности, чет- вертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нуль-. индикатор, подключенный к измерительной диагонали четырехплечего электрического моста и третьим входом к третьему выходу генератора импульсов сложной формы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в уравновешивающее плечо четырехплечего электрического моста введены параллельно соединенные резистор и конденсатор, подключенные параллельно катушке индуктивности.

2. Измеритель по п. 1, о т л и-. ч а ю шийся тем, что генератор. ф импульсов сложной формы содержит один формирователь импульсов прямоугольной Формы и три формирователя с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, по квадратичному и по кубичному, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход соединен с первым выходом (;д генератора, блок синхронизации, четы- 1 ре выхода которого соединены с соот- (д ветствующими входами, формирователей импульсов, пятый - c .одним из входов коммутатора, шестой — с вторым выходом, седьмой — с третьим выходом ге» нератора импульсов сложной формы.

1! 50557

Изобретение относится к измерению электрических переменных величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике, например его можно использовать для измерения пяти параметров двухполюсника, содержащего.емкостные активные и индуктивР ные элементы.

Известен мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников, который содержит генератор сложных импульсов, питающий мост, резисторы в каждом плече моста, в несмсжных плечах катушки индуктивности и конденсаторы L1J.

Недостатком такого моста является отсутствие возможности измерения более чем трех параметров.

Известен электрический мост, который содержит питающий генератор импульсов в внде прямоугольной трапеции, конденсатор в плече отношения, объект измерения, состоящий из последовательно соединенных активного сопротивления, емкости и индуктивности, плечо сравнения, в котором конденсатор и катушка индуктивности включены З0 параллельно относительно резистора, резистор в плече отношения, индикатор равновесия 2 ).

Недостатком данного моста является отсутствие воэможности измерения бо- З1 лее чем трех параметров.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электрический мост, содержащий генератор сложнык импульсов, питающий мост, 40 электрический мост с конденсаторами в плечах отношения разных ветвей, объектом измерения и сравнений 535.

Недостатком известного устройства является отсутствий воэможности из- 4 мерения более чем трех параметров пассивных двухполюсников.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей мостового измерителя параметров многоэле- S0 ментных пассивных двухполюсников.

Поставленная цель достигается тем, что в мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников, содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания четырехплечего электрического моста, смежные плечи которого образованы конденсаторами, общие выводы которых соединены с первой вершиной диагонали питания, третье плечо образовано уравновешивающим многоэлементным пассивным двух полюсником, состоящим иэ последовательно соединенных конденсатора, резистора и катушки индуктивности, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нуль-индикатор, подключенный к измерительной диагонали четырехплечего электрического моста и третьим входом к третьему выходу генератора импульсов сложной формы, в уравновешивающее плечо четырехплечего электрического моста введены параллельно соединенные резистор и конденсатор, подключенные параллельно к катушке индуктивноети.

Кроме того, генератор импульсов сложной формы содержит один формирователь импульсов прямоугольной формы и три формирователя с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, по квадратичному и по кубичному, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход соединен с первым выходом генератора, блок синхронизации, четыре выхода которого соединены с соответствующими входами формирователей импульсов, пятый — с одним из входов коммутатора, шестой — с вторым выходом, седьмой — с третьим выходом генератора импульсов сложной формы.

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

Ыостовой измеритель содержит генератор 1 импульсов сложной формы, выход которого подключен к входу электрического моста, содержащего в смежных плечах отношения первой и второй ветви конденсаторы 2 и 3, а в двух других — измеряемый и уравновешивающий многоэлементные пассивные двухполюсники. В плече сравнения уравновешивающего многоэлементного пассивного двухполюсника включены последовательно конденсатор 4, резистор 5 и катушка 6 индуктивности, параллельно которой включены параллельно соединенные резистор 7 и конденсатор S. Объект измерения во второй ветви состоит из последовательно

1150557 соединенных конденсатора 9, резистора 1.0 и катушки индуктивности 11, параллельно которой включены, параллельно соединенные резистор 12 и конденсатор 13. К выходу моста подключен 5 нуль-индикатор 14.

