Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Авторы патента:

G01R17/00 - Измерительные приборы, в которых осуществляется сравнение с эталонной величиной, например мостового типа

Владельцы патента RU 2527658:

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

Изобретение относится к измерительной технике. Измеритель содержит генератор импульсов, нуль-индикатор, мостовую цепь. В мостовой измеритель параметров двухполюсников введены четыре дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности и дополнительный конденсатор, а также цепь из конденсатора и третьего резистора перенесена из первой ветви четырехплечей мостовой цепи в ее вторую ветвь и изменено включение элементов, первый дополнительный резистор и дополнительная катушка индуктивности соединены между собой параллельно и включены в многоэлементном двухполюснике второй ветви между свободным выводом имеющегося второго резистора и «землей», второй дополнительный резистор включен между общим выводом имеющихся первого резистора, второго резистора и катушки индуктивности и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, третий дополнительный резистор включен между вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, четвертый дополнительный резистор и дополнительный конденсатор соединены между собой параллельно и включены между свободным выводом имеющегося третьего резистора и второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, эта вторая клемма соединена с «землей».

Технический результат - повышение точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников, а также физических величин посредством параметрических датчиков, включенных в электрический мост.

Известен электрический мост [А.С. СССР №920532, G01R. Электрический мост / Г.И.Передельский - Опубл. в Бюл., 1982, №14], содержащий последовательно соединенные генератор трапецеидальных импульсов, 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 мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [А.С. СССР №1157467, G01R. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский - Опубл. в Бюл., 1985, №19], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, четырехплечую мостовую 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 трехэлементных пассивных двухполюсников [А.С. СССР, №798607, G01R. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл, 1981, №3], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов трапецеидальной формы, четырехплечую мостовую 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 каскада синхронизации, формирователей линейно изменяющихся, квадратичных, кубичных импульсов и импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени, коммутатора и усилителя мощности, выход каскада синхронизации соединен с каждым входом имеющихся четырех 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 них 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 одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника, свободный вывод одиночного резистора соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод многоэлементного двухполюсника заземлен, многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно включенных первого резистора и катушки индуктивности, к общему выводу которых присоединен второй резистор, свободный вывод первого резистора соединен со вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод катушки индуктивности заземлен, также многоэлементный двухполюсник включает в себя две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, которые относятся к двухполюснику объекта измерения, свободный вывод конденсатора соединен с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения; нуль-индикатор, с дифференциальным входом которого соединены оба вывода выхода четырехплечей мостовой цепи, ко второму входу нуль-индикатора (входу синхронизации) подключен второй выход генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены четыре дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности и дополнительный конденсатор, а также цепь из конденсатора и третьего резистора перенесена из первой ветви четырехплечей мостовой цепи в ее вторую ветвь и изменено включение элементов, первый дополнительный резистор и дополнительная катушка индуктивности соединены между собой параллельно и включены в многоэлементном двухполюснике второй ветви между свободным выводом имеющегося второго резистора и «землей», второй дополнительный резистор включен между общим выводом имеющихся первого резистора, второго резистора и катушки индуктивности и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, третий дополнительный резистор включен между вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, четвертый дополнительный резистор и дополнительный конденсатор соединены между собой параллельно и включены между свободным выводом имеющегося третьего резистора и второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, эта вторая клемма соединена с «землей».

