Способ допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

(Sl) СПОСОБ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ОДНОЙ

ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИЗМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРОВОДИМОСТИ) ДВУХПОЛЮСНИКА

I

- V. - Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля составлящих комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсников.

Известен способ измерения величин составляющих комплексного сопротив.ления двухполюсника, выполненного по последовательной схеме замещения, в котором при измерении составляющей комплексного двухполюсника, однородной с образцовым элементом, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с ис(1педуемого двухполюсника, на вектор напряжения с образцового двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике. tl}

Недостатком известного способа является то, что он позволяет измерять только абсолютное значение составляющей комплексного сопротивления

двухполюсника, а для того, чтобы измерять абсолютные (относительные) приращения составляющей комплексного сопротивления двухполюсника, необходимо выполнять косвенную математическую операцию вычитания, что снижает точность измерения.

Известен способ преобразования приращений измеряемых составляюцих комплексного сопротивления двухполюс10ника, в котором операция вычитания выполняется автоматически. Для этого при измерении абсолютных (относительных) приращений одной из составляющих исследуемого двухполюсника, выполнен 5ного по последовательной схеме замещения, после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом двухполюснике, определяют отношение

20 разностного сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике, а при измерении приращений составляющих исследуемого двухполюсника, выполненного по параллельной схеме замещения, после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на исследуемом двухполюснике, определяют отношение разностного сиг нала к амплитудному значению напряже ния на исследуемом двухполюснике i2j Недостатком известного способа яв ляется то, что он не позволяет контролировать параметры комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника на допусковые группы, так ка в этом случае необходимы дополнитель ные операции сравнения. Кроме того, данный способ обладает низкой точностью, обусловленной использованием аналоговых блоков деления, погрешность деления которых не менее II. Цель изобретения - повышение точности допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника. Указанная цель достигается тем, что в указанном способе допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, основанном на сравнении сигналов, снимае мых с неуравновешенной мостовой изме рительной цепи, один из которых пропорционален напряжению, снимаемому с образцового элемента ветви, содержащей измеряемое комплексное сопроти ление двухполюсника при последовател ной схеме замещения, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника при параллельной схеме замещения, формируют второй сигнал с амплитудой, равной амплитуде первого сигнала и сдвинутый на ± IF , формиру ют дополнительные сигналы из первого и второго сигналов, амплитуды которых пропорциональны положительным и отрицательным значениям границ допусковых групп, сравнивают дополнительные сигналы с синфазной составляющей напряжения небаланса относительно перво го сигнала, по знакам разности сравниваемых сигналов судят о нахождении контролируемого параметра в той или иной допусковой группе. Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что существенно повышается точность допускового контроля составляющей измеряемого комплексного 4 ротивления (проводимости) двухпоника, однородной образцовому элету, расположенному в ветви, содерей контролируемое комплексное сотивление двухполюсника, за счет утствия операций деления. На фиг. 1 представлены векторные руговые диаграммы, поясняющие ность способа; на фиг. 2 - струкная схема устройства, реализующего соб; на фиг 3 - временная диаграмработы устройства, представляющего ой одну из возможных реализаций соба, с,б,- параметры измерительной цепи в обощенных обозначениях;аЬ - вектор напряжения питания измерительной цепи; acjj - вектор напряжения, снимаемого с образцового элемента при последовательной схеме замещения, или с измеряемого комплексного сопротивления при параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника;d,c d - возможные положения вектора напряжения небаланса при конкретном значении контролируемого параметра;d,nd - векторы разности между напряжениями cd и опорными сигналами ffc и Чд , Ч - фазовый сдвиг вектора напряжения небаланса с . относительно Ч - фазовый сдвиг вектора напряжения рВ относительно 1, - фазовый сдвиг вектора напряжения nd относительно ic. Выражения для диаметров )Jи у. ужностей имеет вид пabyddу, V Df ,:. nJ (и d-d + Bd db d с etc + 8с Из анализа векторной диаграммы г. 1), можно отметить, что трельники affld и асдп подобны. В соответствии с подобием треугольов составим следующую пропорцию , afb acft- Cnd cos(l8o- Чо) , I I I I ж I « I I. I I I I acQacQ Подставим в уравнение (З) уравнения (1) и (2), Так как ad Djra, am 0jfc то получим аЬ old а с о - со d cos (18 0 р) tW +Bd аЬ-. cLc dbC +6с Поделив правую часть уравнения С) .