Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2542640:

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

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 $[\frac{n}{2} - 2]$ 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 $[\frac{n + 1}{2} - 2]$ , также начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя цепь наращивания является неполной. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения, а также физических величин посредством параметрических датчиков.

Известен мостовой измеритель параметров n-элементных пассивных двухполюсников [Авторское свидетельство СССР №1150556, МКИ G01R 17/10. БИ 1986, №14 (аналог)], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, четырехплечую мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостатком его является отсутствие возможности определять параметры резистивно-индуктивных (R-L) двухполюсников и двухполюсников с разнородными реактивными элементами (R-L-C) объектов измерения.

Известен мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников [Патент РФ №2103695, МКИ G01R 17/10. БИ 1998, №3 (аналог)], содержащий последовательно соединенные генератор электрических сигналов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостаток его заключается в том, что отсутствует возможность определить значение пяти, шести и так далее параметров двухполюсников объектов измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников [Патент РФ №2365921, МКИ G01R 17/10. БИ 2009, №24 (прототип)], содержащий последовательно соединенные генератор последовательностей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.

Недостатком его является то, что отсутствует возможность определять пять, шесть и так далее параметров двухполюсных объектов измерения.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей, заключающемся в том, что измеритель позволит определять пять, шесть и так далее параметров многоэлементных двухполюсников объектов измерения, а также он позволит определять параметры R-C, R-L, R-L-C двухполюсников объектов измерения.

Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников, содержащий генератор импульсов, формирующий последовательности импульсов прямоугольной, линейно изменяющейся, квадратичной и т.д. форм (u_i=K_itⁱ, где u_i - изменение напряжения в импульсе, K_i - постоянные коэффициенты и i - принимает целочисленные значения 0, 1, 2, 3, …), а также импульсы синхронизации, первый выход генератора импульсов является сигнальным, второй - выходом синхронизации, общая шина генератора импульсов заземлена; четырехплечую мостовую цепь, состоящую из двух параллельно включенных ветвей, первая из которых включает в себя последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения и одиночный резистор, первая клемма подключена к сигнальному выходу генератора импульсов, общий вывод второй клеммы и одиночного резистора является первым выводом выхода мостовой цепи, свободный вывод одиночного резистора заземлен, вторая ветвь мостовой цепи состоит из двух последовательно соединенных многоэлементных двухполюсников, свободный вывод первого многоэлементного двухполюсника подключен к сигнальному выходу генератора импульсов, общий вывод двух многоэлементных двухполюсников образует второй вывод выхода мостовой цепи, свободный вывод второго многоэлементного двухполюсника заземлен, второй многоэлементный двухполюсник включает в себя последовательно соединенные первый резистор и первую катушку индуктивности, к их общему выводу подключен второй резистор, свободный вывод первой катушки индуктивности заземлен; нуль-индикатор, к первому (дифференциальному) входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко второму входу (входу синхронизации) - второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введена во второй многоэлементный двухполюсник второй ветви моста дополнительная (вторая) катушка индуктивности, изменено включение этого второго многоэлементного двухполюсника, выделена цепь наращивания, определено количество дополнительных цепей наращивания и их подключение, дополнительная (вторая) катушка индуктивности включена между свободным выводом второго резистора и «землей», свободный вывод первого резистора подключен ко второму выводу выхода мостовой цепи, цепь из последовательно соединенных первого резистора и первой катушки индуктивности, а также вторая такая же цепь из второго резистора и второй (дополнительной) катушки индуктивности каждая представляет собой R-L цепь наращивания, количество дополнительных этих цепей равно $[\frac{n}{2} - 2]$ 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 $[\frac{n + 1}{2} - 2]$ , также начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя цепь наращивания является неполной, содержит только один резистор, который включается параллельно катушке индуктивности предпоследней цепи наращивания, каждая последующая R-L цепь наращивания подключается параллельно катушке индуктивности предыдущей цепи наращивания, оба многоэлементных двухполюсника во второй ветви мостовой цепи являются одинаковыми по количеству элементов в них, по характеру этих элементов и по их соединению между собой, количество элементов в каждом из двух многоэлементных двухполюсников во второй ветви мостовой цепи равно числу элементов n в двухполюснике объекта измерения, количество различных форм импульсов с первого (сигнального) выхода генератора импульсов тоже равно числу элементов n в двухполюснике объекта измерения.

Сущность изобретения поясняется Фиг.1.

