Мостовое измерительное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементных двухполюсников.

Цель изобретения - упрощение устройства путем включения в уравновешивающее плечо электрического плеча трехобмоточного трансформатора.

На фиг.1 показана функциональная схема мостового измерительного устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Мостовое измерительное устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 импульсов сложной формы, плечо 3 моста, измеряемый трехэлементный двухполюсник 4, плечо 5 моста, включенное последовательно с уравновешивающим плечом б, в котором включены три полевых транзистора 7 - 9 в качестве уравновешивающих элементов, к точке соединения плеча 3 моста и изме ряемого трехэлементного двухполюсника 4 и к точке соединения плеча 5 моста и уравновешивающего плеча 6, являющимся вершинами измерительной диагонали электрического моста, подклю- чен усилитель 10, с выходом которого соединен детектор 11 равновесия, выход детектора 11 равновесия соединен с вторыми входами двухвходовых элементов И 12 - 14, первые входы которых соединены соответственно с тремя выходами синхронизатора 1, с выходами элементов И 12 - 14 соединены входы трех управляющих генераторов 15 - 17 с запоминанием уровня выходного напряжения, источник 18 питания непосредственно соединен со всеми блоками относительно общей точки, в уравновешивающем плече 6 электрического моста включен трехобмоточный трансформатор 19 с сильной индуктивной связью между обмотками, вывод обмотки 20 подключен к вершине измерительной диагонали, вывод обмотки 21 - к выходу генератора 2 импульсов сложной формы, вывод обмотки 22 - к общей шине, вторые выводы каждой из обмоток 20 - 22 .подключены соответственно через резисторы 23 - 25 к стокам полевых транзисторов 7-9, истоки которых соединены с общей шиной.

Кроме того, на фиг„2 обозначены: импульсы 26 - 28 на трех выходах синхронизатора 1, импульс 29 сложной фор

мы на выходе генератора 2, сигналы 30 в измерительной диагонали электрического моста на входе усилителя 10; импульсы 31 на выходе детектора равновесия. Импульсы 32 - 34 на выходах элементов И 12 - 14 соответственно. Выходные сигналы 35 - 37 соответственно на выходах управляющих генераторов 15 - 17с запоминанием уровня выходного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при заданных значениях изменения параметров элементов измеряемого двухполюсника параметры полевых транзисторов 7-9 подобраны так, что при подаче на электрический мост импульсов питания с генератора 2 импульсов сложной формы, он разбалансирован всегда в одну сторону. Длительности импульсов 26 - 28 с трех выходов синхронизатора 1 определяют длительности участков выходного импульса 29 генератора импульсов сложной формы, а именно импульс 26 определяет длительность участка питающего импульса 29 с плоской вершиной

ьо импульс 27 определяет

длительность сг - t участка питающего импульса 29, на котором напряжение изменяется по линейному закону; и импульс 28 определяет длительность t4 tu участка питающего импульса на котором напряжение изменяется по квадратичному закону.

Импульс с первого выхода синхронизатора 1 поступает на управление генератора 2 импульсов сложной формы и на первый вход элемента И 12. На выходе генератора 2 импульсов сложной формы появляется импульс с плоской вершиной (t0- t-j), которьй воздействует на электрический мост, в измерительной диагонали которого появляется сигнал 30 неравновесия, поступающий на вход усилителя 10. Сигнал усиливается, затем поступает на детектор 11 равновесия, на выходе которого появляется сигнал 31 высокого уровня (в течение отрезка времени te - t), который поступает на вторые входы трех элементов И 12 - 14. Но так как на первом входе элементов И 13 и 14 присутствуют сигналы нулевого уровня, то на их выходе ничего не изменится. А на выходе элемента И 12 появится сигнал 32 высокого уров- ня, так как на его первый вход с первого выхода синхронизатора 1 подан импульс 26. Этот импульс 32 поступает на вход управляющего генератора 15, который сразу начинает вырабатывать линейно изменяющееся напряжение 35, поступающее на затвор полевого транзистора 7. Сопротивление транзистора 7 начинает изменяться, и напряжение 30 в измерительной диагонали моста начинает приближаться к нулю. В момент t, , когда напряжение в измерительной диагонали моста станет равным нулю, срабатывает детектор равновесия, и импульс 31 на его выходе заканчивается. Импульс 32 на выходе элемента И 12 также заканчивается и,следовательно, управляющий генератор 15 прекращает работу.Но напряжение 35 на его выходе,которое было в момент ti ,за- поминается до момента в ременй ts ,тем самым удерживая мост в равновесии по первому параметру. В длительности импульса 32 на выходе элемента И 12,

и запомненные уровни выходных напряжений 33, 35, 37 возвращаются к нулю. Измерительное устройство снова готово к следующему измерению.

