Способ измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников
Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной те.чнике, автоматике, электронике для контроля и измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения. Способ измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (ДП) реализован в устройстве и заключается в следующем: вк.мючают исследуемый ДП 8 в плечо ii.mefie- ния четырехплсчевого измерительного мос- Td, плечо 3 сравнения которого выполнено в виде эта.юнного ДП, соде)жап1его резисторы 4, 6, катушку 5 индуктивности и конденсатор 7, подают напряжение питания в виде носледовательностей импульсных сигналов с изменением напряжения в импульсах по закону степенной функции от времени вида К„ где К, - постоянные коэффициенты; i - О, 1, 2 уравновепжвают мост путем регулирования соответствующего параметра эталонного ДП, если же оно не достигается при каком-либо значении i, осуществляют уравновеп1ивание при значении i, превышающем предыдущее на две или три единицы. По получении равновесия моста и значению параметра эталонного ДП судят о соответствующем значении параметра исследуемого ДП 8. Устройство имеет возможпость измерения параметров П1ироког о класса ДП. 2 ил. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК!
5ц 4 Сл О! R 17/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Фиг.1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3985770/24-2l (22) 09.12.85 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Г. И. Передельский (53) 621.,317.733 (088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР
¹ 413430, кл. G 01 !х 17/10, 1974.
Лвторское свидетельство СССР
¹ 1150557, кл. G 01 К 17/10, 1985. (54) СГ1ОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛРЛМЕТРОВ .МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПЛССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике, электронике для контроля и измерения параметров об.ьектов с многоэлементной схемой замещения. Способ измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (ДГ1) реализован в устройÄÄSUÄÄ 1397842 А 1 стве и заключается в следук>щем: Hh.lk)чают исследуемый ДП 8 в плечо изме!и— ния четырехплечсвого измерительного мос13, плечо 3 сравнения которого выполнено в виде эталонного !11, со.держащего резисторы 4, 6, катушку 5 индукпивносгп и конденсатор 7, подают напряжение питания в виде последовательностей импульсны c сигналов с изменением напряжения в импульсах по закону степенной функции от времени вида К„ где К, — — постоянные коэффициенты; 1 — О, 1, 2,..., уравновешивак>т мост путем регулирования соответствующего параметра эталонного ДП, если же оно не достигается при каком-либо значении I, осуществляют уравновешивание при значении П превышающем предыдуьцее на две или три единицы. По получении равновесия моста и значению параметра эта.понного ДГ1 судят о соответствующем значении параметра исследуемого ДП 8. Устройство имеет возможность измерения параметров широкого класса ДП. 2 ил.
1397842
Изобретение относит«я к области измерения физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и может быть использовано в информационноизмерите,!ьной технике, в автоматике и промышленной электронике для контроля и изме- 5 рения парам TpoB объектов с многоэлементщ)й «хемой замещ«ния.
1(«ль изобр«тения ра«!Иирение област l l I l > I I %1 «k I «H I I kk 1(1 «Ч (T H O. I XI O Æ H O «T È И 3 м еP(. ни и н;)Р3 м(. ГРОВ 11!и Рок(>! 0 кл;1««3 EBvx- 1P
ПОЛ ЮС НИ КОВ
113 фиг. I> 2 Ilp(.1«тавл Hl>l функПИ(ШЗЛЬНЫЕ «. «МЫ, ПОЯСНЯЮЩИЕ II(>CO(> ИЗмер«пня парал(«тров многоэлем IITIIhlx 113cсиВных дВухполюсникОВ.