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников включает в себя генератор импульсов 1, формирующий импульсы напряжения с изменением напряжения в течение их длительности по закону K₀t⁰, K₁t¹, K₂t², …, K_n-1t^n-1, где K₀, K₁ K₂, …, K_n-1 - постоянные коэффициенты, t - время, n - число элементов в двухполюснике объекта измерения. Эти импульсы напряжения поступают с сигнального выхода генератора импульсов 1 на вход мостовой измерительной цепи, который образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей мостовой цепи. Также генератор импульсов 1 формирует импульсы синхронизации, поступающие с выхода синхронизации генератора импульсов 1 на вход синхронизации нуль-индикатора 2. Общая шина генератора импульсов 1 заземлена.

Первая ветвь мостовой цепи включает в себя последовательно соединенные две клеммы 3 и 4 для подключения двухполюсников - объектов измерения и одиночный резистор 5. Общий вывод одиночного резистора 5 и клеммы 4 для подключения объектов измерения образуют первый вывод выхода мостовой цепи.

Вторую ветвь мостовой цепи образуют два последовательно соединенных многоэлементных двухполюсника. Общий вывод их образует второй вывод выхода мостовой цепи. Клемма 3 для подключения объектов измерения и свободный вывод первого многоэлементного двухполюсника образуют первый вывод входа мостовой цепи, соединенный с сигнальным выходом генератора импульсов 1. Свободные выводы второго многоэлементного двухполюсника и одиночного резистора 5 заземлены и образуют второй вывод входа мостовой цепи.

Первый многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно включенных первого резистора 6 и первой катушки индуктивности 7. К их общему выводу подключен второй резистор 8, последовательно с которым соединена вторая катушка индуктивности 9. К общему выводу второго резистора 8 и второй катушки индуктивности 9 подключен третий резистор 10, последовательно с которым соединена третья катушка индуктивности 11. Свободный вывод резистора 6 соединен с сигнальным выходом генератора импульсов 1. Свободные выводы катушек индуктивности 7, 9 и 11 соединены со вторым выводом выхода мостовой цепи.

Второй многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно включенных первого резистора 12 и первой катушки индуктивности 13. К их общему выводу подключен второй резистор 14, последовательно с которым соединена вторая катушка индуктивности 15. К общему выводу второго резистора 14 и второй катушки индуктивности 15 подключен третий резистор 16, последовательно с которым соединена третья катушка индуктивности 17. Свободный вывод резистора 12 соединен со вторым выводом выхода мостовой цепи. Свободные выводы катушек индуктивности 13, 15 и 17 заземлены.

К первому входу нуль-индикатора 2 (дифференциальному входу) соединены оба вывода выхода мостовой цепи. Второй вход нуль-индикатора 2 (вход синхронизации) соединен с выходом синхронизации генератора импульсов 1. Общая шина нуль-индикатора 2 заземлена.

Каждая из двухэлементных цепей двух многоэлементных двухполюсников второй ветви мостовой цепи, состоящая из первого резистора 6 (12) и первой катушки индуктивности 7 (13), из второго резистора 8 (14) и второй катушки индуктивности 9 (15), а также третьего резистора 10 (16) и третьей катушки индуктивности 11 (17), представляет собой R-L цепь наращивания. Количество дополнительных этих цепей, учитывая две цепи наращивания из прототипа, равно $[\frac{n}{2} - 2]$ при четном числе элементов n в двухполюснике объекта измерения, начиная с третьей цепи наращивания. В этом случае последняя R-L цепь является полной. При нечетном числе элементов n количество дополнительных цепей наращивания равно $[\frac{n + 2}{2} - 2]$ , также начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя цепь наращивания является неполной, содержит только один резистор, который включается параллельно катушке индуктивности предпоследней цепи наращивания. Каждая последующая R-L цепь наращивания подключается параллельно резистору предыдущей R-L цепи наращивания. Оба многоэлементных двухполюсника во второй ветви мостовой цепи являются одинаковыми по количеству элементов в них, по характеру этих элементов и по их соединению между собой. Количество элементов в каждом из двух многоэлементных двухполюсников во второй ветви мостовой цепи равно числу элементов n в двухполюснике объекта измерения.

В качестве примеров двухполюсников - объектов измерения приведены двухполюсники R-C, R-L и R-L-C. Пример резистивно-емкостного R-C двухполюсника содержит резистор 18, параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных конденсатора 19 и резистора 20, параллельно резистору 20 включен конденсатор 21. Пример резистивно-индуктивного двухполюсника R-L содержит последовательно соединенные резистор 22 и катушку индуктивности 23, параллельно катушке индуктивности 23 включены последовательно соединенные резистор 24 и катушка индуктивности 25. И, наконец, пример R-L-C двухполюсника содержит резистор 26, последовательно с которым включена цепь из параллельно соединенных катушки индуктивности 27, резистора 28 и конденсатора 29.