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), где К₁, К₂, К₃ и К₄ - постоянные коэффициенты, t - текущее время, усилителя 6 мощности, коммутатора 7 и блока 8 синхронизации. Выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора 7, выход которого подключен ко входу усилителя 6 мощности, выход которого образует первый выход генератора 1 питающих импульсов относительно «земли». Выход блока 8 синхронизации соединен со входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов. Также выход блока 8 синхронизации образует второй выход (выход синхронизации) генератора 1 питающих импульсов относительно «земли». 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 9 (R9) и 10 (R10), образующих соответственно первое и второе плечи четырехплечей мостовой цепи. Свободный вывод первого резистора R9 подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов. Свободный вывод второго резистора R10 заземлен. Общий вывод резисторов R9 и R10 образует первый вывод выхода (первую вершину измерительной диагонали) четырехплечей мостовой цепи. Вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных одиночного резистора 11 (R11), образующего третье плечо моста, и многоэлементного двухполюсника, составляющего четвертое плечо четырехплечей мостовой цепи. Свободным выводом резистор R11 подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов. Общий вывод резисторов R9 и R11 образует первую вершину генераторной диагонали моста. Общий вывод резистора R11 и многоэлементного двухполюсника, составляющего четвертое плечо четырехплечей мостовой цепи, образует второй вывод выхода (вторую вершину измерительной диагонали) моста. Свободный вывод многоэлементного двухполюсника заземлен. Этот многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно включенных первого резистора 12 (R12) и катушки индуктивности 13 (L13), параллельно которой включена электрическая цепь, состоящая из второго резистора 14 (R14), последовательно с которым соединены включенные параллельно дополнительная катушка индуктивности 15 (L15) и первый дополнительный резистор 16 (R16). Свободный вывод резистора R12 соединен со второй вершиной измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи. Второй дополнительный резистор 17 (R17) включен между общим выводом резисторов R12 и R14 и катушки индуктивности L13 и первой из двух клемм для подключения двухполюсника объекта измерения. Вторая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения заземлена. Также в многоэлементном двухполюснике имеется третий дополнительный резистор 18 (R18), один вывод которого присоединен ко второй вершине измерительной диагонали четрехплечей мостовой цепи, а второй вывод - к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения. Двухполюсник объекта измерения, входящий в многоэлементный двухполюсник, состоит из соединенных последовательно конденсатора 19 (С19), третьего резистора 20 (R20) и четвертого дополнительного резистора 21 (R21), параллельно которому включен дополнительный конденсатор 22 (С22). К первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения подключен свободный вывод конденсатора С19, ко второй клемме - общий вывод четвертого дополнительного резистора R21 и дополнительного конденсатора С22. Два вывода выхода четырехплечей мостовой цепи соединены с дифференциальным входом нуль-индикатора 23. Ко второму входу (входу синхронизации) нуль-индикатора 23 подключен второй выход генератора 1 питающих импульсов. Заземленная общая шина генератора 1 питающих импульсов соединена со второй вершиной генераторной диагонали моста, образованной общим выводом резисторов R10 и R16, катушек индуктивности L13 и L15 и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения. Общая шина нуль-индикатора 23 соединена со второй вершиной генераторной диагонали четырехплечей мостовой цепи и с общей шиной генератора 1 питающих импульсов и заземлена. В мостовом измерителе параметров двухполюсников сопротивления резисторов R9, R11, R12, R18 известны, постоянны и имеют равные значения (R9=R11=R12=R18). Также известно и постоянно значение сопротивления резистора R17. Значение сопротивления резистора R10 определяется из выражения

$R_{10} = \frac{R_{12} + (R_{17} + R_{18})}{R_{12} + R_{17} + R_{18}} = \frac{R_{12} + (R_{17} + R_{18})}{R_{12} + R_{17}}$ .

Регулируемыми переменными являются известные параметры уравновешивающих элементов - катушек индуктивности L13 и L15 и резисторов R14 и R16. Искомыми являются параметры элементов двухполюсника объекта измерения - резисторов R20 и R21 и конденсаторов С19 и С22.

Работа мостового измерителя параметров двухполюсников состоит в следующем. В начальный момент времени 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 формируют последовательности импульсных сигналов соответствующей формы. Через коммутатор 7 и усилитель 6 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 переменного параметра уравновешивающей катушки индуктивности L13. В результате выполняется первое условие равновесия четырехплечей мостовой цепи, которое имеет вид

$A_{1} = {(2 R_{12} + R_{17})}^{2} L_{13} - R_{12}^{2} R_{17}^{2} C_{19} = 0. (1)$

Затем 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 устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Эта вершина с учетом выполненного первого условия равновесия (1) приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего элемента - резистора R14. Второе условие равновесия четырехплечей мостовой цепи запишется в виде

$A_{2} = {(2 R_{12} + R_{17})}^{2} (R_{20} + R_{21}) R_{14} - R_{12}^{2} R_{17}^{2} = 0. (2)$

Выполнение первого условия равновесия (1) в этом случае сохраняется, поскольку это условие не содержит переменное сопротивление уравновешивающего резистора R14.

Далее на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи воздействуют импульсы кубичной формы. В измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи при воздействии очередного импульса кубичной формы устанавливается импульсный сигнал неравновесия. Этот сигнал после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса имеет плоскую вершину, которая при выполненных условиях (1) и (2) приводится к нулю однократной регулировкой переменного параметра уравновешивающей катушки индуктивности L15. При этом третье условие равновесия четырехплечей мостовой цепи определяется выражением

$A_{3} = {(2 R_{12} + R_{17})}^{2} [R_{14} R_{20} R_{21} C_{22} + (R_{20} + R_{21}) L_{15}] - R_{12}^{2} R_{17}^{2} R_{21} C_{22} = 0. (3)$

Предыдущие условия равновесия (1) и (2) сохраняются, поскольку в этих условиях отсутствует переменная индуктивность уравновешивающей катушки индуктивности L15.

