Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников Советский патент 1985 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к информационно-иэмерительной технике и может быть использовано в устройствах измерительной техники, автоматики и промышленной электроники длЯ контроля и измерения до пяти параметров двухполюсника, содержащего разнородные реактивные элементы.

Известен квазиуравновешенный мост для измерения параметров трехэлементного двухполюсника, который содержит последовательно соединенные источник питания, электрический мост усилитель, параллельно включенные фазочув ствительн|||е индикаторы сиифазной и квадратурной составляющих, делитель, интегрирующий усилитель и отсчетный блок D J«

Недостатком данного моста является отсутствие возможности для измерения более трех параметров двухполюсников .

Известен преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников э Напряжение, содержащий последовательно соединенные формирователь опорного напряжения, исследуемый двухполюсник, параллельно включенные усилитель постоянного тока и . образцовый конденсатор, первый вычитающий усилитель дифференциатор, третий элемент выборки, ключ, интегратор, третий вычйтаю(ций усилитель, первый элемент выборки, подключен1й 1Й к выходу усилителя постоянного Toka, последовательно соединенные второй элемент выборки и второй вычитающий усилитель, подключенный к выходу дифферен.циатора, задатчик временных интервалов, включенный между формирователем опорного напряжения и третьим элементом выборки ц 2 J

Недостаткам указанного преобразователя являются сложность схемы обработки сигнала и отсутствие возможиости для определения более четырех параметров двухполюсника.

Наиболее близким по технической сущности к и;9обретению является мостовой измеритель параметров четырех элементных пассивных двухполюсников, который содержит генератор импульсов сложной формы, включенный в одну диагональ моста, причем два несмежньт плеча отношения его образовамы . резисторами, а два других

плеча сравнения - пассивными двухполюсниками, один из которых является измеряемым, а другой - уравновешивающим Гз .

Недостаток известного Измерителя отсутствие возможности для измерения более четырех параметров двухполюсника, что сужает его функцноналные возможности и ограничивает сферу применения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Постанленная цель достигается тем, что в мостовой измеритель параметров многозлементных пассивных двухполюсников, содержащий генератор импульсов сложной , соединенный первым и вторым выходами с вершинами диагонали питания моста, два несмежных плеча которого образованы резисторами, третье плечо образовано зфавновешивамцим пассивный многоэлементным двухполюсником, состоящим из резистора, к одному вьюоду |соторЬго подключен один вывод конденсатора, а к другому - выводы катушки индуктивности и резистора, соединенных параллельно, четвертое плечо образованно клеммаьи для подкл чения объекта измерения, нуль-иидикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали моста, в уравновешнвакщий пассивный многоэлементный двухполюсник введен резистор .подключенный к второму выводу коидеисатора одним выводом, а другим к второму выводу параллельно соединенных катушки индуктивности и резистора, третий вход нуль-индикатора 1соеданен с третьим выходом генератора импульсов сложной формы.

Генератор импульсов сложной формы содержит формирователь импульсов прямоугольной формы и три формирователя с изменением напряжения в нмг пульсе по линейному закону, по квадратичному и по кубичному соответствено, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход его соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации, че:тыре выхода которог соединены с входами формирователей импульсов соответственно , пят1;й выхо соединен с одним из входов коммутатора, шестой выход соединен с вторым выходом генератора импульсов сложной формы, а седьмой выход соединен с

31

третьим выходом генератора импульсов

сложной формы.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров многоэлёментных пассивных двухполюсников.

Мостовой измеритель параметров миогоэлементных пассивных двухполюсников содержит генератор J импульсов сложной формы, выход которого подключен к чеп|1рехштечему мосту. 6 неснежных плечах отношения моста включены резисторы 2 и 3. Плечо с уравно ёпиввю0тв1 элементами состоит из резистора 4, параллельно которому включена цепь иэ четырех элементов: последовательно .соединенных конденсатора 5, резистора 6 и катуяки 7 индуктивности, параллельно которой включен резистор 8. Измеряе ФЙ двухпрлюсник (объект измерения)} содержит последовательно соедииенные резис-. тор 9 и катушку 10 индуктивности, параллельно которой включены резистор Ли последЬвательно соединенные конденсатор 12 н резистор 13. К измерительной диагонали моста подключей нуль-индикатор 1А. Генератор импульсов сложной форшл содержит формирователь I5 импульсов прямоугольной формы, формирователь 16 импульсов линейно-изменяющейся формы, формирователь 17 импульсов квадратичной формы и формирователь 18 импульсов кубичной формы. Выходы их соединены с входами коммутатора I « входы их и один из входов коммутатора - с выходами блока 20 синхронизации.

