Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников Советский патент 1986 года по МПК G01R17/10 

сматривается, что многоэлементная схема замещения содержит конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности. Мостовой измеритель параметров содержит: генератор 1 последовательностей импульсных сигналов с изменением напряжения в импульсах по закону степенных функций Ki tt, где i принимает значения 0., 1, 2,.,., п-2, а п - число измеряемых параметров двухполюсника; коммутатор 2, резисторы 3,

Изобретение относится к-измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и .может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике для контроля и измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения, содержащей смешанное соединение конденсаторов, резисторов и катушек индуктивности.

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей за счет измерения параметров.объектов с многоэлементной схемой замещения, содержащей конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности, путем раздельного и однонаправленного уравновешивания электрического моста.

На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров многоэлементных пассивных

двухполюсников.

1 - Мостовой измеритель параметров

многоэлементных пассивных двухполюсников содержит генератор 1 последовательностей импульсных сигналов с изменением напряжения в импульсах по з акону степенных функций К-,1;., где i принимает значения О, 1,2,... п-2, а п - число измеряемых па.рамет- ров двухполюсника. Выходы его через коммутатор 2 последовательно подключаются к диагонали питания электрического моста. Плечи отношения его образ-уют резисторы 3 (R ,)- В плечо сравнения включены резис- тор 5 .(RJ,), параллельно которому.

4, 5 R 7; конденсаторы 6 и 8, объект измерения со схемой замещения 13. Резисторы 14, 16, 18 и 20; конденсаторы 15 и 17, катушки индуктивности 19 и 21 - схемы замещения. Клеммы 23 и 24 для подключения объекта измерения. Элементы наращивания 25 и. 26, содержащие резисторы 9 и 11, катушки индуктивности 10 и 12. При этом число элементов- наращивания равно числу измеряемых параметров. 1 з.п. ф-лы,

1 ил. V

включены последовательно соединенные конденсатор 6 (Cg ) и резистор 7 (R ). Параллельно последнему включены последовательно соединенные кон-

денсатор 8 (Cg), резистор 9 (Н) и катушка 10 индуктивности (L). Параллельно ей включены последовательно соединенные резистор 11 (Н ) и катушка 12 индуктивности (Ь,).

Объект 13 измерения имеет схему замещения, совпадающую со схемой плеча, сравнения, состоящей из резистора 14 (К), конденсатора 15 (), резистора 16 (R.,g,)j конденсатора 17

(С), резистора 18 (R.,g), катущки 19 индуктивности () резистора 20 ( |И катушки 21 индуктивности (Ь,). К i измерительной диагонали моста под- ключен нуль-индикатор 22. Другой его

вход соединен с выходом синхронизации генератора 1. Объект измерения :подключают к клеммам 23. и 24. Резистор 9 и катущка 10 индуктивности, .резистор 11 и катушка 12 индуктивностй образуют элементы наращивания соответственно 25 и 26, число которых равно числу измеряемых параметров ..I

Генератор 1 содержит блок синхронизации, импульсы синхронизации которого управляют формирователем прямоугольных импульсов , формирователем линейно изменяющихся импульсов , формирователем квадратичных импульсов , формирователем кубичных импульсов и т.д. Блок синхронизации построен на основе автоколебательного мультивибратора,

3 1247762 ;

.формирователь прямоугольных импуль- R С 0.

36 15

СОВ выполнен на основе.заторможенг кого мультивибратора, формирователь линейно изменяющихся импульсов - на ; основе генератора линейно изменяюще- гося напряжения. Формирователь квадратичных импульсов выполнен на основе последовательно соединенных генераторов линейно изменяющегося напряжения и интегратора, формирователь кубичных импульсов - на основе последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения и двух интеграторов и т.д. Выходы форK. 10

мирователей образуют выходы генера- 15 При урйвновешиваниях регулируемые тора 1, В качестве коммутатора 2 параметры используются в следующей - служит переключатель типа ПР210П.1НВР(К), в качестве нуль-индика- . тора 2-2 - осциллограф.

Устройство работает следующим.об- 20 циальные выбросы в измерительной Рэзом.диагонали моста и используются имВ исходном состоянии напря- ,

последовательности: R, Cg , R,, и L,,. При последнем уравновешивании приводятся к нулю экспонен жения на входе и выходе моста равны нулю. Вначале коммутатором 2 подклю- чают к мосту формирователь прямс - угольных импульсов. При воздействии очередного прямоугольного импульса в установившемся режиме в ветвях устанавливаются неизм.еняющиеся токи . и напряжения. Напряжение неравновесия зависит только от значений сопротивлений резисторов 3, 4, 5 и 14. Однократной регулировкой значения сопротивления уравновешивающего резистора 5 приводят плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и тем самым выполняют первое условие равновесия

30

пульсы с формирователя, который питает мост при 11редпоследнем уравнов .шивании. Отчет искомых значений ве 25 личин берется :иЬ условий равнове- сия (Г), (2), (3).