Сх«м(1 II() фиг. I «(>ä«ðxKèò коня«неkl- 15 гор ы и 2 H каждом и з «м HE Ilk>lx плеч
OTII(>III(. НИЯ Pll IIIЫХ II«TВ(. И Ч(TI>IР(ХI!.!Е 1Е го мо«та. Il.l«÷o 3 «равнения в первой ветВи им««г ll()(ледоват«льно Вклк)ч«нны« р«зи«тор 4 и катушку 5 индуктивности, (>1н(>сlIT«.1311() l1()(. л«дн«й параллельно
Вклн>ченнь>й р«зи«тор 6 и конд«Всат(>р 7. Об 1,(кт 8 изм p(. ния Но Второй В Tви, схема 41)л1«!пения которого flo содерж;)нию и Включ«ник> В 13HH(>xl ча«тном случ 3((- (>H1111д3 (. т «о (х (. л! 011 11, е ч 3 с Р 3 В !1(. H и Я, 25 им(ет pE зи«тор 9, к
1 3 !HI!« Й н» H.)м(. н я к) и!е го и 3 и ря ж(kl H H (1=
=1), мост 14 «изменением напряжения по ква.!ратичному закону (1=2) и мост 15 с изменением напряжения по кубичному ЗО з(>коих (1> 3) . (.хема Ilo фиг. 2 0.1«ðæèò конденсаторы
1 и 2 В каждом из смежных Il T«÷ отноlll(HHH разных ветвей четырехплечего моста.
Г1Tea(> 3 сравнения в первой ветви имеет 35
113p3.I.>I«.IüHo Включенные резистор 4 и катушкуу 5 индуктивно«ти, относите.lk Ho котоpbIx параллельно включены последовательно «оединенные резистор 6 и конденсатор 7.
Об 1 ект 8 измерения во второй ветви, схе- 4()
»l3 заме!аления которого по содержанию и
BK;IK)ченик) В данном частном случае совпадает со схемой и.!еча сравнения, имеет резистор 9, катушку 10 индуктивности, резистор 11 и конденсатор 12. Генераторы 13
15 импульсов питают мост, при этом гене- 45 ратор !3 с изменением напряжения по квадратичному закону (i=2), генератор 14 с изменениеM напряжения 110 кубичному закону (1=3) и генератор 15 с изменением напряжения по закону четвертой степени (i=4). 50
Схема 1)о фиг. 1 работает следующим образом.
Пу«òü цепи моста свободны от запасов электрической энергии. Схеx(3 плеча 3 сравнения совпадает по построению со схемой плеча сравнения в одном из девяти основkIbIx вариантов уравновешивающих Ветвей.
В нем от«утствует то.>ько первый конденсатор. Известная мостовая цепь питается последовательностями импульсов с изменением напряжения по закону степенных функций с i = О, 1, 2... Поскольку в плече сравнения рассматриваемого моста отсут ствует первый конденсатор, то вначале к мостовой цепи подключают генератор 13 линейно изменяющегося напряжения (i=1), Регулировкой значения сопротивления резистора 4 плоскую вершину импульсного сигнала неравновесия приводят к нулю и тем самым выполняют первое условие равновесия
CIR4 — CqRg = О, (1) где (.1, С вЂ” значения емкостей конденсаторов 1 и 2 соответственно;
R», К(> -- значения сопротивления резисторов 4 и 9 соответственно.
Затем от мостовой цепи отключают генератор 13 и подключают генератор 14 квадратичных импульсов (i=2). Регулировкой значения инду ктивности катушки 5 плоскую вершину сигнала неравновесия приводят к нулю, выполняя второе условие равновесия
С I L;, СzL 1(> = О, (2) где L;, и L I() — значения индукти вностей катушек 5 и 10 соответственно. Далее к м(>стовой пепи подключают генератор 15 кубичных импульсов (i=3). Регулируют значение сопротивления резистора 6. Плоскую вершину сигнала неравновесия г)р)еводят к нулю и в результате выполняют третье условие равновесия
CIR(— С2RII = О, p) где R(„R I I — значения сопротивлений резисторов 6 и 11 соответственно.
При прежних питающих импульсах с генератора 15 регулировкой значения емкости конденсатора 7 приводят к нулю экспоненпиальные всплески во время переходного процесса в измерительной диагонали моста, тем самым выполняк)т четвертое условие равновесия
СIC I.> — С >(Т = О, (4) где С>>, С-, — значения емкостей конденсаторов 12 и 7 соответственно. Мост полностью уравновешен, из условий равновесия (1) — - (4) берут отсчет искомых параметров объекта 8 измерения. Равновесие мостовой цепи при каждом уравновешивании можно отмечать по осциллографу.
