Мостовой измеритель параметров двухполюсников

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.

 

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 мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [а.с. СССР №1157467 G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников/Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл., 1985, №19], содержащий последовательно соединенные питающий генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, 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 трехэлементных пассивных двухполюсников [А.С. СССР №945805 G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников/Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл., 1982, №27], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов сложной формы, четырехплечую мостовую электрическую 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 №798606 G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников/Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл., 1981, №3], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов сложной формы, четырехплечую мостовую электрическую 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 формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K0t0, K1t, K2t2, K3t3, где К0, К1, К2, К3 - постоянные коэффициенты и t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и каскада синхронизации, 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 (сигнальный) 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 последовательно соединенных многоэлементного двухполюсника и одиночного резистора, общий вывод которых образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, многоэлементный двухполюсник включает в себя резистор, к одному из выводов которого подключен конденсатор, а к другому выводу - катушка индуктивности, также в многоэлементном двухполюснике имеется двухполюсник объекта измерения, который, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора и цепи из параллельно включенных катушки индуктивности, конденсатора и второго резистора, вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи включает в себя два последовательно соединенных резистора, свободный вывод первого из них соединен с общим выводом резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника, общий вывод этих двух резисторов образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод второго резистора соединен со свободным выводом одиночного резистора первой ветви моста; нуль-индикатор, два вывода дифференциального (первого) входа которого соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи, второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена; введены четыре дополнительных резистора, две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения перенесены из второй ветви четырехплечей мостовой цепи в первую ветвь и изменено включение элементов, первый дополнительный резистор включен в многоэлементном двухполюснике моста между свободным выводом конденсатора и свободным 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, первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения соединена с общим выводом резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника первой ветви и первого резистора второй ветви четырехплечей мостовой цепи, вторая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения соединена с общим выводом второго и третьего дополнительных резисторов многоэлементного двухполюсника первой ветви моста, свободный вывод первого резистора двухполюсника объекта измерения соединен с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, а свободный общий вывод катушки индуктивности, второго резистора и конденсатора двухполюсника объекта измерения соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, сигнальный вывод выхода генератора питающих импульсов соединен с общим выводом одиночного резистора первой ветви моста и второго резистора его второй ветви, общий вывод первой клеммы, резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника первой ветви моста и первого резистора второй ветви четырехплечей мостовой цепи заземлен.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 питающих импульсов, состоящий из формирователя 2 прямоугольных импульсов (K0t0), формирователя 3 линейно изменяющихся импульсов (K1t1), формирователя 4 квадратичных импульсов (K2t2), формирователя 5 кубичных импульсов (K3t3), где К0, К1, К2, К3 - постоянные коэффициенты, t - текущее время, усилителя 6 мощности, коммутатора 7 и каскада 8 синхронизации. Выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора 7, выход которого подключен ко входу усилителя 6 мощности. Выход усилителя 6 мощности образует первый (сигнальный) выход относительно «земли» генератора 1 питающих импульсов. Выход каскада 8 синхронизации соединен со входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов. Также выход каскада 8 синхронизации образует второй выход относительно «земли» (выход синхронизации) генератора 1 питающих импульсов. 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 включает в себя многоэлементный двухполюсник, образующий первое плечо четырехплечей мостовой цепи.

В многоэлементном двухполюснике имеются две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, который, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора 9 (R9) и цепи из параллельно включенных катушки индуктивности 10 (L10), конденсатора 11 (С11) и второго резистора 12 (R12). Свободный вывод первого резистора R9 присоединен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения. Свободный общий вывод катушки индуктивности L10, конденсатора С11 и второго резистора R12 соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения. В многоэлементном двухполюснике имеется резистор 13 (R13), параллельно которому включена трехэлементная электрическая цепь. Одним из выводов резистор R13 соединен со вторым дополнительным резистором 14 (R14). Последовательно с резистором R14 включен третий дополнительный резистор 15 (R15). Общий вывод резисторов R14 и R15 соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения. Резистор R15 соединен также последовательно с одиночным резистором 16 (R16), составляющим второе плечо четырехплечей мостовой цепи. Общий вывод резисторов R15 и R16 образует первый вывод выхода моста (первую вершину измерительной диагонали).

