Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2620895:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

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.

В различных областях техники нашли применение мостовые тензорезисторные датчики силы, давления, перемещения и др. Измерительные системы, к которым подключаются эти датчики, оснащаются имитаторами сигналов мостовых тензорезисторных датчиков. Имитаторы сигналов позволяют проводить как исследования метрологических характеристик новых систем для определения их соответствия требованиям технического задания на разработку, так и используются при проведении метрологических поверок систем в период эксплуатации в соответствии с установленным межповерочным периодом. На некоторых измерительных системах для повышения точности имитаторы сигналов применяют для калибровки системы непосредственно перед проведением измерений.

Имитаторы должны обеспечивать возможность исследования метрологических характеристик систем в условиях эксплуатации (быстродействие системы, длина линий связи от датчика до измерительного устройства, диапазон измерения, температурный диапазон эксплуатации системы, погрешность измерения и др.).

Широко известен имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков, представляющий резисторный мост, два или четыре плеча которого шунтируются дискретными проводимостями параллельного делителя напряжения [Блокин-Мечталин Ю.К. Измерительная техника, 1978, №4, с. 20, Волобуев B.C. и др. Измерительная техника. 1979, №11, с. 56]. Такой имитатор содержит четыре базовых резистора, образующих четырехплечий мост, и параллельные дискретные делители напряжения с проводимостями, которые позволяют получить различные дискретные уровни (ступени) сигнала на измерительной диагонали вследствие шунтирования плеч моста. Такой имитатор позволяет применять бесконтактные ключи для подсоединения проводимостей к базовым резисторам моста и обеспечить высокое быстродействие.

Основной недостаток этого имитатора состоит в нестабильности выходных сигналов имитатора при изменении температуры окружающей среды. В имитаторе базовые резисторы шунтируются проводимостями и их сопротивления взаимозависимы, поэтому при изменении температуры окружающей среды сопротивления базовых резисторов и шунтов, например, из-за различных между собой температурных коэффициентов сопротивления (ТКС) изменят свою величину, что приведет к изменению выходных сигналов моста. Величины этих сигналов будут отличаться от величины сигналов, которые выдавал имитатор, при температуре его наладки, на величину погрешности. Эту погрешность компенсировать известными способами не представляется возможным.

Известен имитатор дискретного дисбаланса тензометрического моста - [Патент РФ №2315325, МПК G01R 17/00, 2008 г., выбран в качестве прототипа]. Устройство имитирует тензорезисторный мост и состоит из цепочки последовательно соединенных между собой резисторов и двух коммутаторов. Два крайних резистора цепочки, сопротивление которых равно половине сопротивления плеча мостового тензорезисторного датчика, соединены с клеммами электропитания устройства. Выводы остальных резисторов цепочки образуют ступени имитатора сигналов и соединены с входами коммутаторов. Выходы коммутаторов имитируют измерительную диагональ тензорезисторного моста и соединены с резисторами, сопротивление которых равно половине сопротивления плеча мостового тензорезисторного датчика. Устройство позволяет обеспечить с высокой точностью автоматизацию метрологических исследований быстродействующих измерительных систем. Сигналы ступеней имитатора представляют собой разности потенциалов двух различных выводов цепочки резисторов. Только нулевая ступень имитатора образуется при подсоединении одного и того же вывода одного из резисторов к входам обоих коммутаторов. Вследствие этого при опросе ступеней имитатора измерительной системой на нулевой ступени происходит замыкание входа нормирующего преобразователя измерительного устройства системы. Вместо реального "нуля" нормирующего преобразователя системой измеряется нулевой потенциал короткого замыкания.