В последнюю очередь на вход моста подается последовательность импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени. Воздействие на мостовую цепь очередного импульса такой формы приводит к тому, что в измерительной диагонали моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия, имеющий после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса плоскую вершину, приводимую к нулю при выполнении условий (1)-(3) однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R16. В результате выполняется четвертое и последнее условие равновесия четырехплечей мостовой цепи, имеющее вид

$A_{4} = {(2 R_{12} + R_{17})}^{2} (R_{14} + R_{16}) R_{20} - R_{12}^{2} R_{17}^{2} = 0. (4)$

При этом выполнение условий равновесия (1)-(3) не нарушается, поскольку в них не содержится переменное сопротивление уравновешивающего резистора R16.

Искомые значения параметров четырех элементов двухполюсника объекта измерения С19, R20, R21 и С22 определяются из четырех условий равновесия четырехплечей мостовой цепи (1)-(4).

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 каскада синхронизации, формирователей линейно изменяющихся, квадратичных, кубичных импульсов и импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени, коммутатора и усилителя мощности, выход каскада синхронизации соединен с каждым входом имеющихся четырех 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 них 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 одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника, свободный вывод одиночного резистора соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод многоэлементного двухполюсника заземлен, многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно включенных первого резистора и катушки индуктивности, к общему выводу которых присоединен второй резистор, свободный вывод первого резистора соединен со вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод катушки индуктивности заземлен, также многоэлементный двухполюсник включает в себя две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, которые относятся к двухполюснику объекта измерения, свободный вывод конденсатора соединен с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения; нуль-индикатор, с дифференциальным входом которого соединены оба вывода выхода четырехплечей мостовой цепи, ко второму входу нуль-индикатора (входу синхронизации) подключен второй выход генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что в него введены четыре дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности и дополнительный конденсатор, а также цепь из конденсатора и третьего резистора перенесена из первой ветви четырехплечей мостовой цепи в ее вторую ветвь и изменено включение элементов, первый дополнительный резистор и дополнительная катушка индуктивности соединены между собой параллельно и включены в многоэлементном двухполюснике второй ветви между свободным выводом имеющегося второго резистора и «землей», второй дополнительный резистор включен между общим выводом имеющихся первого резистора, второго резистора и катушки индуктивности и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, третий дополнительный резистор включен между вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи и первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, четвертый дополнительный резистор и дополнительный конденсатор соединены между собой параллельно и включены между свободным выводом имеющегося третьего резистора и второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, эта вторая клемма соединена с «землей».

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов с изменением напряжения в течение их длительности пропорционально tn, где n при раздельном уравновешивании принимает значения 0, 1, 2 и 3, мостовую цепь и нуль-индикатор.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2499997

Изобретение относится к измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор, мостовую цепь и нуль-индикатор.

Мостовой измеритель параметров многоэлементных rlc двухполюсников // 2499263

Изобретение относится к измерительной технике. Мостовой измеритель параметров многоэлементных RLC двухполюсников содержит генератор импульсов напряжения, выход которого подключен ко входу четырехплечей мостовой цепи, первая ветвь которой состоит из последовательно включенных одиночного резистора в первом плече отношения и многоэлементного двухполюсника с уравновешивающими элементами в первом плече сравнения, а вторая ветвь - из одиночного резистора во втором плече отношения и одиночного резистора во втором плече сравнения, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходом мостовой цепи, а выход подключен к n-каскадному дифференциатору, состоящему из n последовательно включенных дифференцирующих RC звеньев; нуль-индикатор; устройство управления, выход синхронизации которого соединен с входами синхронизации генератора импульсов и нуль-индикатора.

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников // 2495440

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к области измерения параметров объектов, имеющих схемы замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2475764

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2475763

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. .

Способ измерения вектора гармонического сигнала // 2466413

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в средствах измерений пассивных и активных комплексных величин, например, в мостах и компенсаторах переменного тока или в измерителях параметров электрических цепей, а также в векторных вольтметрах.

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников // 2466412

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников. .

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников // 2461840

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров объектов, имеющих схемы замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2461010

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры трехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с трехэлементной схемой замещения.

