Электрический мост Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

( ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОСТ

Hf

Изобретение предназначено для J использования в инОормационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике, в частности для одновременного измерения трех составляющих: двух реактивных и одной активной.

Известен электрический мост, содержащий питающий генератор, плечо сравнения, выполненное по схеме заме-to щения исследуемого объекта, а плечи oтнo Jeния представляют собой образцовые элементы одного характера 1 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрический мост, содержащий генератор импульсов трапецеидальной формы, перваяветвь моста выполнена в виде последовательного, соединения конденсатора 20 постоянной емкости и объекта измерения с трехэлементной схемой замеще- t

tr

ров

Недостатком таких электрических мостов является то, что они уравновешиваются активными и реактивными переменными элементами. Наличие переменных резисторов понижает надежность - устройства, так как трущийся контакт сравнительно быстро снашивается, в течение срока службы изменяется сопротивление в контакте, во время перемещения его возникают искрения и помехи.

Цел1)Ю изобретения являetcя повышение надежности за счет уменьшения интенсивности отказов моста. ,

Поставленная цель достигается тем .что в электрическом мосту, содержащем генератор импульсов трапецеидаль ной йормы, подключенный к диагонали питания, первую ветвь моста, выполненную в виде последовательного соединения первого конденсатора постоянной емкости и объекта измерения с трехэлементной схемой замещения в виде последовательного соединения кон3983

денсатора и цепи из параллельновключенных конденсатора и резистора, точка соединения первого конденсатора и объекта измерения образует одну из вершин измерительной диагонали, вторая ветвь моста выполнена в виде последовательного соединения второго .конденсатора постоянной емкости, первого конденсатора переменной емкости, параллельно которым подключен второй конденсатор переменной емкости, точка соединения первого и второго конденсаторов переменной емкости подсоединена к цепи, состоящей из параллельно включенны.х резистора и третьего конденсатора переменной емкости, точка соединения второго конденсатора постоянной емкости и первого конденсатора переменной емкости образует другую вершину измерительной диагоналио

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого электрического моста.

Электрический мост содержит питающий reHepatop 1 импульсов, имеющих йорму прямоугольной трапеции, конденсатор С 2 одного плеча первой ветви, конденсатор С 3 второго плеча .этой ветви, относительно которой последовательно включены параллельно соединенные резистор R и ксжденсатор С 5° Вторая ветвь моста состоит из конденсатора С 6 первого плеча и группы элементов второго плеча , KOH денсатора С 7 включенного последовательно с параллельно соединенными резистором R8 и конденсатором С 9. Конденсатор С 10 включен параллельно относительно последовательно соединенных конденсаторов G 6 и С 7.

С генератора 1 на электрический мост поступают питающие трапецеидальные импульсы. При воздействии плоской вершины импульса в установившемся режиме через конденсаторы моста ус. танавливаютсянулевые токи, поэтому на резисторах и R8 напряжения равны нулю. Тогда напряжение неравновесия на этом отрезке времени не зависит от величины резисторов R и R 8 и конденсаторов С 9 и С 10.

Регулировкой емкости конденсатора С 5 приводим к нулю плоскую вершину сигнала неравновесия на участке действия плоской вершины питающего трапецеидального сигнала, В результате выполняем первое условие равновесия С2С7 СЗСб. По известному значению емкости конденсатора С 7 берем отсчет значений измеряемой емкости конденсатора СЗ.

С3 §-С7,

При воздействии линейно изменяющейся части питаюи его импульса после окончания переходных процессов через конденсаторы С2,, С7 и С 10 устанавливаются неизменяющиеся токи, которые на резисторах R 4 и R 8 создают неизменяющиеся напряжения . Емкости конденсаторов С 5 и С 9 зарядятся до этих напряжений, через них протекают здесь нулевые токи, и они не влияют на напряжение неравновесия на рассматриваемом отрезке времени .

Регулировкой емкости конденсатора С 10 приводим к нулю плоскую вер-шину сигнала неравновесия на участке действия линейно изменяющейся части считающего трапецеидального импульса. В результате выполняется второе условие равновесия Rfr.2C7 М С10(С6+С7)+С6С7. Зная значения емкостей конденсаторов С 7 и С Ю определяем значение измеряемого сопротивления резистора RA

, , 8СС 1С6+Г;7 С6С73 C2Cf

Во время действия скачка питающего импульса в течение переходных процессов напряжение неравновесия зависит от всех трех составляющих, но по двум из них мост уже уравновешен.

Изменяя значение емкости конденсатора С 9, приводим к нулю экспоненциальные всплески в измерительной диагонали моста, тем самым выполняем третье условие равновесия С2С7С9 (С6+С7)+С6С7. По известным теперь значениям емкостей конденсаторов С 7, С 10 и С.9 определяем значение измеряемой емкости конденсатора С 5

-- СШС7С9

С10(Сбн-С7) +С6С7

Таким образом, мост обладает свойствами раздельного уравновешивания . ПйлярноЬть сигнала уравновешивания однозначно определяет напряжение уравновешивания моста.

Использование в уравновешивающей ветви конденсаторов переменной емкости выгодно отличает предла аемый электрический мост от известного. так как он по трем составляющим урав новешивается только конденсаторами переменной емкости, которые, как известно, не содержат трущихся контактов. В результате повышаете надеж ность устройства. Формула изобретения Электрический мост,содержащий генератор импульсов трапецеидальной формы, подключенный к диагонали пита ния, первую ветвь моста, выполненную в виде последовательного соединения первого конденсатора постоянной емкости и объекта измерения, с трехэлементной схемой замещения в виде последовательного соединения конденсатора и цепи из параллельно включен ных конденсатора и резистора, точка соединения первого конденсатора и объекта измерения образует одну из вершин измерительной диагонали, о. тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности за счет

Ю

+

уменьшения интенсивности отказов моста, вторая ветвь моста выполнена в виде последовательного соединения второго конденсатора постоянной емкости , первого конденсатора переменной емкости, параллельно которым пбдключен второй конденсатор переменной емкости, точка соединения первого и второго конденсаторов переменной ем-кости подсоединена к цепи, состоящей из параллельно включенных резистора и тоетьего конденсатора,переменной емкости, точка соединениявторого конденсатора постоянной емкости и первого конденсатора переменной емкости образует другую вершину измерительной диагонали. - Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 R 17/10, 197. 2 о Измерительные преобразователи параметров электрических цепей. - Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара. Ульяновск, 1978, с. (прототип).