Трехэлементная электрическая цепь, включенная параллельно резистору R13, состоит из соединенных последовательно конденсатора 17 (С17), первого дополнительного резистора 18 (R18) и катушки индуктивности 19 (L19). В многоэлементном двухполюснике четвертый дополнительный резистор 20 (R20) включен параллельно соединенным последовательно резисторам R14 и R15. Общий вывод катушки индуктивности L19 и резистора R20 соединен с общим выводом резисторов R13 и R14. Свободный вывод резистора R20 присоединен к общему выводу резисторов R15 и R16 и к первой вершине измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи. Многоэлементный двухполюсник и соединенный с ним последовательно одиночный резистор R16 составляют первую ветвь моста.

Вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи содержит последовательно соединенные первый резистор 21 (R21) и второй резистор 22 (R22). Первый резистор R21 входит в третье плечо моста. Второй резистор R22 входит в его четвертое плечо. Общий вывод резисторов R21 и R22 составляет второй вывод выхода (вторую вершину измерительной диагонали) четырехплечей мостовой цепи. Общий вывод резисторов R16 и R22 образует первую вершину генераторной диагонали моста, подключенную к первому (сигнальному) выходу генератора 1 питающих импульсов. Вторая вершина генераторной диагонали четырехплечей мостовой цепи образована свободным общим выводом резисторов R13 и R21, конденсатора С17 и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения. Эта вершина присоединена к заземленной общей шине генератора 1 питающих импульсов.

Два вывода дифференциального первого входа нуль-индикатора 23 соединены с двумя вершинами измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи. Второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора 23 соединен со вторым выходом генератора 1 питающих импульсов. Общая шина нуль-индикатора 23 соединена со второй вершиной генераторной диагонали моста и с заземленной общей шиной генератора 1 питающих импульсов.

В мостовом измерителе параметров двухполюсников сопротивления резисторов R14, R15, R16, R20, R21 и R22 известны и постоянны. При этом значения сопротивлений резисторов R15, R20 и R16, R22 попарно равны (R15=R20, R16=R22). Значение сопротивления резистора R21 определяется из выражения

R 21 = R 15 ( R 14 + R 15 ) R 14 + 2 R 15 . (1)

Это предварительное условие, которое следует выполнить заранее. Регулируемыми переменными являются известные параметры уравновешивающих элементов - резисторов R13 и R18, конденсатора С17 и катушки индуктивности L19. Искомыми являются параметры двухполюсника объекта измерения - резисторов R9 и R12, катушки индуктивности L10 и конденсатора С11.

Работа мостового измерителя параметров двухполюсников состоит в следующем. В начальный момент времени при отсутствии импульсов с генератора 1 питающих импульсов напряжения на генераторной и измерительной диагоналях четырехплечей мостовой цепи равны нулю. В генераторе 1 питающих импульсов формирователь 2 прямоугольных импульсов, формирователь 3 линейно изменяющихся импульсов, формирователь 4 квадратичных импульсов, формирователь 5 кубичных импульсов формируют последовательности импульсных сигналов соответствующих форм. Эти сигналы поочередно посредством коммутатора 7 поступают через усилитель 6 мощности на выход генератора 1 питающих импульсов и воздействуют на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи.

В первую очередь на вход моста подается последовательность прямоугольных импульсных сигналов. При воздействии очередного прямоугольного импульса в измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи после оончания переходного процесса устанавливается неизменяющееся в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса напряжение неравновесия, имеющее плоскую вершину. Напряжение этой вершины приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R13. При этом выполняется первое условие равновесия четырехплечей мостовой цепи

А 1 = ( R 14 + 2 R 15 ) 2 R 9 R 13 R 14 2 R 15 2 = 0 . (2)

Здесь и в дальнейшем равновесие моста отмечается по нуль-индикатору 23. Устойчивые показания его обеспечивают сигналы синхронизации со второго выхода генератора 1 питающих импульсов.

