Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

1 . Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения трех параметров комплексного сопротивления или трех фазических величин посредством параметрических датчиков. Известен электрический мост, содержащий генератор переменного напряжения, образцовую активную и реактивную проводимости, трансформато напряжения, компаратор, детектор равновесия, усилитель переменного т ка, источник постоянного напряжения усилитель постоянного тока и измеря емый объект tl 3. Недостатком этого устройства является отсутствие раздельного уравновесия по трем параметрам. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрический мост, содержащий пита ющий генератор, плечо сравнения, выполненное по схеме замещения иссл дуемого объекта, объект и плечо соа нения, представляют собой последовательно соединенные индуктивность, емкость и активное сопротивление, а плечи отношения представляют собой образцовые элементы одинакового характера 2j. Недостатком известного устройства является отсутствие раздельного уравновешивания по трем параметрам, что существенно усложняет и затягивает процесс уравновешивания и измерения. Это является серьезным препятствием для осуществления автоматических измерений. Цель изобретения - упрощение и ускорение процесса уравновешивания при измерении параметров трехэлементных двуполюсников. Поставленная цель достигается тем, что в мостовом измерителе параметров трехэлементных пассивных двуполюсников, содержащем генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического моета, объект измерения, состоящий из последовательно соединенных /активного резистора и катушки индуктивности, параллельно которым включена емкость, резистор и конденсатор в смежных плечах отношения разных ветвей электрического моста, причем резистор включен в ветвь объекта измерения, а конденсатор - в ветвь плеча сравнения, индикатор равновесия, под соединенный к измерительной диагонали электрического моста, плечо сравнения электрического моста выполнено по схеме четырехэлементного двуполюсника, содержащего параллельно сое диненные резистор и катушку индукТивности, последовательно с которы-. ми включены резистор и конденсатор. На чертеже изображена функциональ ная схема мостового измерителя параметров трехэлементных пассивных двуполюсникав. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двуполюсНИКОВ содержит генератор 1 импульсов сложной формы, в составе которых име ется участок напряжения с плоской вершиной, участок с изменением напря жения по линейному закону и, наконец, участок с изменением напряжения по квадратичному закону, объект измерения, состоящий из последовательно соединенных активного резистора 2 и катушки 3 индуктивности, относительно которых параллельно включен конденсатор Ц, резистор 5 плеча отношения первой ветви электрического моста, конденсатор 6 другого плеча отношения в ветви с плечом сравнения, плечо сравнения, в котором последовательно включены конденсатор 7, резистор 8 и параллельно соединенные резистор 9 и катушка 10 индуктивности, индикатор 11 равновесия подключенный к измерительной диагона ли электрического моста. При воздействии на электрический мост с генератора 1 импульса напряжения сложной формы, а именно уча стка напряжения с плоской вершиной, после окончания переходных процессов через конденсаторы 6 и 7 устанавливается нулевой ток и элементы 8-10 не влияют на выходное напряжение моста. Напряжение неравновесия в устано вившемся режиме имеет плоскую вершину и зависит от соотношения емкости конденсаторов 6 и 7 Изменением значения емкости конденсатора 7 приводим к нулю напряжение неравновесия на этом участке, ориентируясь на показания индикатора 11 равновесия. После первого уравновешивания напряжение неравновесия на указанном участке в установившемся режиме равно нулю, а на участке действия линейно изменяющейся части питающего импульса имеет плоскую вершину. После окончания переходных процессов через конденсатор 6 и 7 устанавливается неизменяющийся ток и поэтому на катушке индуктивности 10 будет .нулевое напряжение, В результате индуктивность катушки 10 индyктивнoctи и сопротивление резистора 9 влияют на напряжение неравновесия на данном ном участке. Изменением значения сопротивления резистора 8 производим второе уравновешивание, т.е. приводим плбскую вершину сигнала неравновесия, полученную после первого уравновешивания, .к нулю, отмечая это по индикатору 11 равновесия. Теперь сигнал в измеритель ой диагонали после окончания переходных процессов на участке действия питающего импульса, где напряжение изменяется по квадратичному закону, в результате двух уравновешиваний имеет плоскую вершину. Через конденсаторы 6 и 7 устанавливается линейно изменяющийся ток, а на катушке 10 индуктивности - неизменяющееся напряжение, которое не зависиГ от сопротивления резистора 9. Приводим напряжение неравновесия на рассматриваемом участке к нулю изменением значения индуктивности катушки 10 индуктивности. После трех уравновешиваний сигнал неравновесия содержит теперь только экспоненциальные всплески, длительность которых определяет время переходных процессов. Последним уравновешивающим параметром (сопротивлением резистора 9)приводит их к нулю, В результате мост полностью уравновешен и в течение всей длительности питающих импульсов сигнал в измерительной диагонали моста равен нулю. После уравновешивания берем отсчет искомых параметров 2, 3 и 4. Разделительного отсчета здесь не имеется. Полярность сигнала неравновесия однозначно определяет направление уравновешивания моста. Таким образом, мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двуполюсников позволяет просто и быстро осуществить измерение. Формула keoGpereHMH Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двуполюсников, содержащий генератор импульсов сложной формы, подключенный к диагонали питания электрического мо та, объект измерения, состоящий из последовательно соединенных активно го резистора и катушки индуктивности, параллельно которым включена емкость, резистор и конденсатор в смежных плечах отношения разных ветвей электрического моста, причем резистор включен в ветвь объекта измерения, а конденсатор - в вет плеча сравнения, индикатор равновесия, подсоединенный к измерительной диагонали электрического моста 5 отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса уравновешивания при измерении параметров трехэлементного двуполюсника, пле.чо сравнения электрического моста выполнено по схеме четырехэлементного двуполюсника, содержащего параллельно соединенные резистор и катушку индуктивности, последовательно с которыми включены резистор и конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 30it510, кл. G 01 R 17/10, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР № А , кл. G 01 R 17/10, 1972 (прототип).