Схема плеча 3 сравнения (фиг. 2) отличается от известной схемы плеча сравнения одного из девяти основных вариантов уравновешивающих ветвей отсутствием перВого конденсатора и первого резистора. В данном случае вначале к мосту подключают генератор 13 квадратичных импульсов (i=2) и регулируют значение индуктивности катушки 5. Затем к мосту подключают генератор 14 кубичных импульсов (i=3) и регулируют значение сопротивления резистора 4, генератор 15 импульсов с измене нием напряжения по закону четвертой степени (i=4) и регулируют значение емкости конденсатора 7, а после этого значение сопротивления резистора 6. Трижды
1397842 (.оставит«пь В. (еченч> л
Редактор В.,1анко Телрет И Верее Кор!>иктор Л. Лич<>л<и он
Заказ 2266/44 Тираж 772 !одп и(ное
ВНИИ!1И Государственного лол>итега (((.Р»<> ле,>ач и ><>бр< тений и <>. лр>я> ии
I 13035, Мо K»;>, Ж 15, Ра»ислая и
1роизвоаственно-попигра<1>и«<ск<>с прелприят>и, > Уж> <>р<>п, x.>. !1р<к k»»;s> l приводят к нулю плоские вершины сигналов неравновесия, а при последнем уравновешивании — экспоненциальные всплески во время переходных процессов. В результате последовательно выполнены условия равновесия
C1,LÄ â€” C>Li(> —— -0; CIR,-- С>К >=О;
С>Кп — С К1>=0; С(С> — С>С>=0. (5) Из них определяют искомые параметры.
Способ измерения пара метров многоэлементных пассивных двухполюсников решает задачу раздельного уравновешивания соответствующих мостовых цепей, имекнцих плечи сравнения с меньшим числом элемеH тов в отдельных ячейках их структур по сравнению с девятью основными вариантами уравновешивающих ветвей. 11олярность выходного сигнала моста однозначно определяет направление уравновешивания по каждому параметру, что упрощает и ускоряет процесс уравновешивания и измерения и расширяет сферу применения мостовых цепей В каждой ячейке плеча сравнения основных девяти ветвей уравновешивания не может отсутствовать более двух элементов, а в ячейка CRLR недопустимо отсутствие катушки индуктивности, поэтому недопустимо, например, исключение тре. генераторов с 1=0, i=1, i=2. Схема обгьектов измерений может быть другой для выбранных частных случаев. Рассмотренный путь измерения параметров многоэлементных двухполюсников явпяется перспективн(>1м, 4 так как не требует сложной обработки сигналов неравновесия с мостовых цепей.
AoPhtg.2(7 t2(70(>(>(7 еk77, 7 (.пособ измерения параметров мно(оэ.1(5 меHTIIhtx пассивных двх хполюсннкои, з;>к.lk>чаюшийся в том, что включают исследх(I biH дt»< Xtto. ltooH>It(H II, I(
К,". где K, — постоянные коэффипи(н>ы, показатель степени, 1=0,1,2..., при по,(аче последовательности их1пхльсов каждой формы осуществляк>т ура инои(н>ив>1 ни< та путем регулирования соответстиук>шегo параметра эталонного дву хполк>спика, Ito uo.П Ъ Ч Е H HO <>I <> tt P t t Р 11 И Н О И «. . И И М 0< T d 3 и и >1(. Н И Н > параметра эталонного двух>полк> ttHK;I судя> о соотв(.T o Tt>) toùå÷ параметре исследуем(>го двухполюсника, о7>777 7(7>o77(77II(л Т<. и, г(о, цельк> расширении об,>асти примен(.ния за счет возможности измерения и;>рамст25 ров широкого класса .(вухполк>сникни, в сл>чае недостиж HHH мостом сосгоянпя равновесия при каком-либо з(>апенин i осушест вляют ура в нове п>и ва нне посл едовательно при подаче импульсов напряжения иитания, соответствуk>ll(Hx значениям I, превышающим предыдущее на две или трп с lllницы.