на аСд, получим следующее выражение (eo°-4o) зс„ dC ( dLC-i a-cLdfbC-dgdLC cLc{,dLol4ibd) dp p)d Aa-fbt ,, ic(,d 3+fte)° 1осле преобразования уравнения (5) получим окончательное выражение для относительного изменения контролируемого параметра Т j 00 ., cLd где1 - Pd old +(3d При вЛ Bd уравнение (6) примет следующий вид 0-) Уравнение (7) справедливо как для последовательной схемы замещения, так и для параллельной, с той лишь разницей, что необходимо поменять местами в ветви, содержащей измеряемое ком плексное сопротивление, образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры dl I 6 будут иметь размерность проводимостей, Устройство для контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) содержит генератор 1 синусоидального напряже ния, измерительную цепь 2, верхняя ветвь которой составлена, например, из последовательно соединенных образцового элемента 3 и контролируемого двухполюсника k при последовательной схеме замещения контр олируемого двухполюсника, или из последовательно соеди .ненных контролируемого двухполюсника 3 и образцового элемента А при парал лельной схеме замещения контролируем го двухполюсника, нижняя ветвь соста лена из последовательно включенных однородных образцовых элементов 5 и 6, согласующие блоки 7 и 8, блок 9 задания допуска, блоки 10 и 11 сравнения, блок 12 обработки сигналов. Устройство работает следующим образом. Напряжение и ц нимаемое с образцового элемента 3 измерительной цепи 2, через согласующий блок 7 поступает на вход блока 9 задания допуска, на управляющий вход которого поступает сигнал, пропорциональный вполне определенному коэффициенту границы допус-ка. Нэ выходе блока 9 задания допуска получаем сигналы, пропорциональные +kUac. и , где k - коэффициент границы допуска, которые подаются на первые входы блоков 10 и 11 сравнения соответственно. На вторые входы блоков сравнения поступает напряжение небаланса УСД, снимаемое с измерительной цепи 2, через согласующий блок 8, Блоки 10 и 11 сравнения осуществляют сравнение синфазной составляющей напряжения небаланса U(-.c kUgQ, и -kUflc-. Сигналы, пропорциональные разности сравниваемых напряжений, с выходов блоков 10 и 11 сравнения поступают на входы блока 12 обработки сигналов. Наличие сигнала на выходе блока 12 обработки сигналов свидетельствует о нахождении контролируемого параметра в допусковой группе, отсутствие - за пределами допуска. Напряжение cos Ч , пропорциональное синфазной составляющей Uc, сравнивается с +kUcic. и -kUctc. В случае, если U(.,aco54 kllQc- (фиг.За) то сигнал на выходе блока сравнения отсутствует (фиг. За) (в качестве блока сравнения в данном случае может быть использован обычный .компаратор напряжений), а при . , на выходе блока сравнения появляется импульс (фиг. Зб), свидетельствующий о нахождении контролируемого параметра в пределах допусковой группы. Еще одну из реализаций предлагаемого способа можно проследить по векторным и круговым диаграммам (фиг.1). О нахождении контролируемого параметра в пределах той или иной допусковой группы судят путем сравнения углов Ч и () для положительной границы допуска, где Ч ;; фазовый сдвиг вектора Up LJ d - U;-p относительно . положительная граница допус ЕслиЧ 180 -Чдля первого квадранта, то синфазная составляющая век тора напряжений небаланса находится в пределах положительного допуска и, наоборот, за пределами допуска. очно так же осуществля ется контроль и для отрицательной гр ницы допуска, только в этом случае сравниваются углы , и (180 Ч), По ложение точки С соответствует нахождению контролируемого параметра в пределах отрицательной границы допус к-я п Г ка , При параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника предлагаемый спосо можно использовать для контроля допустимых значений напряжений на вращающихся деталях при тензометрироваНИИ, если в верхнюю ветвь мрста посл довательно с образцовым элементом включить вращающийся трансформатор, ко вторичной обмотке которого под спючить контролируемый параметр. Использование предлагаемого способа обеспечивает высокую точность контроля параметров .двухполюсников, что позволяет использовать его для разбраковки конденсаторов (индуктивностей) на допусковые группы по емкости (индуктивности), для тензометрирования вращающихся деталей и в си темах автоматизированного управления контролем качества технологических процессов Формула изобретения Способ допускового контроля одной 1из составляющих измеряемого комплекс ного сопротивления (проводимости) двухполюсника, основанный на сравнении сигналов, снимаемых с неуравновешенной мостовой измерительной цепи, один из которых пропорционален напряжению, снимаемому с образцового элемента ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление двухполюсника при последовательной схеме замещения, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника при параллельной схеме замещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности допускового контроля составляющей измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, однородной образцовому элементу, расположенному в ветви, содержащей контролируемое комплексное сопротивление двухполюсника, формируют второй сигнал с амплитудой, равной амплитуде первого сигнала и сдвинутый на ±J , формируют дополнительные сигналы из первого и второго сигналов, амплитуды которых пропорциональны положительным и отрицательным значениям гранц допусковых групп, сравнивают дополнительные сигналы с синфазной составляющей напряжения небаланса относительно первого сигнала, по знакам разности сравниваемых сигналов судят о нахождении контролируемого параметра в той или иной допусковой группе Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по объединенным заявкам W 2380702, кло G 01 R 27/02, 07.07о7б и W 2 20387, кл. G 01 R 27/02, 10.11.76. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке № , кл. G 01 R 27/02, 11 о 11.77 (прототип). т S . 1

It

Фиг.З 0