Мостовой измеритель параметров @ -элементных пассивных двухполюсников

 

1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ М-ЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ , содержащий генератор импульсов сложной формы, включенный в диагональ питания электрического моста, два смежных плеча разных ветвей которого образованы резисторами, третье плечо образовано резистором, параллельно с которым включена цепочка из последовательно соединенных конденсатора и резистора, к общим вьюодам которых подсоединен один вывод второго конденсатора, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нульиндикатор , подключенный двумя входаNHJ к измерительной диагонали злектрического моста, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в третье плечо электрического моста введены при нечетном числе элементов п - цепей из последовательно соединенных конденсатора и резистора, где п 5,7,9,..., причем конденсатор каждой последующей цепи подключен к общим вьюодам конденсатора и резистора предыдущей цепи, а все резисторы третьего плеча соединены вторыми выводами с вершиной измерительной диагонали электрического моста, в случае четного числа элементов п п-4 -j- цепей из последовательно сое§ диненных конденсатора и резистора, где ,8,10,..t, а параллельно ре (Л зистору последней цепи включен конден сатор, третий выход генератора имCZ пульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора. 2, Измеритель по п. 1,отличающийся тем, что генератор импульсов сложной формы содержитп-1 ел формирователей импульсов с измененио ем напряжения в импульсе по закону СП п-г Ч-2 х, t , kjf 0 , ..., сд (где Ко К, и К, - постоянные козфа фициенты; i- время), коммутатор, входы которого соединены с выходами формирователей, а его выход соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации , выходы которого соединены с соответствующими входами формирователей , а также с третьим выходом генератора импульсов сложной формы и с коммутатором.

ÄÄSUÄÄ 150556

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

q 1) G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cj

1 I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3639767/24-21 (22) 31.08.83 (46) 15.04.85. Бюл. 9 14 (72) Г.И.Передельский (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 62 1 . 3 1 7. 733 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 918862, кл. G 01 R 17/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 938199, кл. G 01 R 27/02, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

:У 99р967, кл,. G 01 К 17/10, 1979 (прототип). (54)(57) 1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ 1 -ЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор импульсов сложной формы, включенный в диагональ питания электрического моста, два смежных плеча разных ветвей которого образованы резисторами, третье плечо образовано резистором, параллельно с которым включена цепочка из последовательно соединенных конденсатора и резистора, к общим выводам которых подсоединен один вывод второго конденсатора, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нульиндикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали электрического моста, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в третье плечо электрического моста введены р-3 при нечетном числе элементов

2 цепей из последовательно соединенных конденсатора и резистора, где n=5,7,9,..., причем конденсатор каждой последующей цепи подключен к общим выводам конденсатора и резистора предыдущей цепи, а все резисторы третьего плеча соединены вторыми выводами с вершиной измерительной диагонали электрического моста, в случае четного числа элементов и-4 цепей из последовательно сое2 диненных конденсатора и резистора, где и =6, 8, 10,..., а параллельно резистору последней цепи включен кондея сатор, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.

2, Измеритель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что генератор импульсов сложной формы содержит и -1 формирователей импульсов с изменением напряжения в импульсе по закону (где К К, и К вЂ” постоянные коэффициенты; 1- время), коммутатор, входы которого соединены с выходами формирователей, а его выход соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации, выходы которого соединены с соответствующими входами формирователей, а также с третьим выходом генератора импульсов сложной формы и с коммутатсром.

1150556

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и промышленной электронике и может быть использовано для контроля н измерения параметров двухполюсников, со- 5 держащих в схеме замещения активные сопротивления и емкости.

Известен мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников, который содержит генератор импульсов сложной формы, включенный в одну диагональ моста, причем два смежных плеча отношения его образованы резисторами, а два двугих плеча сравнения — пассив- И ными двухполюсниками, один из которых является измеряемым, а другойуравновешивающим Г13.

Недостатком такого измерителя является отсутствие возможности 20 для измерения более четырех параметров, что сужает его функциональные возможности.

Известен преобразователь параметров четырехэлементных двухполюс- 2э ников в напряжение, содержащий последовательно соединенные формирователь опорного напряжения, исследуемый двухполюсник, параллельно включенные усилитель постоянного тока, З0 и образцовый конденсатор, первый вычитающий усилитель, дифференциатор, третий элемент выборки, ключ, интегратор, третий вычитающий усилитель, первый элемент выборки, подключенный к выходу усилителя постоянного тока, последовательно соединенные второй элемент выборки и второй вычитающий усилитель, и задатчик временных интервалов, включенный 40 между формирователем опорного напряжения и третьим элементом выборки Ы.

Однако данный преобразователь не позволяет измерять более четырех параметров, что сужает его функциональные воэможности °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электрический мост, который содер- so жит генератор импульсов трапецеидальной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста, смежные плечи разных ветвей, образованные резисторами, многоэлемент- у ный двухполюсник во втором плече первой ветви, содержащий резистор, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор и резистор, который шунтнрован кон денсатором, во второй ветви имеются элементы уравновешивания электрического моста 3 3.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения более четырех параметров двухполюсника, что сужает его функциональные возможности, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в мостовой измеритель параметров и-элементнЫх пассивных двухполюсников, содержащий генератор импульсов сложной формы, включенный в диагональ питания электрического моста, два смежньи плеча разных ветвей которого образованы резисторами, третье плечо образовано резистором, параллельно с которым включена цепочке ив последовательно соеди-. ненных конденсатора н резистора, к общим выводам которых подсоединен один вывод второго конденсатора, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нуль-индикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали электрического моста, в третье плечо электрического моста введены при в-3 нечетном числе элементов --- це2 пей из последовательно соединенных конденсатора и резистора, где и 5, 7,9,..., причем конденсатор каждой последушщей цепи подключен к общим выводам конденсатора и резистора предыдущей цепи, а все резисторы третьего плеча соединены вторыми выводами с вершиной измерительной диагонали электрического моста, в случае четного иисла элемент-4 тов п 2 цепей иэ последовательно соединенных конденсатора и резистора, где. n=6,8 10,..., а параллельно резистору последней цепи включен конденсатор, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.

