(5) СПОСОБ ВЫБОРА ДВУХЭЛЕМЕНТНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ ,
Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано для выбора двухэлементной схемы замещения объекта измерения . Известны способы выбора схемы замещения объекта измерения, основан ные на уравновешивании мостовой цепи при подаче на нее одновременно или П9очередно несколько испытате льнЫх сигналов различной частоты l. Недостатком этих способов является сложность, а также то, что резуль тат быбора имеет низкую точность. Известен способ выбора двухэле-. ментной схемы замещения объекта измерения в мостах переменного тока с частотой независимостью равновесия при согласованной схеме мостовой цеп, в соответствии с которым произво дится предварительная установка схем моделирующей цепи, уравновешивание Mocta, изменение частоты испытательного сигнала и окончательная установка схемы моделирующей цепи 2. Недостатками известного способа являются низкая достоверность и сложность некоторых операций. Эти недостатки обусловлены тем, что большинство реальных объектов имеют более сложную, чем двухэлементная схему за-. мещения. Поэтому при исследовании таких объектов равновесие моста всегда будет зависеть от частоты. Двухэлементную схему моделирующей цепи при этом следует выбирать такую, при которой указанная частотная зависимость, меньше.Однако, исследуя сигнал неравновесия, трудно сделать этот выбор с достаточной достоверностью, поскольку сам сигнал неравновесия может меняться в широких пределах. Сложность известного способа определения схемы замещения состоит а том, что исследование сигнала неравновесия мостовой цепи может производиться только визуально, опытным оператором. Для это. 3э
го также необходимо подключать к измерительной цепи моста осциллограф. Для обеспечения регистрируемого изменения сигнала неравновесия при несогласованной схеме мостовой цепи частота генератора в известном способе должна изменяться в широких пределах (в 2-3 раза и более), что также связано с рядом технических труднос, тей. / . , ..,,., .;
Цель изобретения - повышение достоверности и упрощение выбора схемы замещения объекта измерения/
Поставленная цель достигается тем, что в способе выбора двухэлементной схемы замещения объекта измерения в .мостах переменного тока с частотной независимостью равновесия при согласованной схемке мостовой цепи, основанном на частотной модуляции синусоидального испытательного сигнала, заключающемся в предварительной произвольной установке схемы моделирующей цепи, уравновешивании моста, изменении частоты испытательного сигнала и окончательной установке схемы моделирующей цепи, после уравновешивания моста результат измерения параметров объекта запоминают, после изменения частоты производят доуравновешивание возникшего неравновесия мостовой цепи и запоминают полученный результат, определяют 0азность первого и второго результатов, причём при Их совпадении первоначально установленную схему моделирующей цепи не изменяют, при несовпадении результатов изменяют схему моделирующей цепи, производят повторное доуравновешивание возникшего неравновесия моста поочередно на двух частотах с запоминанием результатов и последующим определением их разности, сопоставляют разности результатов, полученных при уравновешивании моста на двух частотах при первой и при второй схемах моделирующей цепи, и устанавливают ту из них, при которой указанная разность меньше.
Причем в качестве сравниваемых результатов измерения используют значения относительного параметра.
Предлагаемый способ основан на том, что показания уравновешенного мостового измерителя комплексных сопротивлений не зависят от частоты-испытательного сигнала только в том случае, если схема моста является сог9024
ласованной, т.е. схема замещения объекта измерения соответствует схеме моделирующей цепи (плеча сравнения моста), Если же мост оказывается несогласованным, то указанные показания меняются при изменении частоты испытательного сигнала. Это обстоятельство используется для определения схемы замещения об-ьекта измерения. Для этого сперва уравновешивают мост на рабочей частоте при произвольно выбранной схеме моделирующей цепи (плеча сравнения моста). Затем меняют частоту испытательного сигнала, доуравнове5 шивают мост и запоминают разницу измеренйых на этих частотах значений параметров комплексного сопротивления объекта. Если эта разница отлична от нуля, изменяют схему моделирующей
0 цепи и производят те же oneрации,после чего сравнивают разницы измеренных значений параметров объекта измерения, полученные в первом и втором случаях. Наиболее точно отражает ре5 альные физические процессы в объекте измерения та его двухэлементная схема замещения, при которой указанная разница меньше.
В качестве иллюстрации рассмотрим
Q условия равновесия трансформаторного моста переменного тока для измерения абсолютного и относительного параметров емкостных объектов по параллельной схеме замещения.