Способ измерения вектора гармонического сигнала // 2528274

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может использоваться при измерениях пассивных и активных комплексных электрических величин. Способ состоит в том, что амплитуду А и начальный фазовый сдвиг φ0 вектора гармонического сигнала S(t) с известным периодом Т, действующего совместно с сигналами субгармонических помех Pm(t)=Amsin(2πt/Tm+φ0m), где m = 1, M ¯ , значения периодов Tm которых тоже известны и кратны Т, определяют по соотношениям: A=[(p')2+(p”)2]1/2 и φ0=arctg(p'/p”), где p', p” - проекции вектора сигнала S(t) на два ортогональных вектора опорных сигналов, а значения их измеряют путем частотозависимой дискретизации суммарного сигнала σ ( t ) = S ( t ) + ∑ m = 1 M P m ( t ) суммирования его дискретных отсчетов, производимых с помощью мгновенных импульсов, действующих в моменты времени, образующие соответственно для р' и для р” множества { t i ' } и { t i " } = { t i ' + Δ T } , где ΔТ=(2k±1)T/4, a k=0,1,2,…, которые формируют согласно условию: t i ' = t 0 + T ( i − 1 ± n i ⋅ H ) или t i ' = t 0 − T ( i − 1 ± n i ⋅ H ) , где t0 - произвольный начальный момент отсчета времени, Н - наименьшее общее кратное множества чисел {rm}, i = 1, H ¯ , ni=0,1,2,…, а значения проекций р' и р” получают по соотношениям: p ' = K ∑ i = 1 H σ ( t i ' ) , p " = K ∑ i = 1 H σ ( t i " ) , где K=1/H. Технический результат заключается в повышении точности измерения в реальном времени вектора гармонического сигнала с известным периодом, действующего совместно с сигналами субгармонических помех, значения периодов которых тоже известны.

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников // 2542640

Изобретение относится к области метрологии. Измеритель содержит генератор импульсов, мостовую цепь, нуль-индикатор. Мостовая цепь состоит из двух ветвей. Первая ветвь содержит клеммы и одиночный резистор. Вторая ветвь содержит два последовательно соединенных двухполюсника. Выходы мостовой цепи подключены к входу нуль-индикатора. Второй многоэлементный двухполюсник второй ветви моста состоит из последовательно соединенных первого резистора и первой катушки индуктивности, к их общему выводу подключен второй резистор, также введена дополнительная катушка индуктивности, которая включена между свободным выводом резистора и землей. Цепь из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности представляет собой цепь наращивания, количество дополнительных этих цепей равно [ n 2 − 2 ] при четном числе элементов n в двухполюснике объекта измерения, начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя R-L цепь наращивания является полной, при нечетном числе элементов n количество дополнительных цепей наращивания равно [ n + 1 2 − 2 ] , также начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя цепь наращивания является неполной. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков // 2562000

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований. Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей для измерения отношения напряжения мостовых датчиков. Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель. В цепь отрицательной обратной связи измерительного усилителя включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока, подключенного своим выходом к входной обмотке трансформатора. Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено рабочими и сравнительными мостами. Эти мосты включены своими измерительными диагоналями последовательно. Рабочие мосты снабжены дополнительными источниками питания, а сравнительные мосты диагоналями питания связаны с дополнительными выходными обмотками трансформатора. Образованная следящая система автоматического управления обеспечивает высокую точность результирующих измерений. 1 ил.

Способ измерения уровня диэлектрического вещества // 2567018

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении уровня диэлектрической жидкости в системах контроля и диагностики технических объектов, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники компонентами топлива. В способе измерения уровня диэлектрического вещества используется емкостной датчик уровня и компенсационный конденсатор, на которые поочередно подают синусоидальные напряжения двух частот. На этих частотах измеряют токи емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора. По величине токов определяют приращение емкости датчика уровня и относительное значение уровня диэлектрической жидкости, заполняющей межэлектродное пространство датчика. Технический результат заключается в повышении точности измерения уровня диэлектрического вещества, повышение степени автоматизации процесса измерений и его технологичности за счет учета текущего значения относительной диэлектрической проницаемости контролируемого вещества, определяемого непосредственно в процессе измерений. 2 ил.

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников // 2575765

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников, имеющих многоэлементную схему замещения. В устройство, которое содержит генератор прямоугольных импульсов напряжения, n последовательно включенных инвертирующих интеграторов, формирующих импульсы напряжения, изменяющегося по закону первой, второй и т. д. n-й степени, дифференциальный преобразователь «ток-напряжение», (n + 1) регулируемых резисторов, один из выводов каждого из них соединен с выходом генератора импульсов и выходами интеграторов соответственно, (n + 1) аналоговых коммутаторов, входы которых подключены к свободным выводам регулируемых резисторов, 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-индикаторов (НИ), входы каждого из них соединены соответственно с выходами n-го RC-звена дифференциатора, (n - 1)-го RC-звена и т. д., с выходом дифференциального преобразователя «ток-напряжение», дополнительно введен преобразователь «напряжение-ток» на операционном усилителе с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению и цепью отрицательной обратной связи по току, вход преобразователя подключен к выходу (n - 1)-го интегратора, а выход - к первому полюсу двухполюсника объекта измерения, второй полюс которого заземлен, и к входу повторителя напряжения, в выходную цепь которого включен образцовый резистор, соединенный вторым выводом с одним из входов дифференциального преобразователя «ток-напряжение». Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства при измерении параметров двухполюсников с емкостным элементом в разрыве цепи между полюсами. 2 ил.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2575794

