Способ определения Y-параметров электрических (N + 1)-полюсников Советский патент 1992 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для контроля и диагностики электронных объектов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения.

На фиг. 1 представлена схема Т-перекрытого четырехполюсника: на фиг. 2 и 3 поясняющие схемь устройства, реализующие операции способа и поясняющие подключение измерительных мостов и измерителей тока.

Способ определения У-парамеТров электрических (М+1)-полюсников содержит следующие операции.

1.Каждая пара N одноименных зажимов исследуемого (Ы+1)-полюсника и его модели включается в смежные плечи N измерительных мостов, каждый из которых представляет собой четырехполюсник, составленный по Т-перекрытой схеме (фиг. 1). Верхние входной и выходной зажимы четырехполюсника подключаются к одноименным зажимам исследуемого(N+1)- прлюсника и его модели, а нижние входной и выходной зажимы четырехполюсника подключаются к общим точкам исследуемого (Ы+1)-полюсника и его модели.

2.В измерительные диагонали N измерительных мостов включаются N измерителей токов.

3.Осуществляется питание первого измерительного моста генератором тока,.подключенным своими зажимами к одноименным первым зажимам исследуемого (М+1}-полюсника и его модели.

4.С помощью измерителей тдка измеряются токи разбаланса, представляющие собой разность токов, протекающих по смежным плечам измерительных мостов.

5.Поочередно дискретно меняется одно из сопротивлений измерительных мостов, начиная со второго. Диапазон изменения сопротивления составляет от ±50% до ±100% от его исходного значения.

6; Снова, при каждом изменении сопротивления в очередном измерительном мосту, измеряют токи разбаланса всех N измерительных мостов.

7. Составляют матрицу разбаланса Е, систему линейных уравнений, решая которую находят матрицу проводимости Yx, элементы которой являются Y-параметрами (М+1)-полюсника.

Устройство, реализующее способ определения У-параметров электрических (N+1)полюсников содержит (фиг. 2 и 3) исследуемый электрический (М+1)-полюсник 1, модель 2, источник 3 тока с внутренней проводимостью4, проводимости 5i-5N, проводимости 6i-6N, изменяемые проводимости 7i-7N, ключи 8l-8(N-i), измерители 9i-9N тока, проводимости 101-10N.

Поочередное дискретное изменение величин сопротивлений измерительных мостов осуществляется следующим образом.

А. Либо меняют сопротивление Zi, начинаясо второго измерительного моста, при этом во всех измерительных моетах сопротивление Z4, включенное последовательно измерителем тока, принимают равным нулю (фиг. 2).

Б. Либо меняют сопротивление Z4, начиная со второго измерительного моста, при этом во всех измерительных мостах, начиная со второго, сопротивление Zi, включенное между одноименными зажимами исследуемого (М+1)-полюсника и его модели, принимают равным бесконечности (фиг. 3).

Процесс составления и решения матричных систем уравнений является однотипным для обоих типов изменения сопротивлений. Разберем его на примере устройства, представленного на фиг. 3.

В исходном состоянии после подключения обьекта контроля X все ключи 8i-8N (pi-pN-i) размыкаются, амплитуду источника 3 тока У устанавливают такой величины.

чтобы обеспечить входное воздействие на исследуемый (Ы+1)-полюсник 1 близким к режимам его реальной работы.

После измерения токов разбалансов Ei...En замыкают ключ 8i (pi) и опять измеряют все токи разбалансов Ei...En, затем замыкают ключ 82 (Р2) и так далее.

Процедура повторяется до п-го ключа. После замыкания ключа 9(N-i) (p(N-i)) и записи разбалансов Ei...En производится обработка полученной информации по алгоритму, вытекающему из следующих уравнений.

Известно, что описанное выше многомерное измерительное устройство описывается матричным уравнением вида

,Y-Y(X-Yl-V-Y(K-YrY-b

4V(k-Yl--Y x-Yr iY-/-(k-Yr-(x-YrT

x(X-YrV-(ic-Yr Y)(k-YriY(x-Yr x (V)(.I ()

где e ei ,2....en матрица токов разбалансов,

Yn diag -gui-gu2-gun - матрица

проводимостей цепей измерителей токов,

Y diag -gi, -дг... -Qn - матрица проводимостей измерительных плеч,

J diag -gi, g2...gn -матрица источни ка тока,

YI diag -ди. О,... О - матрица выход ных проводимостей источника тока,

матрица проводимостей исследуемого (Ы+1)-полюсника 1

матрица проводимостей модели.