Кроме того, генератор импульсов сложной формы содержит п-1 формирователей импульсов с изменением напряжения в импульсе по закону о 1 2 n- о э f ) k)4 p ° â К -2

{где Ко, К1К2 - постоянные коэффициенты; 1 — время), коммутатор, с

1150556 входы которого соединены с выходами формирователей, aего выход соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации, выходы которого соединены с со- 5 ответствующими входами формирователей, а также с третьим выходом генератора импульсов сложной формы и с коммутатором.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров и-элементных пассивных двухполюсников.

Мостовой измеритель параметров ь-элементных пассивных двухполюсни- 15 ков содержит плечо сравнения электрического моста, состоящее из резистора 1, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 2 и резистор 3. Параллельно 20 резистору 3 включены последователь-но соединенные конденсатор 4 и резистор 5, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 6 и резистор 7. Объект измерения 8 имеет схему замещения, созаадщощую со схемой плеча сравнения, и состоит из резистора 9, конденсатора 10, резистора 1!, конденсатора 12, резистора 13, конден- 30 сатора f4,. резистора 15. Параллельно резистору 9 включены последовательно соединенные конденсатор 10 и резистор: 11. Параллельно резистору 11 включены последовательно соединенные 5 конденсатор 12 и резистор 13, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 14 и резистор 15. В плечах отношения моста включены резисторы 16 и 17. 4р

К измерительной диагонали электрического моста подключен нуль-индикатор 18, а к диагонали питания — генератор 19 импульсов сложной формы, который содержит коммутатор 20, блок 2 1 синхронизации, выходами своими соединенный с нуль-индикато-, ром 18, коммутатором 20 и фоРмирователями импульсов 22 (К 1 )23(К„1")

24(К 1 ) и т.д.,конденсатор 25, под- щ ключенный параллельно резистору 7 при четном числе элементов и.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжения на входе и выходе электрического моста равны нулю. Блок 21 синхронизации управляет работой всего устройства, Под воздействием управляющих импульсов с него коммутатор 20 подключает вначале к электрическому мосту формирователь 22. При воздействии очередного прямоугольного импульса в установившемся режиме через конденсаторы 2 и 10 устанавливается нулевой ток и напряжение неравновесия зависит здесь от элементов 1,9,16 и 17. Однократной регулировкой значения сопротивления уравновешивающего резистора 1 приводят плоскую вершину импульсного сигнала на выходе электрического моста к нулю и тем самым выполняют первое условие равновесия:

R1 „, - R16-O (1) где Й,, Р й„, Р„-, — сопротивление соответствующих резисторов 1,9,16, 17.

Равновесие моста здесь и в дальнейшем отмечают по нуль-ицдикатору 18, в качестве которого служит осциллограф. Далее под действием импульсов с блока 21 синхронизации коммутатор 20 последовательно подключает к электрическому мосту формирователи импульсов линейно изменяющейся, квадратичной и т.д. формы.

Каждый раэ после окончания пере ходного процесса импульсный сигнал неравновесия имеет плоскую вершину.

Приводя ее к нулю однократной регулировкой уравновешивающего параметра, выполняем очередное условие равновесия:

Сг, -С 7=0 з1 -1 1„ ь=

f где С, С„ - емкость соответствующих конденсаторов 2 и 10; и Я

3 Я11 — сопротивление соответствующих резисторов 3 и 11.

В каждой резистивно-емкостной цепи регулируется вначале значение емкости уравновешивающего конденсатора, а затем значение сопротивления уравновешивающего резистора. Эти регулировки следует проводить вначале для первой реэистивно-емкостной цепи, затем для второй цепи, третьей и т.д. При последнем уравновешивании приводятся к нулю экспоненциальные выбросы в измерительной диагонали электрического моста и используются импульсы с формирова1150556

В е б

ИЩЕНКО Заказ 2136/34 Тираж 748 Подписное

Филиал ЩЩ нПатеит", г Ужгород уд проектная, теля, который питает мост при предпоследнем уравновешивании, Отсчет значеьий искомых величин берется из условий равновесия (1), (2), Таким образом, данное устройство позволяет измерять параметры двухполюсников, содержащих однородные реактивные элементы, что расширяет его функциональные возможности и сферу применения.Уравновешивание электрического моста раздельное,что перспективно для автоматических измерений.

Достаточно построить ограниченное число уравновешивающих ветвей, которые пригодны для уравновешивания и измерения значительного числа ,о-элементных двухполюсников.

В частности, построение объекта измерения в предлагаемом электрическом мосте может быть другим. Устрой10 ство в существенной степени решает проблему измерения параметров многоэлементных двухполюсников.