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам измерения параметров двухполюсников. Измеритель содержит генератор, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. Генератор состоит из четырех формирователей импульсов, блока синхронизации, коммутатора, усилителя мощности. Измерительный мост состоит из двух параллельных ветвей, в первую из которых включен объект измерения, многоэлементный двухполюсник, резисторы. Вторая ветвь содержит резисторы. Объект измерения состоит из двух резисторов, катушки индуктивности, конденсатора. Нуль-индикатор имеет дифференциальный вход, вход синхронизации, общая шина индикатора равновесия и генератора импульсов заземлена. В мост введены четыре дополнительных резистора. Первый дополнительный резистор включен в многоэлементном двухполюснике моста между выводом конденсатора и выводом катушки индуктивности, последовательно соединенные второй и третий дополнительные резисторы подключены между общим выводом резистора и катушки индуктивности в многоэлементном двухполюснике четырехплечей мостовой цепи и общим выводом одиночного резистора первой ветви и первым выводом выхода моста, четвертый дополнительный резистор включен параллельно цепи из последовательно соединенных второго и третьего дополнительных резисторов. Технический результат - повышение точности измерений. 1 ил.

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.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2602997

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор питающих импульсов, дополнительный конденсатор и интегратор. В первой ветви мостовой цепи дополнительный конденсатор включен параллельно имеющемуся первому резистору, общий вывод первого резистора, конденсатора и дополнительного конденсатора первой ветви моста соединен со свободным выводом одиночного резистора второй ветви, этот общий вывод заземлен, а общий вывод одиночного резистора первой ветви моста и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения второй ветви соединен с первым выходом генератора питающих импульсов. Выход формирователя прямоугольных импульсов соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом интегратора, выход которого соединен со входом формирователя кубичных импульсов, выход последнего соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов с изменением напряжения по закону четвертой степени времени. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения. 1 ил.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков // 2615167

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к мостовым схемам измерения. Устройство измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит рабочий (измерительный) мост 1, измерительная диагональ которого через последовательно соединенные усилитель 2, селектируемый пиковый детектор 3, запоминающую емкость 4, двуквадрантный генератор управляемой частоты 5 связана с диагональю питания моста 1. Выход генератора соединен также с выходом устройства, цепью управления работой детектора 3 и через последовательно соединенные стандартизатор импульсов 6, преобразователь частоты в напряжение 7 - с диагональю питания сравнительного моста 8. При этом измерительные диагонали мостов 1 и 8 соединены последовательно. Частота следования импульсов на выходе устройства прямо пропорциональна отношению коэффициентов передачи измерительного и сравнительного мостов. Техническим результатом заявляемого устройства выступает повышение чувствительности его работы путем введения в цепь отрицательной обратной связи двуквадрантного генератора управляемой частоты, подключаемого своим выходом к диагонали питания рабочего моста. 1 ил.

Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков // 2620895

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для имитации сигналов мостовых тензорезисторных датчиков при проведении метрологических исследований и калибровке быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме. Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков содержит два коммутатора и две цепочки резисторов. Имитатор выполнен по схеме резисторного моста, в котором сопротивления плеч равны номинальному сопротивлению плеч тензорезисторов мостового датчика. Между каждой парой резисторов, образующих плечи моста, к которым подведено электропитание моста, включены цепочки из последовательно соединенных резисторов. При этом одна цепочка состоит из m-1 резисторов и имеет m выводов, которые соединены с соответствующими входами первого коммутатора, вторая цепочка состоит из n-1 резисторов и имеет n выводов, которые соединены с соответствующими входами второго коммутатора. На выходах коммутаторов, представляющих измерительную диагональ моста, количество ступеней сигналов имитатора равно m×n; при наличии одной цепочки из m-1 резисторов количество ступеней сигналов имитатора равно m. Применение данного изобретения позволит повысить точность воспроизведения сигналов мостового резисторного имитатора и точность измерения физических величин при использовании измерительной системы испытательного стенда, удаленной от градуировочного стенда, на котором проводилась калибровка мостовых тензорезисторных датчиков различных физических величин (силы, давления, перемещения и др.) с помощью измерительной системы испытательного стенда. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.