Затем на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи поступает последовательность импульсов линейно изменяющейся формы. При воздействии очередного такого импульса на выходе моста после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса имеется неизменяющееся напряжение неравновесия, содержащее плоскую вершину. Напряжение этой вершины с учетом выполненного первого условия равновесия (2) приводится к нулю однократной регулировкой переменной емкости уравновешивающего конденсатора С17. Второе условие равновесия моста запишется в виде

А 2 = ( R 14 + 2 R 15 ) 2 L 10 R 14 2 R 15 2 C 17 = 0 . (3)

Выполнение первого условия равновесия (2) сохраняется, поскольку в нем отсутствует регулируемая емкость уравновешивающего конденсатора С17.

Далее на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи воздействует последовательность импульсов квадратичной формы. В измерительной диагонали моста при поступлении очередного квадратичного импульса устанавливается сигнал неравновесия. Здесь после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса содержится плоская вершина, напряжение которой при выполненных условиях (2) и (3) приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R18. Третье условие равновесия моста определяется выражением

А 3 = ( R 14 + 2 R 15 ) 2 R 12 R 18 R 14 2 R 15 2 = 0 . (4)

Выполнение первого (2) и второго (3) условий равновесия в этом случае не нарушается, так как здесь не содержится регулируемое сопротивление уравновешивающего резистора R18.

В последнюю очередь на вход моста подается последовательность кубичных импульсов. Воздействие на четырехплечую мостовую цепь очередного импульса такой формы вызывает появление в измерительной диагонали моста неизменяющегося импульсного сигнала неравновесия, имеющего после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса плоскую вершину. Ее напряжение приводится к нулю при выполненных условиях (2) - (4) однократной регулировкой переменной индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L19. В итоге четвертое и последнее условие равновесия четырехплечей мостовой цепи имеет вид

А 4 = ( R 14 + 2 R 15 ) 2 L 19 R 14 2 R 15 2 C 11 = 0 . (5)

Предыдущие условия (2) - (4) выполняются. В них нет регулируемой индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L19.

Искомые значения четырех параметров двухполюсника объекта измерения R9, L10, C11 и R12 определяются из четырех условий равновесия четырехплечей мостовой цепи (2) - (5). По сути из решения четырех уравнений определяются четыре неизвестных параметров.

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 формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K0t0, K1t, K2t2, K3t3, где К0, К1, К2, К3 - постоянные коэффициенты и t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и каскада синхронизации, 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 (сигнальный) 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 последовательно соединенных многоэлементного двухполюсника и одиночного резистора, общий вывод которых образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, многоэлементный двухполюсник включает в себя резистор, к одному из выводов которого подключен конденсатор, а к другому выводу - катушка индуктивности, также в многоэлементном двухполюснике имеется двухполюсник объекта измерения, который, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора и цепи из параллельно включенных катушки индуктивности, конденсатора и второго резистора, вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи включает в себя два последовательно соединенных резистора, свободный вывод первого из них соединен с общим выводом резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника, общий вывод этих двух резисторов образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод второго резистора соединен со свободным выводом одиночного резистора первой ветви моста; нуль-индикатор, два вывода дифференциального (первого) входа которого соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи, второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена; отличающийся тем, что в него введены четыре дополнительных резистора, две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения перенесены из второй ветви четырехплечей мостовой цепи в первую ветвь и изменено включение элементов, первый дополнительный резистор включен в многоэлементном двухполюснике моста между свободным выводом конденсатора и свободным 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, первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения соединена с общим выводом резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника первой ветви и первого резистора второй ветви четырехплечей мостовой цепи, вторая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения соединена с общим выводом второго и третьего дополнительных резисторов многоэлементного двухполюсника первой ветви моста, свободный вывод первого резистора двухполюсника объекта измерения соединен с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, а свободный общий вывод катушки индуктивности, второго резистора и конденсатора двухполюсника объекта измерения соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, сигнальный вывод выхода генератора питающих импульсов соединен с общим выводом одиночного резистора первой ветви моста и второго резистора его второй ветви, общий вывод первой клеммы, резистора и конденсатора многоэлементного двухполюсника первой ветви моста и первого резистора второй ветви четырехплечей мостовой цепи заземлен.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников, имеющих многоэлементную схему замещения.

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.

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

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

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.

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

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.