Образцовые элементы мостовой цепи 5 (R₅), 6 (R₆), 7 (L₇), 8 (R₈), 9 (L₉), 10 (R₁₀), 11 (L₁₁), … имеют известные и постоянные значения параметров. Образцовые элементы мостовой цепи 12 (R₁₂), 13 (L₁₃), 14 (R₁₄), 15 (L₁₅), 16 (R₁₆), 17 (L₁₇), … имеют известные регулируемые значения параметров и используются для уравновешивания мостовой цепи. Наконец, элементы 18 (R₁₈), 19 (С₁₉), 20 (R₂₀), 21 (C₂₁), …; 22 (R₂₂), 23 (L₂₃), 24 (R₂₄), 25 (L₂₅), …; 26 (R₂₆), 27 (L₂₇), 28 (R₂₈), 29 (C₂₉), … имеют неизвестные значения параметров и относятся к двухполюсникам объекта измерения.

Перед началом воздействия очередного импульса с сигнального выхода генератора импульсов 1 реактивные элементы мостовой цепи свободны от запасов энергии, и напряжение на входе и выходе мостовой цепи равно нулю. На каждом этапе уравновешивания при воздействии очередного импульса в мостовой цепи в начале импульса и после его окончания возникают переходные процессы в виде всплесков напряжения на выходе мостовой цепи, которые за время переходного процесса затухают до нуля. Полезной является часть импульса с выхода мостовой цепи от окончания переходного процесса и до окончания импульса, она имеет плоскую вершину.

Рассмотрим работу мостового измерителя при подключении к мостовой цепи двухполюсника R-C объекта измерения, содержащего элементы 18 (R₁₈), 19 (C₁₉), 20 (R₂₀) и 21 (C₂₁). Вначале на мостовую цепь с генератора импульсов 1 подаются импульсы прямоугольной формы K₀t⁰. Регулировкой значения сопротивления резистора 12 (R₁₂) приводят плоскую вершину импульсного напряжения с выхода моста (напряжение неравновесия) к нулю, отмечая это здесь и в дальнейшем по нуль-индикатору 2, в качестве которого можно использовать, например, осциллограф. В результате выполняется первое условие равновесия

$A_{1} = R_{6} R_{5} - R_{18} R_{12} = 0 . (1)$

Отсчет неизвестного значения сопротивления 18 (R₁₈) исследуемого двухполюсника берется из условия равновесия (1), где значения параметров всех других элементов (R₅, R₆, R₁₂) являются известными. Здесь и в дальнейшем импульсы синхронизации с генератора импульсов 1 обеспечивают устойчивость показаний нуль-индикатора 2.

После этого на мостовую цепь с генератора импульсов 1 подаются импульсы линейно изменяющегося напряжения (K₁t¹). Регулировкой катушки индуктивности 13 (L₁₃) плоская вершина импульса напряжения неравновесия приводится к нулю и тем самым выполняется второе условие равновесия

$A_{2} = (R_{6} C_{19} R_{5} - L_{13}) R_{18} + L_{7} R_{5} = 0 . (2)$

При этом не следует регулировать значение сопротивления резистора 12 (R₁₂), так как это приведет к нарушению первого условия равновесия (1), что недопустимо. Отсчет неизвестного параметра С₁₉ берется из выражения (2), так как остальные величины в нем являются известными, в том числе значение сопротивления 8 (R₈) из выражения (1).

Затем на мостовую цепь с генератора импульсов 1 подаются импульсы квадратичной формы (K₂t²). Регулировкой значения сопротивления резистора 8 (R₈) плоская вершина импульса напряжения неравновесия приводится к нулю и выполняется третье условие равновесия

$\begin{array}{l} A_{3} = {L_{13} (R_{8} R_{5} - R_{14} R_{18}) + R_{14} C_{19} R_{5} [R_{18} (R_{6} R_{8}) + R_{8} R_{20}]} L_{7} + L {}_{13}R_{8} C_{19} R_{18} (R_{6} R_{5} - \\ - R_{14} R_{20}) = 0 . (3) \end{array}$

Параметры элементов 12 (R₁₂) и 13 (L₁₃) при этом регулировать нельзя, так как это приведет к нарушению выполнения первых двух условий равновесия (1) и (2). Отсчет неизвестного параметра R₂₀ берется из (3), так как остальные величины в нем известны, в том числе R₁₈ из (1) и С₁₉ из (2).

