Емкостный уравновешенный электриче-СКий MOCT Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

(54) ЕМКОСТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УРАВНОВЕШЕННЫЙ мост

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений . Известен электрический- мост для из мерения комплексных сопротивлений, со держащий источник импульсного напряже ния трапецеидальной формы, индикатор, постоянный конденсатор и активные сопротивления представляющий собой четырехплечную схему, два плеча которой содержат чисто активные сопротивления, а два других, кроме активных сопротивлений, содержат реактивные элементы - конденсаторы. Дпя обеспечения работоспособности моста при питании его импульсами трапецеидальной формы,в каждое плечо, содержащее конденсатор, введены параллельные сопротивления, на которые Т)азряжаются конденсаторы в период между импульсами f 1Недостаток известного устройства - низкая надежность и незащищенность ин дикатора от возможных перенапряжений, которые возникают в измерительной диагонали, например при обрыве электрической цепи плеча и повышенном напряжении источника питания моста. Цель изобретения - повышение надежности уравновешенного электрического емкостного моста путем защиты индикатора в измерительной диагонали от перегрузок. Указанная цель достигается тем, что. в емкостный электрический уравно-. вешенный мост, содержащий источник импульсного напряжения трапецеидальной формы, один вывод которого соединен с одной из вершин диагонали питания мостовой измерительной схемы, два плеча которой образованы резисторами два других плеча - параллельно вклх ченными конденсатором и резисторами, индикатор включенный в измерительную диагональ мостовой измерительной схемы, введены диод, блок сравнения, электронный ключ, шунтирующий инди8катор и два резистора, включенные в два плеча мостовой измерительной схемы, содержащих резисторы и образующих с последними делители напряжения, средние точки которых соединены-со входами блока сравнения, выход которого соединен со входом электронного ключа. На чертеже пре4,ставлена схема устройства, содержащая резисторы 1-6, объект 7 измерения (комплексное сопротивление) , постоянный конденсатор 8, переменные резисторы 9 и 10, блок (устройствоj 11 сравнения, элект ронный ключ на диодах 12 и 13 и диод 14. Емкостньш электрический уравновеше ный мост работает следующим образом. При поступлении на мост питающего трапецеидального импульса, половину длительности которого напряжение нарастает по линейному закону, а вторую половину остается постоянным, с измер тельной диагонали моста снимается импульсный сигнал. После окончания пере ходного процесса до середины длительности импульса напряжение нарастает или уменьшается в зависимости от соотношения активных сопротивлений моета. В течение второй половины длитель ности импульса после окончания переходных процессов напряжение остается постоянным.. Изменяя сопротивление переменного резистора 10, можно привести к нулю напряжение в течение второй половины длительности выходного импульса, т.е уравновесить мост по активным составляющим. По положению движка переменного резистора 10 производят отсчет и определяют неизвестное сопротивление резисторы 3 эквивалентной схемы конденсатора. После такого уравновешивания кривая напряжения в течение перв части импульса имеет плоскую вершину Изменяя положение движка резистора 3 приводят к нулю напряжение в течение первой половины длительности выходного импульса, т.е. уравновешивают мост по реактивным составляющим. По положению движка переменного резистора 9 производят отсчет и опре деляют неизвестную емкость конденсатора (объекта измерения 7 эквивален ной схемы конденсатора с учетом зара нее установленной величины питающего мост напряжения. Изменение положения 84 движка переменного резистора 9 не вызьюает нарушения равновесия по активным составляющим, т.е. мост уравновешивается раздельно. Если электрический измерительный мост близок к равновесному состоянию, то на обоих входах устройства 1 сравнения напряжения близки по амплитуде, так как резисторы 5 и 6 имеют одинаковые номиналы. При этом на выходе устройства 11 сравнения отсутствует сигнал на открытие электронного ключа. Включенный индикатор, например нульгальванометр или микроамперметр, в диагонали моста показывает при этом величину разбаланса моста внесенного измеряемым емкостным сопротивлением. В случае обрыва цепиплеча, в котором находится объект 7 измерения, происходит перекос моста, и при оказавшемся в данных условиях высоком напряжении источника питания моста возникает перенапряжение в диагоналиПри перекосе моста напряжения на входах блока 11 сравнения отличаются друг от друга по амплитуде. Это приводит к тому, что на выходе блока 11 сравнения появляется сигнал на открытие электронного ключа, который на диодах 12 и 13. пропускает через себя ток перегрузки, ограждая индикатор от поврезодения. Введение в электрический уравновешенный мост блока сравнения, который управляет электронным ключом, защищающим индикатор от Перегрузок, обеспечивает на дежную работу моста при перекосах и большой амплитуде питакицего мост напряжения. Повьшение надежности работы электрического уравновешенного моста при йедении многократных измерений обеспечивает общее повышение производительности труда. Формула изобретения Емкостный электрический уравновешенный мост, содержащий источник импульсного напряжения трапецеидальной формы, один вывод которого соединен с одной из вершин диагонали питания мостовой измерительной схемы, два плеча которой образованы резисторами,два других плеча - параллельно включенными конденсатором и резисторами, индикатор , включеиный в измерительную диагональ мостовой измерительной схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены диод, блок сравнения, электронный ключ, шунтирующий индика тор и два резистора,включенные в два плеча мостовой измерительной схемы, содержащих резисторы и образующих с 8 86 последними делители напряжения, средние точки которых соединены со входами блока, сравнения, выход которого со единен со вхОдом электронного ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 498560, кл.- QOIR 17/10, 07.07.70.

8

J/

.

А

U -r-НгГ f(.

yv

iO

t

1Z 13

(

/

к

с