На чертеже представлена схема мостовой цепи.
Мост содержит генератор 1, основной 2 и вспомогательный 3 трансформаторы напряжения с обмотками -8, образцовые меры 9 и 10 емкости и активной проводимости соответственно, объект 11 измерения и детектор 12 равновесия. Уравновешивание производится регулированием числа витков обмоток 6 и 8.
В наиболее общем виде условие равновесия моста имеет
VW где I ,1 , соответственно токи
А СО 4О- .
0ветви объекта измерения и образцовых ветвей моста.
В случае если объект измерения имеет параллельную схему замещения, 5 это условие может быть представлено в виде
.Sj«:.0,l.u,ja,Co,
lfW-7 О
УМднапряжение питания моста параметры объекта измере ния ; Со GO величины о6раз14овых мер, рабочая частота, W числа витков соответствующих обмоток трансформаторов, Из этого выражения можно получить каждого из из условия равновесия для меряемы;, параметров Г -кг J гч V/ - - - - ig- -wrr wt относительные параметры объекта измерения. Поскольку оба условия равновесия ot частоты не зависят, то .мост, буду чи урёвновешённым на частоте ; W, ос тается уравновешенным и на другой частоте Wg. Отсчитываемые значения С, Ж-, определяемые числами витков обмоток 6 и 8, остаются неизменными. Если же указанным мостом измерять параметры объекта, характеризуемого последовательной схемой замещения с параметрами С у и Гу, то уравнение равновесия примет вид ЯСо - У«Ь Щ у Тм7 ° а условие равновесия для измеряемых ггараметров С;,-КсСоР- («C.l l J-KcCoO+tg Xi :L.r- - . ч 8 этом случае левые и правые части равенств по-разному зависят от часто ты, равновесие становится частотноза1зйсимым и поэтому, отсчитываемые знамения С и ,( на частотах W и V окажутся разными. Во многих слумайх объект измерения характеризуется более сложной, чем двухэлементнаяj схемой замещения. Предлагаемый способ позволяет опр делить наиболее подходящую эквивалей мую двухэлементную схему замещения т кого объекта. Для этого следует опре делить разности отсчитываемых значеНИИ параметров исследуемого объекта на частотах измерения их сперва по о ной, а затем по другой схеме замещения. Наиболее точно соответствует объекту измерения та схема замещения, при которой указанные разности меньще. Степень согласованности мостовой цепи наиболее удобно оценивать по частотной зависимости измеренной величины относительного параметра. Действительно, при несоответствии схемы замещения объекта измерения и модулирующей цепи даже небольшая девиация частоты W вызывает заметные изменения отсчитываемого значения этого параметра. Поэтому измерительное устройство может иметь узкую полосу пропускания и, следовательно, высокую помехоустойчивость. КрЬме того, относительные изменения этого параметра зависят только от относительного изменения частоты, что обеспечивает высокую точность определения схемы замещения исследуемого объекта. Преимуществами предлагаемого способа определения схемы замещения объекта измерения по сравнению с известными являются простота и более высокая достоверность. Кроме того, применение способа обеспечивает более высокую помехоустойчивость измерительного устройства, а следовательно,и более высокую точность определения параметров объекта измерения. Формула изобретения ,1. Способ выбора двухэлементной схемы замещения объекта измерения в мостах переменного тока с частотной независимостью равновесия при согласованной схеме мостовой цепи, основанный на частотной модуляции синусоидального испытательного сигнала, заключающийся в предварительной произвольной- установке схемы моделирующей цепи, уравновешивании моста, изменении Мастоты испытательного сигнала и окончательной установке схемы моделирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и упрощения схемы замещения объекта измерения, после уравновеши.вания моста результат измерения параметров объекта запоминают, после изм нения частоты производят доуравновешивание возникшего неравновесия мостовой цепи и запоминают полученный результат, определяют разность первого и второго результатов, причем при их совпадении первоначально установлен7Э
ную схему моделирующей цепи не изменяют, при несовпадении результатов изменяют схему моделирующей цепи, производят повторное доуравновешива.ние возникшего неравновесия поомередно на двух частотах с запоминанием результатов и последующим определением разности, сопоставляют разности результатов, полученных при уравновешивании моста на двух частотах при первой и при второй схемах моделирующей цепи, и устанавливают туиз них, при которой указанная разность меньше.
28
принятые во внимание при экспертизе .