Для примера подробно приведены три этапа уравновешивания мостовой цепи. Далее на последующих этапах уравновешивания используются импульсы с генератора импульсов 1 с изменением напряжения по закону третьей (K₃t³), четвертой (K₄t⁴), пятой (K₅t⁵) и так далее степени. Число этапов уравновешивания и количество используемых форм импульсов равно числу параметров в двухполюсных объектах измерения. На каждом этапе приводится к нулю плоская вершина импульса напряжения неравновесия в интервале времени от окончания переходного процесса и до окончания питающего импульса. Это реализуется регулированием значения уравновешивающего элемента, который не использовался ранее на предыдущих этапах уравновешивания и не входил в предыдущие условия равновесия. Отсчет искомых параметров берется из условий равновесия.

При подключении к мостовой цепи резистивно-индуктивного (R-L) двухполюсника объекта измерения, содержащего элементы 22 (R₂₂), 23 (L₂₃), 24 (R₂₄), 25 (L₂₅), используются приведенные выше этапы уравновешивания в прежней последовательности. Сохраняются те же формы питающих импульсных сигналов, те же регулируемые параметры и прежняя последовательность регулирования их значений: R₁₂, L₁₃, R₁₄, …. Приведены условия равновесия для первых трех этапов:

$A_{1} = R_{6} R_{5} - R_{12} R_{22} = 0, (4)$

$A_{2} = R_{12} R_{23} - L_{7} R_{5} - L_{13} R_{22} = 0, (5)$

$\begin{array}{l} A_{3} = R_{24} L_{13} L_{7} (R_{8} R_{5} - R_{14} R_{22}) + L_{23} {R_{14} R_{8} (L_{7} R_{5} L_{13} R_{22}) - {R_{24} [L_{13} R_{8} (R_{12} + R_{14}) + \\ L_{7} R_{12} R_{14}]}} = 0 . (6) \end{array}$

Из них берется отсчет значений искомых параметров: R₂₂, L₂₃, R₂₄, ….

Если к мостовой цепи подключается R-L-C двухполюсник, содержащий элементы 26 (R₂₆), 27 (L₂₇), 28 (R₂₈), 29 (C₂₉), то используются те же формы питающих импульсов, те же регулируемые параметры и прежняя последовательность регулирования их значений. Условия равновесия для первых трех этапов:

$A_{1} = R_{6} R_{5} - R_{12} R_{26} = 0, (7)$

$A_{2} = R_{12} R_{27} - L_{7} R_{5} - L_{13} R_{26} = 0, (8)$

$\begin{array}{l} A_{3} = R_{28} L_{13} L_{7} (R_{8} R_{5} - R_{14} R_{26}) + L_{27} {R_{14} R_{8} (L_{7} R_{5} L_{13} R_{26}) - {R_{28} [L_{13} R_{8} (R_{12} + R_{14}) + \\ L_{7} R_{12} R_{14}]}} = 0 . (9) \end{array}$

Из них берется отсчет значений искомых параметров R₂₆, L₂₇, R₂₈, ….

После выполнения всех n этапов уравновешивания мост к полному равновесию не приводится, но получены n условий равновесия (n уравнений), из которых, как известно, можно взять отсчет n искомых параметров двухполюсников объектов измерения. Здесь на выходе моста в начале импульса имеется всплеск напряжения, который затухает до нуля за время переходного процесса, и напряжение плоской вершины импульса, равное нулю. После окончания импульса в течение переходного процесса тоже имеется всплеск напряжения, которое затухает до нуля. Такие мостовые цепи относятся к квазиуравновешенным мостам.

Таким образом, в приведенном мостовом измерителе параметров двухполюсников существенно расширены функциональные возможности, и он позволяет определить параметры R-C, R-L и R-L-C n-элементных двухполюсников объектов измерения, где число n может быть равно пяти, шести и так далее. При этом сохранено такое важное качество мостовой цепи, как раздельное уравновешивание.