Т - знак транспортирования. Решая данное уравнение относительно матрицы X проводимостей исследуемого (N+1)-пoлюcникa 1, получаем уравнение

x(K-Yr-{j-(K-Y-Y;).( .Y;.Y.,(K-Y-Y,

(K-Y-Y,(Y4.YnYuU (K-Y-Yir3J- l-Yi(K-Y-Y;r YY;,e/

Изменяя величины проводимостей ды N-1 раз получаем еще п-1 матричных уравнений вида 12), отличаюш.иеся от первого и друг от друга величинами параметров Yn и величинами токов разбалансов i ,2....п..

Решение полученной системы матричных уравнений получаем в виде

DiQg(lc-Yr.j-(K-Y-Y;VY-- f-(..Y-j

rjEf.

(k-Y-Y;rYiVVi v

x(.j-(K-Y-XV -(V V;Wuj +YY; Jt ,(K-Y-YirjT- l-Y;(K-Y-YiV YY;, (3j

Ч, ia

где xT

l 1...n.

X;

n

предлагаемый способ позволяет определить параметры электрических (N+1)-noлюсников в сложных объектах практически без решения режима его нормального функционирования, что повышает быстродействие и точность измерения.

Формула изобретения 1. Способ определения у-параметров электрических (М+1)-полюсников, основанный на включении каждой пары Нодноименныхзажимовисследуемого

С )-полюсника и его модели в смежные плечи N измерительных мостов, каждый из которых выполнен в виде четырехполюсника, составленного по Т-перекрытой схеме и соединенного одними из своих входных и выходных зажимов с соответствующими зажимами исследуемого (М+1)-полюсника и его модели, а другими входным и выходным зажимами - с общими точками исследуемого (М+1)-полюсника и его модели, включении в измерительные диагонали измерительных мостов измерителей токов, питании первого моста генератором тока, подключенным своими зажимами к одноименным первым зажимам исследуемого (М+1)-полюсника и его модели, измерении с помощью указанных измерителей токов разбалансов, представляющих собой разность токов протекающих по смежным плечам N измерительных мостов и решении системы уравнений, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, поочередно дискретно меняют величину одного из сопротивлений, измерительных мостов, начиная со второго, в диапазоне от ± 50% до ±100% от исходных значений, измеряют N токов разбалансов всех п измерительных мостов, определяют элементы матрицы Е разбаланса, составленной из столбцов N токов разбаланса, полученных при каждом . дискретном изменении сопротивления, Y5 параметры исследуемого (М+1)-полюсника элементы матрицы YX - определяют из системы вида diag i(E) (Yx) (Е), где , - линейные функции.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что поочередно дискретно меняют величину сопротивления, включенного между одноименными зажимами исследуемого (п+1)-полюсника и его модели, в верхней параллельной ветви Т-перекрытого четырехполюсника, составляющего измерительный мост, во всех измерительных мостах, начиная со второго, а величины сопротивлений, включенных во всех измерительных мостах в их диагоналях последовательно с измерителями токов, принимают равными нулю.

3.Способ по п. 1,отличающий; я тем, что поочередно дискретно меняют величину сопротивления, включенного во всех измерительных мостах в их диагоналях последовательно с измерителями тока, начиная со второго в диапазоне от ±50% до ±100% от исходного значения, а величины сопротивлений, включенных во всех Ы измерительных мостах-между одноименными зажимами исследуемого (М+1)-полюсника и его модели в верхней параллельной ветви Т-перекрытого четырехполюсника, составляющего измерительный мост, начиная со второго принимают равными бесконечности.

Зц

Фиг. 2

Фиг. J

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для контроля и диагностики электронных объектов. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения. Способ предусматривает поочередное изменение величины одного из сопротивлений измерительных мостов, начиная со второго, в диапазоне от ± 50% до ± 100% от исходных значений, измерение токов разбалансов всех измерительных мостов, определение элементов матрицы Е разбаланса, составленной из столбцов токов раз- баланса, полученных при каждом дискретном изменении сопротивления, определение параметров исследуемого по- люсника из системы уравнений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.^