Формула изобретения

Мостовое измерительное устройство, Q содержащее синхронизатор, генератор импульсов сложной формы, усилитель, детектор равновесия, уравновешивающее плечо, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий 5 управляющие генераторы, первое и второе плечо моста, источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной, второй вывод которого соединен с усилителем, синхронизатором, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, третий выход которого соединен с первым вхо

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементных двухполюсников. Цель изобретения - упрощение устройства путем включения в уравновешивающее плечо трехобмоточного трансформатора. Мостовое измерительное устройство содержит генератор 2 импульсов сложной формы, плечо 3 моста, измеряемый трехэлементный двухполюсник 4, плечо 5 моста, включенное последовательно с уравновешивающим плечом 6, транзисторы 7-9, усилитель 10, детектор 11 равновесия, элементы И 12 - 14, управляющие генераторы 15 - 17, источник питания 18, трансформатор с обмотками 20 - 22 и резисторы 23 - 25. 2 ил.

определяемой моментом времени С0,ког- 25 дом третьего элемента И, вторые входы

да начинается участок питающего импульс с плоской вершиной, и моментом времени t,, когда напряжение в измерительной диагонали моста становится равным нулю, заключается информация о величине первого параметра измеряемого трехэлементного двухполюсника.

В момент времени t7, когда на мост начинает воздействовать участок линейно изменяющегося напряжения (ЛИН) питающего импульса 29 сложной формы, в измерительной диагонали его снова возникает сигнал 30 равновесия по второму параметру. Работа измерительного устройства протекает так же. как и при уравновешивании моста по первому параметру, но в процессе уравновешивания участвует элемент И 13.

К началу участка t - 11 питающего импульса сложной формы, на котором напряжение изменяется по квадра- тичному закону, мост удерживается уже в состоянии равновесия по двум параметрам с помощью полевых транзисторов 7 и 8, напряжения на затворах которых зафиксированы. Работа измерительного устройства на участке t 4- tfc осуществляется аналогично, как и на предыдущих участках, но здесь участвует элемент И 14.

В момент времени tf задний фронт импульса 28 с третьего выхода синхронизатора 1 приводит управляющие генераторы 15 - 17 в исходное состояние

первого, второго и третьего элементов И соединены с общей шиной, выход генератора импульсов сложной формы соединен с первым входом уравновешивающего плеча, выходы первого, второго и третьего управляющих генераторов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами уравновешивающего плеча, выход моста соединен с.

входом усилителя,выход которого соединен с входом детектора равновесия,выход которого соединен с третьими входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего управляющих генераторов соответственно и соединены с выходными клеммами устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы уст-

ройства, в уравновешивающее плечо измерительного моста включен трехобмо- точный трансформатор с сильной индуктивной связью между обмотками, причем первый вывод первой обмотки соединен

с второй вершиной измерительной диагонали, первый вывод второй обмотки соединен с первым входом уравновешивающего плеча, первый вывод третьей обмотки соединен с общей шиной, а вторые выводы каждой из трех обмоток соединены через резисторы со стокам первого, второго и третьего полевых транзисторов, истоки которых соединены с общей шиной, а затворы соответственно соединены с вторым, третьим и четвертым входами уравновешивающего плеча, второй вывод измеряемого трехэлементного двухполюсника соединен с общей шиной, первый, второй и третий выходы синхронизатора соединены с первым, вторым и третьим входами генератора импульсов сложной

Составитель А.Коробков Редактор С.Патрушева Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 1219

Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

62958

формы, выводы питания генератора импульсов сложной формы, детектора равновесия, управляющих генераторов соединены с выходом источника питания и общей шиной, выход генератора импульсов сложной формы соединен с первым и вторым плечами измерительного моста.

Фаг.2

Подписное