Автоматический измеритель емкости симметричных объектов Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения рабочей емкости симметричных пар кабелей и электрических цепей различного назначения.

Известно устройство для автоматического измерения емкости симметричных объектов, содержащее коммутатор цепей объекта, мост с дополнительными симметрирующими элементами, генератор питания и ансшого-цифровой преобразователь с уравновешивающим магазином и нуль-органом 1.

Недостатком является то, что устройство характеризуется низкой точностью из-за нарушения симметрии при включении объекта в измерительную цепь.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в автоматический измеритель емкости симметричных объектов, содержащий коммутатор, контакты которого соединены с объектом измерения, четырехплечий мост, два плеча KOTOpoio образованы резисторами, генератор питания, вклю ченный в диагональ питания четырехплечевого моста, фазовыГ нуль-орган,

включенный в измерительную диагональ четырехплечего моста, уравновешивающие магазины, в плечо, содержгицее объект измерения, и противоположное ему эталонное плечо введены трехполюсники, состоящие из двух последовательно соединенных конденсаторов, параллельно эталонному плечу включены два последовательно соединенных уравновешивающих магазина, при этом общие выводы последовательно соединенных конденсаторов трехполюсников и общие выводы двух уравновешивающих магазинов соединены между собой и с общей шиной.

На чертеже приведена упрощенная схема автоматического измерителя.

Измеритель содержит плечи 1 и 2, измерительное плечо 3 и эталонное плечо 4. Последние представлены трехполюсниками, имеющими соединение с общей шиной 5 моста. Два идентичных уравновешивающих магазина 6, включенных последовательно, также представлены трехполюсником, имеющим соединение с общей тпюй моста, В одну диагональ включен генератор питания 7, в другую - фазовый нуль-орган В аналого-цифрового преобразователя АЦП). АЦП условно представлен пунктирно обведенными элементами 6 и 8. Объект измерения 9 с общей шиной 10 подключается к зажимам 11 комглутатора. Посредством реле 12 коммутатора цепи объекта могут поочередно включаться в из 1ерительное плечо моста или коммутироваться на общую шину 10объекта. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерений к зажимам 11коммутатора подключают испытываемые цепи объекта 9 и соединяют его общую шину 10, например экран кабеля, с общей шиной 5 моста. При вклю ченном коммутаторе и нулевом значении магазинов б производится нулева балансировка моста (при необходимос ти элементы нулевой балансировки можно поставить в генераторную диаг наль моста), После этого измеритель готов к автоматическим измерениям. В автоматическом режиме в первом такте работы коммутатор измерителя подключает первую цепь объекта в из мерительное плечо. Нуль-орган 8 кон ролирует состояние моста, выдавая необходимые команды для реализации автоматического уравновешивания, при этом уравновешивание моста производится одновременным изменением величин магазинов 6. По окончании уравновешивания результат измерения считывается по показанию любого магазина, и мост возвращается н исход ное состояние. Во втором такте посредством реле 12 коммутатор производит переключение измеренной цепи на общую шину 10 и подключение следующей цепи в измерительное плечо моста. Процесс измерения с поочеред ными переключениями цепей будет пов торяться до тех пор, пока не будет измерена последняя цепь объекта. Испытываемая цепь объекта измерения - реальная симметричная двухпроводниковая линия передачи, обладающая некоторой симметрией относительно общей шины, т.е. экрана. Это справедливо при рассмотрении многопарных и многочетверочных кабе лей связи, входных цепей сложных ин формационно-измерительных систем, линий связи при дистанционных измерениях и управлении, т.е. при рассм рении цепей с нормированным иначением рабочей емкости. В этом случае построение измерительного плеча в виде трехполюсника способствует снижению погрешности измерения рабочей емкости от емкостной асимметрии. Построение уравновешивающего плеча и магазинов в виде трехполюсников диктуется соображениями обеспечения симметрии измерительного моста. Действительно, при включении измеряемой цепи, имеющей асимметрию, в предварительно отсимметрированный мост симметрия измерительной цепи нарушается и разностный ток помехи на входном сопротивлении нуль-органа будет способствовать получению ложного баланса моста. Предлагаемое решение принципиально устраняет этот недостаток, имея дополнительно то преимущество, что включение дополнительных элементов не влияет на сдвиг фаз опорного и измеряемого напряжений. Формула изобретения Автоматический измеритель емкости симметричных объектов, содержащий коммутатор, контакты которого соединены с объектом измерения, четырехплечий мост, два плеча которого образованы резисторс1ми, генератор питания, включенный в диагональ питания четырехплечего моста, фазовый нульорган, включенный в измерительную диагональ четырехплечего моста, уравновешивающие магазины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в плечо, содержащее объект измерения, и противоположное ему эташонное плечо введены трехполюсиики, состоящие из двух последовательно соединенных конденсаторов , параллельно эталонному плечу включены два последовательно соединенных уравновешивающих магазина, при этом общие выводы последовательно соединенных конденсаторов трехполюсников и общие выводы двух уравновешивгиощих магазинов соединены между собой и с общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Городецкий С.С., Лакорник P.M. Испытания кабелей и проводов. Энергия, 1971, с. 242.