Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления /проводимости/ двухполюсника Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

кающая к образцовому двухполюснику и измеряемому комплексному сопротивлениго двухпелюсника, заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому (исследуемому) , двухполюснику, через первое согласующее устройство.подключена параллельно к первым входам первого и второго блоков деления, к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя, через фазовращающее устройство к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя и к входу амплитудного преобразователя, рыход которого соединен параллельно с первыми входами блоков разности, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника (образцовому двухполюснику) , через второе согласующее устройство подсоединена пар 1ллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых подсоединены к вторым входам первого и второго блока разности, соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго блоков деления соответственно. 2 .

В данном устройстве для измерения приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника необходимы операции вычитания, что снижает точность измерения, и, кроме того, оно не позволяет производить допусковый контроль составляющих исследуемого двухполюсника, так как в этом сл чае необходим опорный канал сравнения.

Цель изобретения - повышение точности допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения,включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из. последовательно соединенных образцового и контролируемого двухполюсников, вершина диа.гонали питания, примыкающая к контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения, или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещения исследуемого комплексного сопротивления двухполюсника, через согласующий блок подключена к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, а вершина цепи, примыкающая к образцовому и контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника, заземлена, второй согласующий блок, введены два функциональных преобразователя, блок суммирования, компаратор напряжений, блок обработки сигналов, вторая ветвь, составленная из последова.тельно соединенных однородных образцовых двухполюсников причем вершина диагонали питания измерительной цепи, примыкающая к контролируемому (образцовому)двухполюснику, соединены с одним из зажимов первого из вновь введенных образцовых двухполюсников, а вторая вершина диагонали питания, ветви, содержащей контролируемый двухполюсник, подсоединена к одному из зажимов второго вновь введенного образцового двухполюсника, вершина вновь введеной ветви, примыкающая к .общему зажиму соединения однородных образцовых двухполюсников, через второй согласующий блок подключена к информационному входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен содним из входов . компаратора напряжений, выход первого согласующего блока подключен параллельно к входам первого и второго функциональных преобразователей и к входу блока обработки сигналов,управляющие, входы функциональных преобразователей подсоединены к шинам задания положительной и отрицательной Гра:ниц допусков соотв-етственно, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к второму входу компаратора напряжений, выход которого подключен к второму входу блока обработки сигналов . .

Блок обработки сигналов содержит -усилитель-ограничитель и два элемента Запрет, причем первый вход блока обработки сигналов соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен параллельно к пряг мому входу первого элемента Запрет и к инверсному входу второго элемента Запрет, второй вход блока обработки сигналов подсоединен параллельно к инверсному входу первого элемента Запрет и к прямому входу .« второго элемента Запрет, выходы первого и.второго элементов Запй5т соединены с первым и вторым входами блока обработки сигналов соответственно.