Генератор 1 состоит из блоков и формирователей импульсов, где обозначены коммутатор 15, формирова тель 16 импульсов прямоугольной фор- 10 мы, формирователь 17 с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, формирователь 18 с изменением напряжения в импульсе по квадратичному закону, формирователь 19 15 с изменением напряжения в импульсе по кубичному закону, блок синхронизации 20, выходы этих формирователей соединены с входами коммутатора !5, выход которого является выходом гене-20 ратора 1, а входы формирователей, один вход коммутатора и вход нульиндикатора соединены с выходами блока синхронизации 2().

Устройство работает следующим образом.

В.исходном состоянии напряжение на входе и выходе моста равно кулю.

Под воздействием управляющих импульсов с блока синхронизации 20 комму- 30 татор 15 вначале подключает к мосту формирователь 16 импульсов прямоугольной формы.

При воздействии очередного прямоугольного импульса s установившемся режиме в ветвях устанавливаются нулевые токи и напряжение неравновесия зависит только от емкостей .конденсаторов 2,3,4 и 9. Однократной регулировкой значений емкости уравновеши- щ веющего конденсатора 4 приводим плоскую вершину сигнала на выходе моста к нулю, т.е. выполняем первое условие равновесия:

С С, — С,С,-О, 45 где С, Сз

С, С з — емкос ти конде н сат оров 2, 3,4 и 9 соответственно.

Равновесие отмечаем по нуль-инди-,. катору 14, в качестве которого служит|50 осциллограф.

После первого уравновешивания коммутатор 15 подключает к мосту формирователь 17 с изменением напряжения в импульсе по линейному закону. 55

При воздействии очередного импульса, после окончания переходного процесса, в ветвях устанавливаются неизменяющиеся токи и напряжение неравновесия зависит от емкостей указанных .конденсаторов и сопротивления резисторов 5 и 10. Имея ввиду, что первое условие равновесия выполнено, приводим к нулю однократной регулировкой сопротивления резистора 5 плоскую вершину сигнала неравновесия и выполняем второе условие равновесия:

С„R -C R„ =O, где R» R« — сопротивления резисторов 5 и 10 соответственно.

Равновесие здесь и в дальнейшем отмечаем по нуль-индикатору 14. Далее коммутатор 15 подключает к мосту формирователь 18 с изменением напряжения в импульсе по квадратичному закону. При воздействии квадратичного импульса, после окончания переходного процесса, на катушке индуктивности 6 устанавливается неизменяющееся напряжение, зависящее лишь от индуктивности катушки индуктивности 6. Однократной регулировкой значений.индуктинности катушки индуктивности 6 приводим к нулю плоскую вершину сигнала неравновесия и выполняем третье условие равновесия:

C,t., -C !.„„=О, где ., L„„ — индуктивность катушек индуктивности 6 и 11 соответственно.

Наконец коммутатор 15 через блок синхронизации 20 подключает Формирователь 19 с изменением напряжения в импульсе по кубичному закону.

При воздействии кубичного импульса после окончания переходного процесса напряжение неравновесия зависит от значений сопротивления резистора 7.

Однократной регулировкой значений сопротивления резистора 7 приводим плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и выполняем четвертое условие равновесия:

С, .,— С, „, =О, где R» R „ — сопротивление р е з ис торов 7 и f 2 соответственно.

Во время переходного процесса напряжение неравновесия, которое имеет форму экспоненциальных всплесков, зависит от всех уравновешивающих параметров. Однократной регулировкой последнего уравновешивающего параметра — емкости конденсатора 8, приводим

1150557

Составитель В.Семенчук

Редактор M.Дылын Техред С.Мигунова Корректор Е.Сирохман

Заказ 2136/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент.", r.Óæãîðoä, ул,Проектная, 4 всплески к нулю и выполняем последнее пятое условие равновесия:

С,С„„ - С,С,-0, где С„, С вЂ” емкость конденсаторов 13 и 8 соответственно.

Искомые величины определяют из приведенных выше формул условий равновесий.

Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять пять параметров двухполюсника, что расширяет его функциональные возможности и сферу применения, при этом решается задача контроля и измерения параметров, содержащих в схеме замещения пять элементов, из которых три явля- . ются реактивными. Уравновешивание

5 моста раздельное, и уровень сложности обработки сигналов неравновесия при измерении пяти элементов аналогичен уровню обработки сигнала, как

10 и в случае только одного параметра, вследствие того, что информация ., об измеряемых параметрах заключаеf ся в плоской вершине сигнала неравновесия, что перспекшивно для автоматических измерений.