I Таким образом, данный мостовой измеритель позволяет измерять п-пар метров двухполюсников,- содержащих в первой части конденсаторы и резисторы и во второй части - резисторы и катушки Индуктивности, что является очередным шагом S решении проблемы измерения параметров многоэлементных

35 двутсполюсников. Уравновешивание моста раздельное, что перспективно для автоматических измерений. Схема объекта измерения может быть и другой. Рассмотренный путь измерения па

/ R3Vi.(О

(здесь и далее равновесие отмечают по нуль-индикатору 22). Осуществляю переключение коммутатором 2 так,чтобы на мост поступали сигналы с формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения. При воздейст- ;вии очередного импульса в измерительной диагонали моста после окончания переходных процессов устанавливается импульсный сигнал с плоской вершиной, которая зависит с учетом выполнения первого условия равновесия (i) только от значений одного элемента из всех имеющихся уравновешивающих элементов. Однократной регулировкой значения емкости конденсатора 6 приводят плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и выполняют вторре условие равновесия

R С 0.

36 15

(2)

Далее подключают к мосту коммутатором 2 формирователи квадратичных, кубичных и т.д. импульсов. Каждый раз после окончания переходного процесса импульсный.сигнал неравновесия имеет плоскую вершину. Приводя ее к нулю однократной регулировкой

соответствующего уравновешивающего параметра, выполняют очередное условие равновесия

1 з 7 0;КзС8-К, R,R,,- . -Е, ,0-

K.(3

При урйвновешиваниях регулируемые параметры используются в следующей

10

При урйвновешиваниях регулируемые параметры используются в следующей

последовательности: R, Cg , R,, и L,,. При последнем уравновешивании приводятся к нулю экспонен

пульсы с формирователя, который пи i тает мост при 11редпоследнем уравнове- .шивании. Отчет искомых значений ве- личин берется :иЬ условий равнове- сия (Г), (2), (3).

I Таким образом, данный мостовой измеритель позволяет измерять п-пара- метров двухполюсников,- содержащих в первой части конденсаторы и резисторы и во второй части - резисторы и катушки Индуктивности, что является очередным шагом S решении проблемы измерения параметров многоэлементных

двутсполюсников. Уравновешивание моста раздельное, что перспективно для автоматических измерений. Схема объекта измерения может быть и другой. Рассмотренный путь измерения параметров многоэлементных двухполюсни-. ков является перспективным, так как не требует сложной обработки сигналов неравновесия с мостовой цепи. Полярность-выходного сигнала моста

однозначно определяет направление уравновешивания по каждому из параметров .

Формула изобретения

1. Мостовой измеритель параметров многоэлемектньтх пассивных двухполюс.НИКОВ, содержащий генератор последовательностей импульсных сигналов,

I соединенный через коммутатор с диа- гональю пйФания четырехплечего элект рического моста, первое плечо которого состоит из первого резистора.

параллельно которому подключена цепочка из последовательно соединенных первого конденсатора и второго резистора и элементов наращивания с тремя вьгеодами, по числу измеряемых параметров , первые выводы каждого из них соединены с выводом первого резистора, соединенного с вершиной измери- тельйой диагонали четырехплечего электрического моста, а второй вывод каждого предьщущего элементна наращивания соединен с третьим выводом последующего, второе плечо - из клем для подключения объекта измерения, третье плечо - из третьего резистора чет врртое плечо - из четвертого резистора, нуль-индикатор, двумя дыво- дами подключенный к измерительной диагонали четырехплечего электрического , а третьим - к выходу синхронизации генератора последовательностей импульсных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз-

можностей ий.мерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения за счет измерения параметров объектов, многоэлементная схема замещения которых содержит конденсаторы, резисторы и катущки индуктивное ти, в первое плечо введен второй конденсатор, первый вывод которого соединен с третьим выводом первого элемента наращивания, а второй вывод - с общими выводами первого конденсатора и второго резистора.

2. Измеритель по п. 1, о т л и - чающийся тем, что элемент наращивания выполнен в виде последовательно соединенных резистора и ка- тущки индуктивности, первый вьгоод которой соединен с первым выводом элемента йаращивания, первый вывод резистора и второй вывод катущки индуктивности соединены с Вторым выводом элемента наращивания, второй вывод резистора соединен с третьим выводом элемента наращивания.

-Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике и промьшшенной электронике.,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет измерения параметров объектов с многоэлементной схемой замещения путем раздельного и однонаправленного уравновешивания электрического моста. При этом преду