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Техническим результатом является повышение надежности и достоверности определения уровня диэлектрического вещества за счет использования дублированного емкостного датчика уровня, исключения влияния паразитной электрической емкости длиной линии связи, защиты от сбойных процессов в устройствах вычислительной техники и отказов электронной компонентной базы в измерительном канале. В способе определения уровня диэлектрического вещества воздействуют синусоидальным напряжением на заданных частотах последовательно сначала на основной, затем на дублирующий емкостный датчик уровня и их эталоны, затем измеряют токи через дублирующий сухой датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, фиксируют результаты измерения, определяют и фиксируют значение электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, определяют и фиксируют значение приращения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня при полном его погружении в диэлектрическое вещество. Периодически и последовательно измеряют и фиксируют ток через заполняемый диэлектрическим веществом дублирующий емкостный датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, периодически определяют и фиксируют текущее значения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня, заполняемого диэлектрическим веществом, определяют уровень, выраженный в виде разности текущего значения электрической емкости заполняемого дублирующего емкостного датчика уровня и электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, отнесенной к значению приращения электрической емкости полностью погруженного в диэлектрическое вещество дублирующего емкостного датчика уровня. Далее в каждом n-канале определяют значения уровней диэлектрического вещества, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком уровня, причем приоритетным значением уровня принимают значение, определяемое через основной емкостный датчик уровня, при этом значения уровней, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком в каждом канале сравнивают между собой, при превышении полученным результатом сравнения допустимого значения проводят анализ возможных причин, в результате которых возникло превышение, после чего измеренные через основной емкостный датчик уровня значения токов, значение электрической емкости и значение уровня в каждом из n-каналов сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, в случае выхода измеренных в каком-либо из n-каналов значений токов, электрической емкости или уровня за соответствующие пределы диапазона допустимых значений, измеренные в этом же канале через дублирующий емкостный датчик уровня значения токов, электрической емкости и уровня сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, определение уровня диэлектрического вещества происходит с учетом значений уровней, измеренных в каждом n-канале. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в датчиковых системах для преобразования сигналов сенсоров (ускорения, давления, радиации и т.п.) в напряжение. Технический результат - повышение быстродействия. Измерительный мост с повышенным быстродействием содержит первый (1), второй (4), третий (6) и четвертый (8) измерительные резисторы, первый (9) и второй (10) паразитные конденсаторы, связанные соответственно с первым (3) и вторым (7) выводами измерительной диагонали. В схему введены первый (11) и второй (12) инвертирующие усилители напряжения, первый (13) и второй (14) корректирующие конденсаторы, причем вход первого (11) инвертирующего усилителя напряжения подключен ко второму (7) выводу измерительной диагонали, а первый (13) корректирующий конденсатор включен между выходом первого (11) инвертирующего усилителя напряжения и первым (3) выводом измерительной диагонали, вход второго (12) инвертирующего усилителя напряжения соединен с первым (3) выводом измерительной диагонали, а второй (14) корректирующий конденсатор включен между выходом второго (12) инвертирующего усилителя напряжения и вторым (7) выводом измерительной диагонали. 11 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения электрической емкости конденсаторов и конденсаторных датчиков различных технологических параметров (уровня, давления, перемещения и т.д.). Способ измерения электрической емкости основан на регистрации времени заряда t1 измеряемого конденсатора с момента подачи на него через резистор R постоянного напряжения Е до момента достижения на измеряемом конденсаторе СХ заранее принятого порогового значения напряжения U0. Заменив измеряемый конденсатор СХ образцовым конденсатором СО с известной емкостью, измеряют время заряда образцового конденсатора t2, не меняя при этом значения сопротивления резистора R, напряжения зарядного источника Е и заранее принятого порогового значения напряжения U0 на конденсаторе. Измеряемую емкость вычисляют по формуле: где СО - емкость образцового конденсатора; t1 - время заряда конденсатора с измеряемой емкостью СХ до заранее принятого порогового значения напряжения на его обкладках; t2 - время заряда конденсатора СО до заранее принятого порогового значения напряжения на его обкладках. Технический результат заключается в повышении точности измерения электрической емкости. 1 табл., 3 ил.

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.

Наверх