Электрический мост

 

(72) Автор изобретения

Г.И. Передельский ( у з

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (9)) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИОСТ

Изобретение предназначено для использования в информационно"из- . мерительной технике, автоматике и промышленной электронике, в частности для одновременного измерения трех составляющих: двух реактивных и одной активной.

Известен электрическии мост, содержащий питающий генератор, плечо сравнения, выполненное по схеме заме- 1в щения исследуемого объекта, а плечи отношения представляют собой образцовые элементы одного характера (1).

Наиболее близким техническим реше- 1 нием к изобретению является электри" ческий мост, содержащий генератор им- . пульсов трапецеидальной Формы, первая ветвь моста выполнена в виде последовательного. соединения конденсатора 2о постоянной емкости и объекта измере ния с- трехэлементной схемой замеще« ния вторая ветвь состоит из резисторов 21.

Недостатком таких электрических мостов является то, что они уравновешиваются активными и реактивными пере менными элементами. Наличие переменных резисторов понижает надежность

- устройства, так как трущийся контакт сравнительно быстро снашивается,, в течение срока службы изменяется сопротивление в контакте, во время перемешения его возникают искрения и помехи.

Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения интенсивности отказов моста.

Поставленная цель достигается тем,,что в электрическом мосту,.содержащем генератор импульсов трапецеидаль ной йормы, подключенный к диагонали питания, первую ветвь моста, выполненную в виде последовательного соединения первого конденсатора постоянной емкости и объекта измерения с трехэлементной схемой замещения в виде последовательного соединения кон1

983552 денсатора и цепи из параллельновключенных конденсатора и резистора, точка соединения первого конденсатора и объекта измерения образует одну из вершин измерительной диагонали, вто- s рая ветвь моста выполнена в виде последовательного соединения второго ,«онденсатора постоянной емкости, первого конденсатора переменной емкости, параллельно которым подключен второй >0 конденсатор переменной емкости, точка соединения первого и второго конденсаторов переменной емкости подсоединена к цепи, состоящей из параллельно включенных резистора и треть- 15 его конденсатора реременной емкости, точка соединения второго конденсатора постоянной емкости и первого кон- денсатора переменной емкости образует другую вершину измерительной диаго- 2р нали.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого электрического моста.

Электричесфй мост содержит пи- 2s тающий генератор 1 импульсов, имеющих Аорму прямоугольной трапеции, конденсатор С 2 одного плеча первой ветви, конденсатор С 3 второго плеча .этой ветви, относительно которой по- jp следовательно включены параллельно соединенные резистор к 4 и конденсатор С 5. Вторая ветвь моста состоит из конденсатора С 6 первого плеча и группы элементов второго плеча, кон- денсатора С 7, включенного последовательно с параллельно соединенными резистором 98 и конденсатором С 9.

Конденсатор С 10 включен параллельно относительно последовательно соединенных конденсаторов C 6 и С 7.

С генератора 1 на электрический мост пос; упают питающие трапецеидальные импульсы. При воздействии плоской вершины импульса в установившемся режиме. через конденсаторы моста ус. танавливаются нулевые токи, поэтому на резисторах R4 и А 8 напряжения равны нулю. Тогда напряжение неравновесия на этом отрезке времени не зависит от величины резисторов .1 4:и

A. 8 и конденсаторов С 9 и С 10.

Регулировкой емкости конденсатора С 5 приводим к нулю плоскую вершину сигнала неравновесия на участке действия плоской вершины питающего трапецеидального сигнала. В результа..те выполняем первое условие равно. весия С2С7 С3С6. По известному зна4 чению емкости конденсатора С 7 берем отсчет значений измеряемой емкости конденсатора С3

СЗ = д. С7

При воздействии линейно изменяющейся части питающего импульса после окончания переходных процессов через конденсаторы С 2, С 3, С 6, С 7 и С 10 устанавливаются неизменяющиеся токи, которые на резисторах К 4 и Q,G создают неизменяющиеся напряжения. емкости конденсаторов С 5 и C 9 зарядятся до этих напряжений, через них протекают здесь нулевые токи, и они не влияют на напряжение неравно" весия на рассматриваемом отрезке времени.

Регулировкой емкости конденсатора С 10 приводим к нулю плоскую вер-. шину сигнала неравновесия на участке действия линейно изменяющейся части считающего трапецеидального импульса. В результате выполняется второе условие равновесия Й 4C2C7 =

КО I. С10(С6+С7 +С6С71. Зная значения емкостей конденсаторов С 7 и С 10, определяем значение измеряемого сопротивления резигтора В

R B fc 1 tl(C 6+I: Q+c 6 с 7 3

С2С7

Во время действия скачка питающего импульса в течение переходных процессов напряжение неравновесия зависит от всех трех составляющих, но по двум из них мост уже уравновешен.

Изменяя значение емкости конденсатора С 9; приводим к нулю экспоненциальные всплески в измерительной диагонали моста, тем самым выполняем третье условие равновесия С2С7С9 =

= С5(С10(С6+С7)+С6С7). По известным теперь значениям емкостей конденсаторов С 7, С 10 и С .9 определяем значение измеряемой емкости конденсатора С 5, С10С7С9

Таким образом, мост обладает свойствами раздельного уравновешивания .

Полярность сигнала уравновешивания однозначно определяет напряжение уравновешивания моста.

Использование в уравновешивающей: ветви конденсаторов переменной ем" кости выгодно отличает предлагаемый электрический мост от известного, 5 9835 так как îí по трем составляющим урав- . новеиивается только конденсаторами переменной емкости, которые, как известно, не содержат трущихся контак тов. В результате повышается надеж- s ность устройства.

Формула изобретения

Электрический мост,содержащии генератор импульсов трапецеидальной формы, подключенный к диагонали питания, первую ветвь моста, выполненную в виде последовательного соединения

; первого конденсатора постоянной ем. кости и объекта измерения. с трех" элементной схемой замещения в виде последовательного соединения конденсатора и цепи из параллельно включен- у0 ных конденсатора и резистора, точка соединения первого конденсатора и объекта измерения образует одну из вершин измерительной диагонали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- 25 лью повышения надежности за счет у 6 уменьшения интенсивности отказов моста, вторая ветвь моста выполнена в виде последовательного соединения второго конденсатора постоянной ем: кости, первого конденсатора переменной емкости, параллельно которым пбдключен второй конденсатор переменной емкости, точка соединения первого и второго конденсаторов переменной ем-.

Р кости подсоединена к цепи, состоящей из параллельно включенных резистора и третьего конденсатора переменной ем. кости, точка соединения второго конденсатора постоянной емкости и перво го конденсатора переменной емкости об. разует другую вершину измерительной диагонали, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 413430, кл. G 01 и 17/10, 1974.

2. Измерительные преобразователи параметров электрических цепей. - Те" зисы докладов Всесоюзного научно-тех" нического семинара. Ульяновск, 1978, с. 37 38 (прототип) .

Составитель «П,Скулаков

Редактор И. Николайчук Техред И.Тепер Корректор Г rap

Г Ога

Заказ 9911/5Г Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП Патейт ; r. Ужгород, ул. Проектная, 4