Это является недостатком известного имитатора сигналов при эксплуатации его в составе измерительных систем. Дело в том, что каждый мостовой тензорезисторный датчик имеет различную величину начального разбаланса моста, а нормирующие преобразователи измерительных устройств систем имеют различающиеся между собой величины сдвига нуля и коэффициента усиления. Поэтому для повышения точности измерения физической величины датчик совместно с измерительной системой предварительно калибруют на градуировочном стенде, а потом применяют на испытательном стенде. Значительная удаленность испытательного стенда от градуировочного, невозможность использования одной и той же измерительной системы на обоих стендах, например, при стационарном расположении измерительной системы на испытательном стенде и др. приводят к тому, что на градуировочном стенде применяют свою измерительную систему, а на испытательном стенде - другую измерительную систему. Для обеих систем применяют один и тот же имитатор сигналов, что дает возможность, воспользовавшись известными способами (например, Патент РФ №1760389, 1993 г., - Способ градуировки тензометрической измерительной системы, стационарно установленной на испытательном стенде, не оснащенном силозадающим устройством), повысить точность измерений физической величины при использовании измерительной системы испытательного стенда.

Вследствие того, что известный имитатор не позволяет измерять реальный "нуль" нормирующего преобразователя измерительного устройства системы, этот имитатор сигналов допустим только для калибровки той системы, с которой калибруется мостовой тензорезисторный датчик. Использование коэффициентов градуировочной характеристики, полученной в результате калибровки мостового тензорезисторного датчика совместно с измерительной системой градуировочного стенда, в системе испытательного стенда при применении известного имитатора сигналов приведет к погрешности измерений.

Реальный "нуль" нормирующего преобразователя измерительного устройства системы позволяет измерять мостовой резисторный имитатор сигналов, с измерительной диагонали которого на вход нормирующего преобразователя подается разность потенциалов при подключении нулевой ступени имитатора. Поэтому для решения задачи измерения физической величины с помощью измерительной системы испытательного стенда при проведении калибровки мостового тензорезисторного датчика совместно с измерительной системой градуировочного стенда необходимо применять мостовой резисторный имитатор сигналов. В этом имитаторе желательно снизить погрешность воспроизведения сигналов ступеней, воспользовавшись преимуществами прототипа, и уменьшить температурную нестабильность сигналов ступеней.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей имитатора сигналов мостовых тензорезисторных датчиков для обеспечения измерения физических величин измерительной системой испытательного стенда, удаленной от измерительной системы градуировочного стенда, при заданной точности воспроизведения сигналов имитатора.

Решение задачи и технический результат в имитаторе сигналов мостовых тензорезисторных датчиков достигаются тем, что имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков, содержащий два коммутатора, ко входам которых подсоединены выводы резисторов, последовательно соединенных между собой и запитываемых от источника электропитания, 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.

На фигуре 1 представлена схема заявляемого имитатора сигналов мостовых тензорезисторных датчиков.

Для внешних электрических цепей имитатор имеет два входа (Пит. 1 и Пит. 2) для подсоединения питания от измерительной системы к диагонали питания имитатора и два выхода (Вых. 1 и Вых. 2) коммутатора 1 и коммутатора 2, представляющих измерительную диагональ моста. Коммутаторы выполнены на бесконтактных ключевых элементах. Управляющие входы коммутаторов предназначены для подсоединения к контроллеру измерительной системы при использовании имитатора в составе системы или подсоединены к специальному устройству управления. В частном случае коммутатор 1 и коммутатор 2 могут быть выполнены на тумблерах, которые включаются оператором, производящим задание ступеней имитатора.

