Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков

Авторы патента:

Строев Владимир Михайлович (RU)

Куликов Андрей Юрьевич (RU)

Федюнин Павел Александрович (RU)

Фесенко Александр Иванович (RU)

G01R19/10 - измерения суммы, разности или отношения

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

Владельцы патента RU 2562000:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

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.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований.

Известны устройства для измерения отношения напряжения мостовых датчиков, в которых используются электромеханические элементы, включающие реохорд, реверсивный электродвигатель и электронный усилитель (авт. свид. СССР №180693, опубл. 26.03.1966, Бюл. №8).

Общим недостатком этих устройств является ограниченная функциональная возможность, что затрудняет его использование при многофакторных экспериментальных исследованиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, принятое за прототип, содержащее рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока (авт. свид. №180693 МПК G01R, Кл. 21е, 30/10, опубл. 26.03.1966, Бюл. №8).

Недостатком этого устройства является ограниченная функциональная возможность, что затрудняет его использование при многофакторных экспериментальных исследованиях.

Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей для измерения отношения напряжения мостовых датчиков.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков, содержащее рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока, подключенного своим выходом к входной обмотке трансформатора, дополнительно снабжено рабочими и сравнительными мостами, включенными последовательно измерительными диагоналями, при этом рабочие мосты снабжены дополнительными источниками питания, а сравнительные мосты диагоналями питания связаны с дополнительными выходными обмотками трансформатора.

На фигуре 1 представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков состоит из усилителя переменного тока 1, рабочих (измерительных) мостов 2₁…2_n, стабилизированных источников питания 3₁…3_n, сравнительных мостов 4₁…4_n, трансформатора 5.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит последовательно соединенные измерительными диагоналями рабочие мосты 2₁…2_n и сравнительные 4₁…4_n мосты, подключенные к входу усилителя переменного тока 1, выход которого связан с входной обмоткой трансформатора 5, при этом диагонали питания мосты 2₁…2_n соединены со стабилизированными источниками питания 3₁…3_n переменного тока, а диагонали питания сравнительных мостов 4₁…4_n подключены к выходным обмоткам трансформатора 5.

Назначение новых элементов схемы - дополнительных рабочих и сравнительных мостов - понятно из их названия.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков работает следующим образом.

На вход усилителя 1, охваченного отрицательной обратной связью, подается с рабочих (измерительных) мостов 2₁…2_n напряжение:

где n=1, 2, 3…;

$К_{м i}^{'}$ - коэффициент передачи i-ого рабочего (измерительного) моста;

U_3i - напряжение питания i-ого рабочего (измерительного) моста.

Коэффициенты передачи сравнительных мостов 4₁…4_n определяются отношением:

Так как коэффициент усиления усилителя 1 с обратной связью равен $k_{0} = \frac{k}{1 + k \cdot β}$ , где k - коэффициент усиления усилителя с разомкнутой петлей обратной связи; β - отношение напряжения обратной связи к выходному напряжению усилителя:

При k·β>>1

Напряжение на выходе усилителя в этом случае:

Таким образом, при стабилизированном постоянном питании U₃ мостов 2₁…2_n выходное напряжение усилителя пропорционально отношению суммы коэффициентов передач измерительных мостов к сумме коэффициентов передач сравнительных мостов, что может быть использовано при многофакторных экспериментальных исследованиях.

Образованная следящая система автоматического управления обеспечивает высокую точность результирующих измерений при одновременном измерении нескольких контролируемых параметров.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков, содержащее рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока, подключенного своим выходом к входной обмотке трансформатора, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено рабочими и сравнительными мостами, включенными последовательно измерительными диагоналями, при этом рабочие мосты снабжены дополнительными источниками питания, а сравнительные мосты диагоналями питания связаны с дополнительными выходными обмотками трансформатора.

Изобретение относится к геофизике. .

Способ измерения угла диэлектрических потерь // 2349922

Изобретение относится к электротехническим измерениям, предназначено для измерения угла диэлектрических потерь диэлектрических материалов. .

Цифровой измеритель коэффициента передачи // 2236018

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано для измерения параметров усилителей низких и инфранизких частот, а также для автоматизированного контроля трактов прохождения аудиосигналов.

Устройство для определения приращений напряжения между соседними экстремумами // 2213978

Изобретение относится к области информационно-измерительной и аналоговой вычислительной техники, может использоваться в анализаторах качества электроэнергии. .

Устройство для выделения абсолютных приращений напряжения // 2212675

Изобретение относится к области информационно-измерительной и аналоговой вычислительной техники и может использоваться в анализаторе колебаний напряжения. .

Устройство для фиксации коммутационного износа выключателей // 2163382

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным масляным выключателям электрических сетей. .

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик гармонических сигналов // 2089919

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к устройствам для измерения отношения K значений амплитуд и величины сдвига фаз F0 двух гармонических сигналов, и может быть использовано при корреляционном анализе, преимущественно сигналов звукового и инфразвукового частотных диапазонов.

Устройство для измерения отношения аналоговых сигналов // 2028002

Способ функционального преобразования двух напряжений и устройство для его осуществления // 2022273

Способ измерения отношения двух напряжений // 2020490

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников // 2542640

Изобретение относится к области метрологии. Измеритель содержит генератор импульсов, мостовую цепь, нуль-индикатор.

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.

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.

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.