Способ допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника
Союз Советскик
Социапистическик
Республик
Опубликовано 23 ° 12 81 ° Бюллетень № "7 р!)м. кд. G 01 К 17/10 3Ъеударстюеиы6 квинтет СССР ао делам изобретений и открытий (53) УД К621. 3 1-.7. . .733(088.8) Дата опубликования описания 23 . 12 . 81 В.А. Волков, А.ф.йрокунцев, Г. И. Шаронов и P.È.10ìàåâ 1 ,1 пензенский запад-Втуз при западе Вззд, филиал Пензенского политехнического института (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ОДНОЙ ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИЗМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРОВОДИМОСТИ} ДВУХПОЛЮСНИКА 3 и Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля составляющих комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсников. Известен способ измерения величин составляющих комплексного сопротив.ления двухполюсника, выполненного по последовательной схеме замещения, в котором при измерении составляющей комплексного двухполюсника, однородной с образцовым элементом, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, на вектор напряжения с образцового двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике. (11. Недостатком известного способа является то, что он позволяет измерят ь толь ко абсолютное значение составляющей комплексного сопротивления двухполюсника, а для того, чтобы измерять абсолютные (относительные) приращения составляющей комплексного сопротивления двухполюсника, необходимо выполнять косвенную математическую операцию вычитания, что снижает точность измерения. Известен способ преобразования приращений измеряемых составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, в котором операция вычитания BbtlloJlHReTcR автоматически. Для этого при измерении абсолютных (относительных) приращений одной из составляющих исследуемого двухполюсника, выполнен l5 ного по последовательной схеме замещения, после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом 20 двухполюснике, определяют отношение разностного сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике, а при измерении приращений составляющих исследуемого 89231 двухполюсника, выполненного по параллел ь ной схеме з амещени я, после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на исследуемом двухполюснике, определяют отношение раэностного сигнала к амплитудному значению напряжег ния на исследуемом двухполюснике 2). Недостатком известного способа является то, что он не позволяет контролировать параметры комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника на допусковые группы, так как в этом случае необходимы дополнитель" ные операции сравнения, Кроме того, данный способ обладает низкой точностью, обусловленной использованием аналоговых блоков деления, погрешность деления которых не менее 14. Цель изобретения - повышение точности допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника. Указанная цель достигается тем, что в укаэанном способе допускового контроля одной иэ составляющих измеряемого комплексного сопротивления {проводимости) двухполюсника, основанном на сравнении сигналов, снимаемых с неуравновешенной мостовой измерительной цепи, один из которых пропорционален напряжению, снимаемому с образцового элемента ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротив ление двухполюсника при последователь ной схеме замещения, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника при параллельной схеме замещения, формируют второй сигнал с амплитудой, равной амплитуде первого сигнала и сдвинутый на 1 Х, формируют дополнительные сигналы из первого и второго сигналов, амплитуды которых пропорциональны положительным и отрицательным значениям границ допусковых групп, сравнивают дополнительные сигналы с синфазной составляющей напряжения небаланса относительно перво го сигнала, по знакам разности сравниваемых сигналов судят о нахождении контролируемого параметра в той или иной допусковой группе, Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что существенно повышается точность допускового контроля составляющей измеряемого комплексного l5 Зо 25 зо 6 4 сопротивления (проводимости) двухполюсника, однородной образцовому элементу, расположенному в ветви, содержащей контролируемое комплексное сопротивление двухполюсника, эа счет отсутствия операций деления, На фиг. 1 представлены векторные и круговые диаграммы, поясняющие сущность способа; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства, представляющего собой одну из возможных реализаций способа, где д-,в, " - параметры измерительной цепи в обощенных обозначениях; аЬ - вектор напряжения питания измерительной цепи; ас - вектор напряжения, снимаемого с образцового элемента при последовательной схеме замещения, или с измеряемого комплексного сопротивления при параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника; с d c d - -возможные положения веко тора напряжения небаланса при конкретном значении контролируемого параметра; pd,nd - векторы разности между напряжениями cd и опорными сигналами пс и ср; Чо, М„ - фазовый сдвиг вектора напряжения небаланса cd относительно ас; Ч - фазовый сдвиг вектора напряжения pd относительно ас; 1, - фазовый сдвиг вектора напряжения nd относительно ас ° Выражения для диаметров ф и 3с окружностей имеет вид аЬ gd , = +d+ed дЬ ° cL c fc, *c+Bc Из анализа векторной диаграммы {фиг. 1), можно отметить, что треугольники af0d и acorn подобны. В соответствии с подобием треугольников составим следующую пропорцию. ас1 а 0 ас - с d cos(180- am ac асс 2316 5 89 Подставим в уравнение (3) уравнения (1) и (2), Так как ад=0уа, am=Dye то получим ct *а dud + Hd а: с1с clc + Bc Поделив правую часть уравнения (4) ,на acд, получим следующее выражение C а сов ВО - д) tjc о-с д с)+ с Се -сй3 с-с 6dc cLc d.8 58) После преобразования уравнения (5) получим окончательное выражение для относительного изменения контролируемого параметра kf = -(1- — ) = HC, (6) *d где Od Р. = — Ц +Hd При d3 Hd