Мост имитатора состоит из двух цепочек резисторов. Одна цепочка включает базовые резисторы R1 и R4, сопротивление которых равно номинальному сопротивлению плеч тензорезисторов мостового датчика, и последовательно соединенные между собой резисторы r1, …, r4. Величины сопротивлений резисторов r1, …, r4 равны между собой. Резистор r1 с одной стороны соединен с резистором R1, а с другой стороны - с резистором r2, резистор r4 с одной стороны соединен с резистором R4, а другой стороны - с резистором r3. Вторая цепочка включает базовые резисторы R2 и R3, сопротивление которых равно номинальному сопротивлению плеч тензорезисторов мостового датчика, и последовательно соединенные между собой резисторы r5, r6. Сопротивления резисторов r5, r6 равны. Резистор r5 с одной стороны соединен с резистором R2, а с другой стороны - с резистором r6, резистор r6 с одной стороны соединен с резистором R3, а другой стороны - с резистором r5. Резисторы R1 и R2 соединены между собой и с клеммой Пит. 1, а резисторы R3 и R4 соединены между собой и с клеммой Пит.2. Выводы резисторов r1, …, r4 соединены с соответствующими входами коммутатора 1. Количество выводов равно m, поэтому количество резисторов r1, …, r4 должно быть m-1.

На фиг. 1 количество резисторов r1, …, r4 m-1=4, количество выводов резисторов m=5 (на фиг. 1 они обозначены номерами с 1 по 5). Выводы резисторов r5, r6 соединены с соответствующими входами коммутатора 2. Количество выводов равно n, поэтому количество резисторов r5, r6 должно быть n-1. На фиг. 1 количество резисторов r5, r6 n-1=2, количество выводов резисторов n=3 (на фиг. 1 они обозначены номерами 6, 7, 8). Величина m×n представляет собой количество ступеней сигналов имитатора (имитатор, представленный на фиг. 1, формирует 5×3=15 ступеней сигналов).

Заявляемый имитатор сигналов может иметь следующие варианты исполнения.

При n=1 имитатор состоит из одной цепочки резисторов r1, …, r4 (цепочка включает m-1 резисторов), соединенной с резисторами R1 и R4. Вторая цепочка состоит из резисторов R2 и R3, точка соединения которых представляет Вых. 2, поэтому коммутатор 2 может отсутствовать. Применение имитатора с одной цепочкой из m-1 резисторов целесообразно с точки зрения количества применяемых в нем резисторов в том случае, когда количество ступеней не превышает 5. При количестве ступеней 7 и больше рекомендуется применять имитатор с двумя цепочками, состоящими из m-1 и n-1 резисторов, так как количество резисторов, применяемых для формирования ступеней, будет меньше. Кроме того, имитатор по схеме фиг. 1 имеет лучшую симметрию плеч моста, поэтому позволяет компенсировать температурную нестабильность сигналов ступеней более простыми способами.

Цепочка резисторов r5, r6 (цепочка включает n-1 резисторов) может быть постоянно зашунтирована резистором, который предназначен для уменьшения диапазона воспроизведения сигналов имитатора.

Имитатор может быть выполнен на любое количество ступеней. В этом случае большие номера ступеней не используются.

Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков работает следующим образом. На управляющие входы коммутатора 1 и коммутатора 2 поступают импульсы от контроллера измерительной системы или отдельного устройства управления, которые последовательно включают бесконтактные ключевые элементы и подсоединяют выводы резисторов r1, …, r4 к выходу коммутатора 1, а выводы резисторов r5, r6 подсоединяют к выходу коммутатора 2. В частном случае, если коммутаторы выполнены на тумблерах, тумблеры включаются оператором. В результате на выходах коммутатора 1 и коммутатора 2 последовательно формируются разности потенциалов Uвых.1 - Uвых.2, которые представляют собой сигналы ступеней имитатора сигналов. Последовательность подключения выводов резисторов к коммутаторам следующая: 1-6, 2-6, 3-6, 4-6, 5-6, 1-7, 2-7, 3-7, 4-7, 5-7, 1-8, 2-8, 3-8, 4-8, 5-8. Таким образом, формируется 15 ступеней сигналов имитатора. При подключении выводов 3-7 формируется нулевая ступень имитатора.

Погрешность воспроизведения сигналов заявляемого изобретения не превышает погрешности воспроизведения сигналов прототипа и зависит от величины сопротивления бесконтактных ключевых элементов коммутаторов r_k и входного сопротивления измерительной цепи системы R_вx.

