Мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников
МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ , содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, первое плечо которого образовано клеммами для подключения объекта измерения, второе плечо этой же ветви - первым резистором, третье плечо, противолежащее второму - вторым резистором, четвертое плечо последовательно соединенными третьим резистором и катушкой индуктивности, к общим выводам которых подключена одним выводом цепочка из последовательно соединенных четвертого резистора и конденсатора, нуль-индиКатор, подключенный к измерительной диагонали электрического моста, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, цепочка из последовательно соединенных резис (Л тора и конденсатора подключена другим вьгаодом к вершине диагонали питания электрического моста, с которой соединен из выводов второго резистора.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (! 1) А
4(51) G 01 R 17/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHCNhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573154/24-21 (22) 06.04.83 (46) 30.03.85. Бюл. Р 12 (72) Г.И. Передельский (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
Ф 949517, кл. С 01 R 17/10, 1982.
2. Авторское свидетельство СССР
У 938167, кл. С 01 К 17/10, 1982.
3. Авторское свидетельство СССР
Ф 918862, кл. С 01 К 17/10, 1982 (прототип). (54)(57) МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, первое плечо которого образовано клеммами для подключения объекта измерения, второе плечо этой же ветви — первым резистором, третье плечо, противолежащее второму — вторым резистором, четвертое плечо— последовательно соединенными третьим резистором и катушкой индуктивности, к общим выводам которых подключена одним выводом цепочка из последовательно соединенных четвертого резистора и конденсатора, нуль-индиКатор, подключенный к измерительной диагонали электрического моста, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия, цепочка иэ последовательно соединенных резистора н конденсатора подключена другим выводом к вершине диагонали питания электрического моста, с которой соединей один иэ выводов второго резистора.
1147985
Изобретение относится к области измерения электрических переменных величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и может быть использовано в информацион- 5 но-измерительной технике, автоматике н промышленной электронике, например, для измерения параметров объектов, имеющих схему замещения из четырех элементов с двумя разнородными реактивными параметрами (индуктивность, емкость), . Известен квазиуравновешенный мост для измерения параметров трехэлементного двухполюсника, содержащий последовательно включенные источник, трансформатор с объектом измерения и образцовым элементом во.вторичной обмотке, усилитель, фазочувствительный индикатор, делительный блок, интегрирующий усилитель и отсчетное устройство, а также второй фазочувствительный индикатор, включенный между усилителем и делительным блоком, и экстремальный модул ционный 25 блок, подключенный к выходу интегрирующего усилителя (1) .
Недостатком моста является отсутствие возможности для измерения параметров четырехэлементных двух- 30 полюсников.
Известен. мост для измерения нараметров пассивных трехэлементных нерезонансных двухполюсников, содержа-: щий последовательно соединенные генератор, интегратор, шунтированный ключом, объект измерения, операционный усилитель, дифференциатор, шун-. тированный ключом, дифференциальный усилитель, нуль-индикатор, кроме то- 40 го, к выходу генератора подсоединены входы двух операционных усилителей, выходы которых через сумматор подключены к дифференциальному усилителю, к выходу дифференциатора подключен детектор определения линейности переходного напряжения, а к выходу дифференциального усилителя— детектор выделения информации о наличии линейной составляющей j2) . . 50
Недостаток такого моста заключается в отсутствии возможности для измерения параметров двухполюсников с разнородными реактивными элементами (индуктивность, емкость) °
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников, содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, другая диагональ которого является измерительной, резисторы в несмежных. плечах отношения, объект изI мерения, имеющий четырехэлементную схему замещения с реактивными элементами разного характера и четырехэлементное плапо сравнения с реактивными элементами тоже разного характера (3) .
Недостатком известного. устройства является длительный процесс измерения, так как оно имеет раздельное уравновешивание по двум из четырех измерительных параметров;
Цель изобретения — повышение быстродействия. измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в мостовом измерителе параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников, содержащем генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, первое плечо которого образовано клеммами для подключения объекта измерения, второе плечо этой же ветви — первым резистором, третье плечо, противолежащее второму, вторым резистором, четвертое плечо— последовательно соединенными третьим . резистором и катушкой индуктивности, к общим выводам которых подключена одним выводом цепочка из последовательно соединенньх четвертого резистора и конденсатора, нуль-индикатор, подключенньФ к измерительной диагонали электрического моста, цепочка из последовательно соединенных резистора и конденсатора подключена другим выводом к вершине диагонали питания электрического моста,.с которой соединен один нз выводов второго резистора.