Устройство работает следукнцим образом;

В исходном состоянии напряжения и« входе и выходе моста равны нулю. Елок 20 синхронизации управляет работой всего устройства. Под воздействием управляющих импульсов с него коммутатор 19 подключает виачаП9 к мосту формирователь 15 прямоугольиых импульсов. При воздействии очередиого прямоугольного импульса в установившемся режиме через конденсатор 5 устанавливается нулевой ток, л на катушке 10 индуктивностинулевое напряжение. Поэтому иапряжекие неравновесия здесь зависит только от сопротивления резисторов 2-4 и 9. Однократной регулировкой значения сопротивления резистора 4 приводят плоскую вершину сигнала

1574674

на выходе моста к нулю, т.е. выполняют первое условие равновесия

(И ° ,

5 где Rj, з,,з сопротивление резисторов 2,3,4.и 9 соответственно, Равновесие здесь и в дальнейшем отмечают по нуль-индик)атору 14, в качестве которого служит осциллограф. После

to первого уравновешивания под действием импульсов с блока 20 синхронизации коммутатор 19 подключает к мосту формирователь 16 импульсов лииейно-изменяющегося напряжения. При BOS°

5 действии очередного импульса после окончания переходного процесса, через конденсатор 5 устанавливается неизменяющийся ток, а на катушке 10 индуктивности - неизменяющееся напряжение, и напряжение неравновесия зависит здесь от указанных выше резисторов, емкости конденсатора 5 и катушки 10 индуктивности. Так как первое условие равновесия уже выпол

5 нено, то приводят к нулю плоскую вершину, напряжения неравновесия рднок. ратной регулировкой емкости конденсатора 5 и выполняют второе условие равновесия

0C,R,S-L,(, 2

где С, - емкость конденсатора 5, - Индуктивность катушки 10

индуктивиости. 5

Далее блок 20 синхронизации через коммутатор 19 подклк чает к мосту формирователь 17 с изменением напряжения в импульсе по квадратичному

i закону. При воздействии квадратич|ного имтульса после окончания переходного процесса напряжение неравно|Весия зависит от указанных вьш1е злементов и сопротивлений R и 9 резисто ров 6 и 11 соответственно. Однократной регулнровкой значения сопротивления резистора б приводят к нулю плоскую вершину сигнала неравновесия и выполняют третье условие равновесия

, (3)

Накоиец, блок 20 синхронизациичерез KOMMyTafop 19 подключает к мосту фор мирователь 18 с изменением напряжения в импульсе по кубичному закону. При воздействии кубичного импульса после окончания переходного процесса

1 .ЮСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор импульсов сложной формы, соединенный первым и вторым выходами с в вршинами диагонали питания моста, два несмежных плеча которого образованы реаис торами, третье плечо обра:зовано уравновешивающим пассивным многоэлементным двухт .тополюсником, состоящим из резистора, к одному выводу которого подключен один вывод конденсатора, а к другому - выводы катушки индуктивности и резистора, соединенных параллельно, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нуль-индикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали моста, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональньтх возможностей в уравновешивающий пассивный многоэлементный двухполюсник введен резистор, подключенный к второму вьшоду конденсатора одн${м выводом, а другим к второму выводу параллельно соединенных катушки индуктивности и резистора, третий вквд нуль- индикатора соединен с третьим выходом генератора имп льсов сложной формы. 2. Измеритель по п.1, о т л и чающийся тем, что генератор импульсов сложной формы содержит формирователь импульсов прямоугольной формы и три формирователя с изменением напряжения в импульсе по линейному законуJ по квадратичному и по кубичному соответственно, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формироватесд К| лей импульсов, а выход его соединен с первым выходом генератора «мпульсов сложной формы, блок синхронизации, 4; четыре выхода которого соединены с СЭ5 входами формирователей импульсов соот ветственно, пятый выход соединен с одним из входов коммутатора, шестой выход соединен с йторым выходом генератора импульсов сложной формы, а седьмой высод соединен с третьим выходом генератора импульсов сложной формы.