Например, при сопротивлении одного ключа в открытом состоянии r_k=4 Ом, входном сопротивлении измерительной цепи системы R_вx=2 МОм погрешность воспроизведения сигналов заявляемого изобретения будет иметь величину порядка 0,0004%.

Питание имитатора может осуществляться как от источника напряжения, так и от источника тока. Ниже приведен расчет величин сигналов ступеней имитатора при питании имитатора от источника тока I. Введены следующие обозначения: R1=R2=R3=R4=R; r1=r2=r3=r4=r; r5=r6=r0.

Величина тока I₁, протекающего через резисторы r1, …, r4, равна

величина тока, протекающего через резисторы r5, r6, равна

Выходной сигнал имитатора на ступени

Выходной сигнал имитатора на ступени .

Выходной сигнал имитатора на ступени

Из расчета следует, что величины сигналов ступеней имитатора попарно, но с разным знаком, равны между собой и могут быть равномерно расположены симметрично относительно нуля. В Таблице 1 приведены номера ступеней имитатора и соответствующие им значения сигналов.

Величины сопротивлений резисторов r(r=r1=r2=r3=r4) и r0 (r0=r5=r6) вычисляются при решении системы уравнений:

U_min=I×k

U_max=I×D

где U_min - выходной сигнал имитатора, соответствующий величине ступени к имитатору сигналов (для приведенного на фиг. 1 имитатора U_min=U₂₇), - выходной сигнал имитатора, соответствующий величине диапазона D воспроизведения положительных ступеней сигналов имитатора (для приведенного на фиг. 1 имитатора U_max=U₁₈). С достаточной степенью точности величина k равна половине величины сопротивления r.

В связи с тем, что в каждом плече моста предлагаемого имитатора резисторы не шунтируются, а представляют цепочки последовательно соединенных резисторов с постоянной величиной сопротивления при постоянной температуре окружающей среды, уменьшить температурную нестабильность сигналов на каждой ступени имитатора при изменении температуры можно известными способами. Температурная нестабильность приводит к сдвигу нуля на нулевой ступени имитатора.

Например, один из способов компенсации температурной нестабильности нуля заключается в подборе сопротивлений резисторов по номиналу и величине температурного коэффициента сопротивления. Оставшийся дисбаланс моста, обусловленный возможным отклонением сопротивлений моста от номиналов, сводится к нулю путем выравнивания сопротивления плеч резисторного моста при температуре около 20°С. Для этого в соответствующее плечо (плечи) моста припаивается провод, материал которого по ТКС близок к ТКС резисторов, например медный провод, сопротивление которого рассчитывается из условия баланса моста. В совокупности это позволяет уменьшить погрешность воспроизведения величины сигналов имитатора на каждой ступени.

Изготовлен имитатор сигналов тензометрического моста на резисторах С2-29В. В имитаторе применен описанный выше способ компенсации температурной нестабильности нуля. Имитатор выполнен по схеме m=3, n=3 на 7 ступеней сигналов (ступени -4 и 4 не использовались). При токе питания 10 мА диапазон сигналов имитатора равен ±33 мВ. В диапазоне работы измерительной системы от 10°С до 30°С погрешность от температурной нестабильности нуля имитатора не превышала ±0,05% от диапазона воспроизведения сигналов имитатора.

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. Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков, содержащий два коммутатора, к входам которых подсоединены выводы резисторов, последовательно соединенных между собой и запитываемых от источника электропитания, отличающийся тем, что имитатор сигналов 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.

2. Имитатор сигналов мостовых тензорезисторных датчиков по п. 1, отличающийся тем, что при наличии одной цепочки из m-1 резисторов количество ступеней сигналов имитатора равно m.

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.

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.

Способ определения параметров двухполюсника // 2583879

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Способ определения уровня диэлектрического вещества // 2642166

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.

Измерительный мост с повышенным быстродействием // 2645867

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.

Способ измерения электрической емкости // 2647564

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.