Способ измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 97842 А К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) СГ 1 ОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛРЛМЕТРОВ .МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПЛССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ(57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, автоматике, электронике для контроля ц измерения параметров об ьектов с многоэлементной схемой замещения. Способ измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (ДГ) реализован в устройстве и заключается в слелук)щем: включают исследуемый ДП 8 в плечо изме(цния четырехплечсвого измерительного моспд, плечо 3 сравнения которого выполнено в виде эталонного ДП, содержапего резисторы 4, 6, катушку 5 индукгцвцосгц и кондецсатор 7, полают напряжение питания в виде последовательностей импульсны сигналов с изменением напряжения в импульсах по закону степенной функции от времени вида К где К, -- постоянные коэффициенты; 1 - О, 1, 2 уравновешивакт мост путем регулирования соответствующего параметра эталонного ДП, если же оно не достигается при каком-либо значении 1, осуществляют уравновешивание пи значении и превышаюгцем предыдущее цд две или три единицы. По получении равновесия моста и значению параметра эталонного ДГ сулят о соответствующем значении параметра исследуемого ДП 8. Устройство имеет возможность измерения параметров широкого класса ДП. 2 ил.1Изобретение относится к области измерения физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и может быть использовано в информационно- измерите,ьной технике, в автоматике и промышленной электронике лля контроля и изме рения параметрообъектов с многоэлементн)й схемой 111 лепения.11 ель избретения рдснирение обласги применсция ; счет озможности измерс 1 ни я н;рд ме г 0 н и рк 0 кл;с сд лвлх- ПЛ ЮСЦ И Ко1 д фиг.н 2 прслстдвлены функписшдльцые с хе)1, поясняющие сцсб измерения псрдлстрсВ мнгс)элементных пассивных лвухполюсциков.Схслс И фиг.содержит коцлецсд горыи 2 кажлм из смежных плеч ОТ 111. И 151 Рс 1 Ы Х сТ с И ЧСТ 11). Х 1 ЛС С.гмоста П.Сч 3 сравнения В первой вети имее г 1 слс пдтельнс клк)чнные рс нОтр 4 и катушку 5 ицлуктивности, 01 всите,ы пслслней параллельно20 клнч. Нный резистр 6 и конлецсдтр 7. Обс,скт 8 цзлсрсния 0 тс)Нй ВстВи, схема шмецения кс)торого по солер- жДНИЮ И КЛЮЧЕЦИК) ЛДЦНСМ сДСЦОМ СЛУЧ с С С) П с Л с) .Т С 0 С Х С Л 0 И П, С Ч Д С Р Д Н С. Н И Я, 25 имссет рссзистор 9, кс)ту нкл 1 О ин;1 уктиВ- ности, р.зистр 11 и коц,1 снсдтор 2. Гс.нердторы 13 5 импульсВ цитак)щих мост 1 3 л и и с Й н и 3 м 1151 к) иге го и д и р Я ж.н и Я (1= =1), мост 4 с изменением напряжения по квалратичцому здкну (1=2) и мост 15 с измецсним напряж".ния Г 10 кхбичи)ллзаксцл (1=3) .(.хема цо фиг. 2 содержит конденсаторы 1 и 2 В кджлом из смежных плеч отношения разных ветвей четырехплецего моста.Г 11 ечо 3 сравнения в первой ветви имеет 35 параллельно Включенные резистор 4 и катушку 5 инлуктивности, Относите.ьцо которых параллельИ Включены последовательно соединенные резистор 6 и конденсатор 7.Обект 8 измерсниЯ ВО ВтОГ)ои Ветви, схе лд,)длептения которого по содержанию и Включеник) В ланцом частном случае совпадает со схемой и,еча сравнения, имеет резистор 9, катушку 10 ицдуктивности, резистор 1 и конденсатор 12. Генераторы 13 15 импульсов питают мост, при этом гене ратор 3 с изменением напряжения по квадратичному закону (1=2), генератор 4 с изменением напряжения по кубичному закону (1=3) и генератор 15 с изменением напряжения по закону четвертой степени (1=4) . 50Схема но фиг. 1 работает следующимобразом.Пусть пепи моста свободны от запасовэлектрической энергии. Схема плеча 3 сравнения совпадает по построению со схемой цлсча срднения В олнс)м из лсвяти осО- цых вариантов урдвновешиваюсцих ветвей.В нем отсутствует то.ькс первый конденсатор. Г 1 звестндя мостовая цепь питается последовательностями импульсов с изменением напряжения по закону степенных функций с 1 = О, 1, 2 Поскольку в плече сравнения рассматриваемого моста отсут ствует первый конденсатор, то вначале к мостовой пепи подключают генератор 13 линейно и)меняющегося напряжения (1=1), Регулировкой значения сопротивления резистора 4 плоскую вершину импульсного сигнала неравновесия приводят к нулю и тем самым выплняют первое условие равновесияСК - С 2 К = О, (1) гле С 1, С - значения емкостей конденсаторов 1 и 2 соответственно;К, Ксзначения сопротивления резисторов 4 и 9 соответственно. Затем от мостовой пепи отключают генератор 13 и подключают генератор 4 квадратичных импульсов (1=2). Регулировкой значения ицлу ктивности катушки 5 плоскую вершину сигнала неравновесия приводят к нулю, выплняя второе условие равновесияСЬ Сг 1. = О, (2) глс Г.