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников, содержащий генератор импульсов, формирующий последовательности импульсов прямоугольной, линейно изменяющейся, квадратичной и т.д. форм (u_i=K_itⁱ, где u_i - изменение напряжения в импульсе, K_i - постоянные коэффициенты и i - принимает целочисленные значения 0, 1,2, 3, …), а также импульсы синхронизации, первый выход генератора импульсов является сигнальным, второй - выходом синхронизации, общая шина генератора импульсов заземлена; четырехплечую мостовую цепь, состоящую из двух параллельно включенных ветвей, первая из которых включает в себя последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения и одиночный резистор, первая клемма подключена к сигнальному выходу генератора импульсов, общий вывод второй клеммы и одиночного резистора является первым выводом выхода мостовой цепи, свободный вывод одиночного резистора заземлен, вторая ветвь мостовой цепи состоит из двух последовательно соединенных многоэлементных двухполюсников, свободный вывод первого многоэлементного двухполюсника подключен к сигнальному выходу генератора импульсов, общий вывод двух многоэлементных двухполюсников образует второй вывод выхода мостовой цепи, свободный вывод второго многоэлементного двухполюсника заземлен, второй многоэлементный двухполюсник включает в себя последовательно соединенные первый резистор и первую катушку индуктивности, к их общему выводу подключен второй резистор, свободный вывод первой катушки индуктивности заземлен; нуль-индикатор, к первому (дифференциальному) входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко второму входу (входу синхронизации) - второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что введена во второй многоэлементный двухполюсник второй ветви моста дополнительная (вторая) катушка индуктивности, изменено включение этого второго многоэлементного двухполюсника, выделена цепь наращивания, определено количество дополнительных цепей наращивания и их подключение, дополнительная (вторая) катушка индуктивности включена между свободным выводом второго резистора и «землей», свободный вывод первого резистора подключен ко второму выводу выхода мостовой цепи, цепь из последовательно соединенных первого резистора и первой катушки индуктивности, а также вторая такая же цепь из второго резистора и второй (дополнительной) катушки индуктивности каждая представляет собой R-L цепь наращивания, количество дополнительных этих цепей равно 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 , также начиная с третьей цепи наращивания, в этом случае последняя цепь наращивания является неполной, содержит только один резистор, который включается параллельно катушке индуктивности предпоследней цепи наращивания, каждая последующая R-L цепь наращивания подключается параллельно катушке индуктивности предыдущей цепи наращивания, оба многоэлементных двухполюсника во второй ветви мостовой цепи являются одинаковыми по количеству элементов в них, по характеру этих элементов и по их соединению между собой, количество элементов в каждом из двух многоэлементных двухполюсников во второй ветви мостовой цепи равно числу элементов n в двухполюснике объекта измерения, количество различных форм импульсов с первого (сигнального) выхода генератора импульсов тоже равно числу элементов n в двухполюснике объекта измерения.

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.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2527658

Изобретение относится к измерительной технике. Измеритель содержит генератор импульсов, нуль-индикатор, мостовую цепь.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2523772

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

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников.

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. .

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.

Способ дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации // 2621641

Предлагаемый способ относится к системам автоматизации контроля электрохимической защиты стальных подземных коммуникаций, в том числе магистральных трубопроводов транспортировки нефти и газа, и может использоваться при оснащении контролируемых пунктов (КП) устройствами телемеханики в системах дистанционного контроля электрохимической защиты. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит подземную коммуникацию 1, дренажную установку 2, модемы 3.1 и 3.2, систему 4 сбора данных, источник 5 питания с преобразователем блуждающих токов и накопителем энергии, источник 6 блуждающих токов, заземленный электрод 7, приемопередающие антенны 8.1 и 8.2. Каждый модем 3.1 (3.2) содержит приемопередающую антенну 8.1 (8.2), задающий генератор 9.1 (9.2), источник 10.1 (10.2) дискретных сообщений, фазовый манипулятор 11.1 (11.2), первый гетеродин 12.1 (12.2), первый смеситель 13.1 (13.2), усилитель 14.1 (14.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 15.1 (15.2) мощности, дуплексер 16.1 (16.2), второй усилитель 17.1 (17.2) мощности, второй гетеродин 18.1 (18.2), второй смеситель 19.1 (19.2), усилитель 20.1 (20.2) второй промежуточной частоты, перемножитель 21.1 (21.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2). Техническим результатом заявленного решения является повышение надежности дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации путем применения дуплексной радиосвязи между контрольным и диспетчерским пунктами с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией. 4 ил.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2629653

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, который состоит из формирователей импульсов прямоугольной формы К0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения К1t1, импульсов кубичной формы К3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону пятой степени времени К5t5, где К0, К1, К3, К5 – постоянные коэффициенты, а t – текущее время. Устройство также включает коммутатор, усилитель мощности, блок синхронизации и нуль-индикатор, а также четырехплечую мостовую электрическую цепь, которая состоит из двух параллельно включенных ветвей. Первая из них включает в себя одиночный резистор первого плеча отношения и многоэлементный двухполюсник с уравновешивающими элементами из резистора, параллельно которому включена электрическая цепь из последовательно соединенных первого конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней подключен второй конденсатор, вторая ветвь мостовой цепи включает в себя последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и одиночный резистор второго плеча отношения. Кроме того, введены дополнительный конденсатор и два интегратора согласно схеме устройства. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющих погрешности от паразитных емкостей относительно "земли" регулируемых уравновешивающих элементов и нестабильности этих паразитных емкостей. 1 ил.