уравнение (6) примет следующий вид Уравнение (7) справедливо как для последовательной схемы замещения, так и для параллельной, с той лищь разницей, что необходимо поменять местами в ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление, образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры d., 8 будут иметь размерность проводимостей. Устройство для контроля одной иэ составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) содержит генератор 1 синусоидального напряже» ния, измерительную цепь 2, верхняя ветвь которой составлена, например, из последовательно соединенных образцового элемента 3 и контролируемого двухполюсника 4 при последовательной схеме замещения контролируемого двухйолюсника,или из последовательно соеди, ненных контролируемого двухполюсни ка 3 и образцового элемента 4 при параллельной схеме замещения контролируемого двухполюсника, нижняя ветвь составлена из последовательно включенных однородных образцовых элементов 5 и 6, согласующие блоки 7 и 8, блок 9 задания допуска, блоки 10 и 11 сравнения, о - 5 блок 12 обработки сигналов. о - о (8 "о) ас -cad cos(100-Мо) Устрой ст во р абот ает следующим обс о разом. Напряжение О,снимаемое с образцового элемента 3 измерительной цепи 2, to через согласующий блок 7 поступает на вход блока 9 задания допуска, на управляющий вход которого поступает сигнал, пропорциональный вполне определенному коэффициенту границы допус15 ка. На выходе блока 9 задания допуска получаем сигналы, пропорциональные "+kUac," и "-kUac, где k - коэффициент границы допуска, которые подаются на первые входы блоков 10 и 11 сраврв нения соответственно. Ка вторые входы блоков сравнения поступает напряжение небаланса Uc8 снимаемое с измерительной цепи 2, через согласующий блок 8, Блоки 10 и 11 сравнения осуществляют сравнение синфазной составляющей напряжения небаланса U< "-kUa ". Сигналы, пропорциональные разности сравниваемых напряжений, с выходов блоков 1Î и 11 сравнения поступают на входы блока 12 обработки сигналов. Наличие сигнала на выходе блока 12 обработки сигналов свидетельствует о нахождении контролируе" мого параметра в допусковой группе, 35 отсутствие - за пределами допуска. Напряжение U cos М, пропорцио- нальное синфаэной составляющей Ucg, сравнивается с "+kUac" и "-kUac," В случае, если Ucgcosg ) "kU 4р (фиг.3а), то сигнал на выходе блока сравнения отсутствует (фиг. 3а) (e качестве блока сравнения в данном случае может быть использован обычный :компаратрр напряжений), а при Uc cosf< 5 . 4 kUgc на выходе блока сравнения появляется импульс (фиг. 3б), свидетельствующий о нахождении контролируемого параметра в пределах допусковой группы, Еще одну иэ реализаций предлагаемого способа можно проследить по век" торным и круговым диаграммам (фиг.1). 0 нахождении контролируемого параметра в пределах той или иной допусковой группы судят путем сравнения углов 5$ М и (180 - 9) для положительной грао ницы допуска, где 4 - фазовый сдвиг вектора О ф = ОС 0 - U< относительно о 0 t)ñîà 89 формула изобретения 0 . - положительная граница допуска. Если Y )180 -Ч для первого квадб ранта, то синфазная составляющая вектора напряжений небаланса находится в пределах положительного допуска и, наоборот, если М < 180 -9 - за пределами допуска. Точно так же осуществляется контроль и для отрицательной границы допуска, только в этом случае сравниваются углы и (180 - 1.). По0 ложение точки "С " соответствует нахождению контролируемого параметра в пределах отрицательной границы допусIt 11 ка п,,С При параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника предлагаемый способ можно использовать для контроля допустимых значений напряжений на вращающихся деталях при тензометрировании, если в верхнюю ветвь моста последовательно с образцовым элементом включить вращающийся трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключить контролируемый параметр. Использование предлагаемого способа обеспечивает высокую точность контроля параметров двухполюсников, что позволяет использовать его для разбраковки конденсаторов (индуктивностей) на допусковые группы по емкости (индуктивности), для тензометрирования вращающихся деталей и в системах автоматизированного управления контролем качества технологических процессов. Способ допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплекс2316 8 ного сопротивления (проводимости) двухполюсника, основанный на сравнении сигналов, снимаемых с неуравновешенной мостовой измерительной цепи, один из которых пропорционален напряжению, снимаемому с образцового эле" мента ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление двухполюсника при последовательной схеме за-! О мещения, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника при параллельной схеме замещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности допуско15 ваго контроля составляющей измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, однородной образцовому элементу, расположенному в ветви, содержащей контролируемое 2о комплексное сопротивление двухполюсника, формируют второй сигнал с амплитудой, равной амплитуде первого сигнала и сдвинутый на + 3(, формируют дополнительные сигналы из первого и 25 второго сигналов, амплитуды которых пропорциональны положительным и отрицательным значениям гранц допусковых групп, сравнивают дополнительные сигналы с синфазной составляющей напряжения небаланса относительно первого сигнала, по знакам разности сравниваемых сигналов судят о нахождении контролируемого параметра в той или иной допусковой группе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по обьединенным заявкам N 2380702, кл. G 01 R 27/02, 07.07.76 и 4(У 2420387 кл. G 01 R 27/02, 10.11 ° 76. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2541631, кл. 0 01 и 27/02, 11.1 l.77 (прототип). а ф 892316 фиг. 3 Составитель В. Семенчук Редактор H.Ïóøíåíêîâà Техред С. Мигунова Корректор Г. Огар Заказ 11243/66 Тираж 735 Псдпи сное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4