-, и 1-о - значения индуктивностей катушек 5 и 10 соответственно. Далее к мстовой пепи подключают генератор 15 кубичцых импульсов (1=3). Регулируют значение сопротивления резистора 6. Плоскую вершину сигнала неравновесия гор)сводят к нулю и в результате выполняют третье условие равновесияСК - СЯ = О, (з) гле К К 1 - значения сопротивлений резисторов 6 и 11 соответственно.При прежних питающих импульсах с генератора5 регулировкой значения емкости конденсатора 7 приводят к нулю экспоненпиальцые всплески во время переходного процесса в измерительной диагонали моста, тем самым выполняк)т четвертое условие равновесияСС. - С.С 7 = О,где С, С-, - значения емкостей конденсаторов 12 и 7 соответственно. Мост полностью уравновешен, из условий равновесия (1) в -(4) берут отсчет искомых параметров объекта 8 измерения. Равновесие мостовой цепи при каждом уравновешивании можно отмечать по осциллографу.Схема плеча 3 сравнения (фиг. 2) отличается от известной схемы плеча сравнения одного из девяти основных вариантов уравновешивающих ветвей отсутствием перВого конденсатора и первого резистора. В данном случае вначале к мосту подключают генератор 13 квадратичных импульсов (1=2) и регулируют значение индуктивности катушки 5. Затем к мосту подключают генератор 14 кубичных импульсов (1=3) и регулируют значение сопротивления резистора 4, генератор 15 импульсов с измен нием напряжения по закону четвертой степени (1=4) и регулируют значение емкости конденсатора 7, а после этого значение сопротивления резистора 6. Трижды(и Тлре; Тирал го лолитс скна, Ж а 1 и коКорректор Л, Зимли онодпис нос)обрстений и о;лр)яниГ), л 45орол, ).1, 11 Нлии 1 Релактор В. ".(анкоЗаказ 2266/44ВИИИ 11 И Государствни1 З 035, Чо11 роизвоастненно-попигр приводят к нулю плоские вершины сигналов неравновесия, а при последнем уравновешивании - эксцоненциальные всплески во время переходных процессов. В результате последовательно выполнены условия равно- весия С)1.в - С 1.)п= - 0; СК, СК =О; СКн - С)К)1=0; С)С)- С)С=О (5)Из них определяют искомые параметры.Способ измерения пара метров многоэлементных пассивных двухцолюсников решает задачу раздельного уравновешивания соответствующих мостовых цепей, имекнцих плечи сравнения с меньшим числом элемен тов в отдельных ячейках их структур по сравнению с девятью основными вариантами уравновешивающих ветвей. 1 оляр. ность выходного сигнала моста однозначно определяет направление уравновешивания цо каждому параметру, что упрощает и ускоряет процесс уравновешивания и измерения и расширяет сферу применения мостовых цепей. В каждой ячейке плеча сравнения основных девяти ветвей уравновешивания не может отсутствовать более двух элементов, а в ячейка СК 1.К недопустимо отсутствие катушки индуктивности, поэтому недопустимо, например, исключение тре генераторов с 1=0, 1=1, 1=2. Схема объектов измерений может быть другой лля выбранных частных случаев. Рассмотренный путь измерения параметров многоэлементных двухполюсников явпяется Г)ерсиективнсм,4так как не требует сложной обработки сигналов неравновесия с мостовых цепей. Форму,га 11 зойрсчени(.пособ измерения цараметрои мцоссэ.с ментных пассивных лвцолюсникои, з;к.н- чаюшийся в том, что включают исслелемый диухпол)осцик и НГ 1(чо измсренин четырехилечего измери;слылго моста, цлсч) сравнения ксторого иыиолнецо в виде эалоцного многоэлс ментцого диуклюсцик;1, цлают ца мост нацряжецис цитания и ниле последовательностей имцльсцых сис нади изменением напряжения и имилиса ц кону стег)ецной функции с 1 времени иигш К,", гле 1, - постоянные коэффицис цы,цоказагел 1 стедени, 1 О 1,2, ири 11,111 че последовательности импульсов каждой формы с(цсествлякт ураищиешисан 1 та путем регулирования соответстиукщего параметра эталонного двуполксиика, )го по.пу чснноч) Г 1)11 раинои Н 11 мо. та 1 знаГе 111 н) параметра эталоннос) лвухиолк)сцика суля о соответствующем иараметре исслелуемо.го лвухполюсника, огиисаоС(1111(51 тем, 11 о, с цельк расширении об,)асти применения за счет возможности измерения парамет.25 ров широкого класса двухислксник(и, в сл- чае недостижении мостом сосгояция раи.новесия при каком-либо з(ачении 1 осуществляют ура в нове ц)и ва цне цосл еловательно цри подаче импульсов напряжения питания, соответствукщи.х значениям 1, превышающим предыдущее на лве или три с.)и.ницы.