1
На чертеже представлена схема мостового измерителя параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников.
Мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников содержит генератор 1 импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, клеммы 2 для подключения объI екта измерения, первый резистор 3.
1147985
Другая ветвь электрического моста образована вторым резистором 4. Последовательно соединенные третий резистор 5 и катушка 6 индуктивности включены последовательно с резистором 4. К общим выводам резистора 5 и катушки 6 индуктивности подключены последовательно соединенные конденсатор 7, четвертый резистор 8. Второй вывод цепи соединен с вершиной диагонали питания, к которой подключен резистор 4. К измерительной диагонали электрического моста подключен нуль-индикатор 9.
Мостовой измеритель работает следующим образом..
Генератор 1 формирует импульсы сложной формы, содержащие участки с плоской вершиной и с изменением напряжения IIo линейному и квадратичному законам. Во время воздействия на электрический мост плоской вершины импульса генератора 1 в установившемся режиме через индуктивность катушки 6 индуктивности устанавливается неизменяющийся ток, а через конденсатор 7 — нулевой ток, тогда катушка 6,,конденсатор 7, резистор 8 не влияют на напряжение неравновесия. Однократной регулировкой значе- 30 ния резистора 5 приводят плоскую вер-, шину сигнала неравновесия к нулю, т.е. выполняют первое уравновешнвание электрического моста.
Когда на мост поступает линейно изменяющийся участок импульса генератора i, через конденсатор 7 после окончания переходного процесса устанавливается неизменяющийся ток, который на индуктивности катушки 6 ин- 40 дуктивности создает нулевую составляющую напряжения. От элементов 7 и 8 напряжение неравновесия здесь не зависит, оно определяется значениями элементов 5 и 6, но резистор 5 уже45 использован для уравновешивания. Поэтому однократной регулировкой значения индуктивности катушки 6 индуктивности проводят второе уравновеши. вание электрического моста. При воз- 50 действии с генератора 1 участка с изменением напряжения по квадратичному закону после окончания переходного процесса через конденсатор 7 устанавливается линейно изменяющийся 55 ток, который не зависит от резистора 8. В этом случае напряжение неравновесия зависит от элементов 5, ctR3RSR
6 Кч+R5
Е, R%+R5 (2); (3) 3 С R)R Rg С;.R,.R, R+ 2 (4) где R,R,Ñ,L— параметры измеряемо" го двухполюсника; сопротивление резистора 3; сопротивление резистора 4 сопротивление резистора 5; сопротивление резистора 8; индуктивность катушки 6 индуктивности; емкость конденсатора 7. 4 ; R R8— L .6 Таким образом, предлагаемый электрический мост имеет раздельное уравновешиваиие по всем четырем параметрам, что ускоряет процесс измерения параметров двухполюсника. Раздельное уравновешивание позволяет просто реализовать автоматическое измерение. Это соответствует современным требованиям к измерению параметров многоэлементных двухполюсников и расширяет область применения предлагаемого 6 и 7, два из них уже использованы для уравновешивания. Далее однократной регулировкой значения емкости конденсатора 7 проводят третье уравновешивание электрического моста. Во время переходного процесса напряжение неравновесия зависит от всех элементов электрического моста. Однократной регулировкой значения сопротивления неиспользованного уравновешивающего резистора 8 приводят к нулю напряжение неравновесия во время переходного процесса, т.е. производят последнее, четвертое уравновешивание электрического моста. После уравновешивания производят отсчет по четырем параметрам измеряемого двухполюсника: 1147985 измерителя, Используя ветвь с уравно- с другими четырехэлементными двух вешивающнмь элементами, можно раздель- полюсниками и измерять их парано уравновешивать электрические мосты метры. Составитель В. Семенчук Редактор Л. Веселовская Техред О.Ващишина Корректор О. Билак Заказ 1570/37 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