, На фиг, 1 представлена структурная схема устройства j на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы процесса допускового контроля, например для. последовательной схемы замещения конденсатора, когда-в качестве образцового двухполюсника ветви, содержащей исследуемый двухполюсйик, служит конденсатор; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства (где ci, 6,3f обобщенные обозначения, через которые выражены параметры измерительной епи Х,, соответственно; аЬ - вектор напряжения питания мостовой измерительной цепи; aCg- вектор напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника при последовательной схеме замещения и ряемого комплексного сопротивления двухполюсника, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполю ника при па ллельной схеме замеще ния; CfldojC d - возможные положен вектора напряжений небаланса; o,V5f фазовые сдвиги векторов напряжений небалансов , относительно опорных векторов асо, ас соответст венно: CQ, возможные положения потенциальной точки С вершины ветв мостовой измерительной цепи, содер жащей измеримое комплексное сопрот пение двухполюсника, при измерении параметра ale. 5 Sod, S d - проекции векторов небалансов , с d на опорный вектор ас). Выражения для диаметровокружностей и с имеют вид nrj - °f m 31 d - otd+(3d rttr ab сзс c Л c di 4-8 где did и (Sd - параметры ветви мос содержащей образцовые двухполюсни/ки (zo4 ,202). Из анализа векторных диаграмм, например:изображенной на фиг. 2, можно получить выражение для относительного изменения контролируемого параметра kr /(1-п||) f, (3) «® /1 тш kjr- коэффициент гомотетии для семейства с д окружностей. При ( уравнение (3) принима следующий вид: (Tft kr .. Подобные математические выкладки справедливы и для фиг.З. Уравнение (4) справедливо как дл последовательной схемы замещения, так и для параллельной с той лишь разницей, что необходимо поменять местами в ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление двух полюсника, образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры В будут иметь размерность проводимоетей. Устройство для контроля одной из составляющих измеряемого копмлексного сопротивления (проводимости) (фиг. 1) содержит генератор 1 синусондсшьного напряжения, мостовую измерительную цепь 2, верхняя ветвь которой составлена из последователь но соединенных образцового двухполюсника 3 и контролируемого двухполюсника 4 при последовательной схеме замещения контролируемого двухполюсника, или из последовательно соединенных контролируемого двухполюсника 3 и образцового двухполюсника 4 при параллельной схеме замещения контролируемого двухполюсника, нижняя ветвь составлена из последовательно включенных однородных образцовых двухполюсников 5 и 6, согласующие блоки 7 и 8, шину 9 задания положительной границы допуска, два .функциональных преобразователя (ФП) 10 и 11, шину 12 задания отрицательной границы допуска, фазочувствительный выпрямитель (ФВЧ) 13, блок 14 суммирования, компаратор 15 напряжения, блок 16 обработки сигналов, состоящий И.З усилителя-ограничителя 17 и двух элементов Запрет 18 и 19. Работа устройства осуществляется следующим образом. Напряжение Uo,c снимаемое с образцового двухполюсника 3 измерительной цепи 2, через согласующий блок 7 поступает одновременно на информационные входы функциональных преобразователей 10 и 11, опорный вход фазочувствительного выпрямителя 13 и на вход усилителя-ограничителя 17 (фиг.4 строка а), а напряжение Ис., снимаемое с измерительной диагонали мостовой измерительной цепи 2, через согласующий блок 8 подается на информационный вход фазочувствительного выпрямителя 13 (фиг. 4, строка а). Воздействуя на шины задания положительной и отрицательной границ допусков 9 и 11 функциональных преобразователей 10 и 11, осуществляется задание границ допусков, по которым разбрановывается контролируемый конденсатор (фиг. 4. строки b и с). На выходе ФП 10 получаем сигнал виде положительной полуволны синусоидального сигнала, который несет информацию о значении положительной границы допуска (фиг. 4, строка d),a на выходе ФП 11 - сигнал UCP в виде отрицательной полуволны синусоидального сигнала, который несет информацию о значении отрицательной границы допуска (фиг. 4, строка е). С выхода блока 14 суммирования сигнал U , пропорциональный сумме полуволн положительной границ допусков, поступает на один из входов компаратора 15 напряжений (фиг. 4, строка f). На выходе ФВЧ 13 сигнал в виде постоянного уровня напряжения , пропорциональный - cos Т, подается на второй вход компаратора 15 напряжений (фиг. 4, строка q). С выхода усилителя-ограничителя 17 сигнал в виде импульсной последовательности (фиг. 4 строка h) поступает одновременно на прямой вход элемента Запрет J.8 и на инверсный вход элемента Запрет 19. На выходе компара тора 15 напряжений полу1ается импуль сный сигнал в том случае, когда амплитуда и зcos V (фиг. 4, строка k), который подается на инверсный вход элемента Запрет 18 и на прямой вход элемента Запрет 19. Отсут ствие сигнала на выходе элемента Запрет 18 (фиг.4а, строка е) и наличие сигнала на выходе элемента Запрет 19 (фиг. 4а, строка т) свидетельствуют о том, что относител ное отклонение контролируемогоконденсатора от номинального значения находится в пределах отрицательной границы допуска, а наличие сигнала на выходе э;:1емента Запрет 18 (фиг. 4б, строка е) и отсутствие сиг нала на выходе элемента Запрет 19 (фиг. 4б,строка т) свидетельствует о том, что относительное отклонение контролируемого конденсатора от нотминального значения находится в пределах положительной границы допуска Устройстве позволяет определить конкретно, в какой из границ допусков (положительной или отрицательной находится контролируемый объект. При параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника предлагаемое устройство можно использовать для контроля допустимых значений напряжений на вращающихся деталях при тензо метрировании, если на верхнюю ветвь моста последовательно с образцовым двухполюсником включить вращаюшийся трансформатор, к вторичной обмотке которого подключить контролируемый параметр. Предлагаемое устройство обеспечи вает высокую точность контроля параметров двухполюсников и расширяет функциональные возможности, что поз воляет использовать его для разбраковки конденсаторов (индуктивностей на допусковые группы по емкости (ин дуктивности) , для тензометрирования вращающихся деталей и в системах АСУТП. Формула изобретения 1. Устройство для допускового ко роля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (про водимости) двухполюсника, содержащее гейератор синусоидального напряжения включенный в диагональ питания измер тельной цепи, составленной из Последовательно соединенных образцового и контролируемого двухполюсников, .вершина диагонали питания, примыкающая к контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения, или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещения исследуемого комплексного сопротивления двухполюсника, через согласующий блок подключена к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, а вершина цепи, примыкающая к образцовому и контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника, заземлена, второй согласующий блок, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности допускового контроля и расширения функциональных возможностей, в него введены вторая ветвь, составленная из последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников, два функциональных преобразователя, блок суммирования, компаратор напряжений, блок обработки сигналов, причем вершина диагонали питания измерительной цепи, примыкающая к контролируемому (образцовому) двухполюснику, соединена с одним из зажимов первого и вновь введенных образцовых двухполюсников, а вторая вершина диагонали питания ветви, содержащей контролируемый двухполюсник, подсоединена к одному из зажимов второго вновь введенного образцового двухполюсника, вершина вновь введеной ветви, примыкающая к общему зажиму соединения однородных образцовых двухполюсников, через второй согласующий блок подключена к информационному входу фаяочувст- . вительного выпрямителя, выход которого соединен с одним из входов компаратора Напряжений, выход первого согласующего блока подключен параллельно в входам первого и второго функциональных преобразователей и и входу блока обработки сигналов, управляющие входы функциональных преобразователей подсоединены к шинам задания положительной и отрицательной границ допусков соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к второму входу компаратора напряжений, выход которого подключен к второму входу блока обработки сигналов. 2, Устройство по п.1, отличающее с я тем, что, блок обработки сигналов выполнен в виде усилителя-ограничителя и двух элементов Запрет, причем первый вход блока обработки сигналов соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен параллельно к прямому входу первого элемента Запрет и к инверсному входу второго элемента Запрет, второй вход блока обработки сигналов подсоединен параллельно к инверсному входу первого элемента Запрет и к прямому входу второго элемента Запрет, выходы первого и второго элементов Запрет соединены с первым и вторым выходами блока обработки сигнёшов соответственно. Источники информации, примятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по совмещенным заявкам 2380702 5 и 2420387, кл. G 01 R 27/02, 12.10.79. 2. Авторское свидетельство СССР по эаяёке 2541631, кл.С 01 R 27/02, 19.10.79 (прототип).