Компенсационно-мостовая измерительная цепь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик он 949515(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 040880 (21) 2969296/18-21 311 М. Кл,з с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетС 01 й 17/10 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытиИОпубликовано 070882. Бюллетень М 29 Дата опубликования описания 07.0882%Институт электродинамики АН Украинской ССвайс.;,.,:;,д(54) КОМПЕНСАЦИОННО-МОСТОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯЦЕПЬ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметровкомплексных сопротивлений.Известен трансформаторный мост,содержащий две параллельных цепочки,первая из которых состоит из последовательно соединенных измеряемого иобразцового сопротивлений, а втораяцепочка - из двух плечевых обмотоктрансформатора, источник питания,включенный в первую диагональ моста,и детектор равновесия, включенныйво вторую диагональ. Точность измерений в трансформаторном мосте выше,чем в четырехплечем, эа счет использования плечевого трансформаторногоделителя напряжения 11).Недостатком таких мостов являетсяограниченная точность измерений, обусловленная наличием магазина сопротивлений или проводимостей для уравновешивания моста по второй составляющейкомплексного сопротивления, и ограниченные пределы измерений, а такжесложность автоматизации процесса измерений при применении полупроводниковых переключающих устройств,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является компенсационно-мостовая цепь, содержащаяцепочку из последовательно соединенныхизмеряемого объекта и образцовой меры, источник питания, подключенныйк зажимам цепочки, два прецизионныхделителя напряжения, подключенных соответственно к зажимам измеряемогообъекта и образцовой меры, сумматор, 1 О два входа которого подключены к выходам двух делителей соответственно, идетектор равновесия, включенный навыходе сумматора 21.Недостатком известного устройстваявляется наличие погрешностей измерений, возникающих из-эа шунтированияизмеряемого и образцового сопротивлений входными сопротивлениями делителей напряжения, ограничивающих возможности применения устройства для измерения в широких пределах.Целью изобретения является повышение точности измерений компенсационно-мостовой цепи.Поставленная цель достигается тем, 25 что в компенсационно-мостовой измерительной цепи, содержащей цепочкуэлементов, состоящую из последователь"но соединенных измеряемого объекта иобразцовой меры, источник питания, ЗО.подключенный к зажимам цепочки, дваФормула изобретения прецизионных делителя напряжений, причем первый зажим первого делителя напряжения подключен к первому зажиму источника питания, сумматор, к двум входам котоого подключены первые выходы двух делителей напряжения,"5 а вторые выходы делителей и сумматора подсоединены к общей шине цепи, и детектор равновесия, второй входной зажим первого делителя подключен к общей шине устройства, вход вто О рого делителя подключен параллельно входу первого делителя, выходной заким сумматора подключен к второму зажиму источника питания, детектор равновесия включен между точкой соеди нения измеряемого и образцового элементов в цепочке элементов и общей шиной цепи.На чертеже показана структурная схема устройства. 20устройство содержит источник 1 питания, измеряемый объект 2, образцовую меру 3, (элементы) прецизионные делители 4 и 5 напряжения, сумматор б, детектор 7 равновесия.25Прибор уравновешивается посредством регулировки коэффициентов передачи делителей 4 и 5, причем один из делителей, например делитель 4, регулирует амплитуду приложенного к нему напряжения, а второй делитель 5 регулирует фазу. В качестве делителя 4 может быть использован операционный усилитель или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), имеющий высокую точность коэффициента передачи, а второй делитель может быть выполнен фазосдвигающим операционным усилителем или каскадным соединением ЦАП и фазовращателя. Контроль состояния равновесия цепи обеспечивается де тектором 7, осуществляющим сравнение отношения напряжений на элементах 2 и 3 с суммарным коэффициентом передачи делителей.В момент равновесия цепи выполня ется равенство(1)2 фгде 2 ,2 - сопротивления измеряемого 2 и образцового 3элементов;К =К +К - суммарный коэффициент передачи делителей;К 4 - коэффициент передачи де-лителя 4;К - коэффициент передачи делителя 5.Из равенства (1) получим2 :г,(К фК ). (2) 60 Верхний знак перед Х соответствует индуктивному характеру измеряемых сопротивлений при последовательной схеме замещения измеряемого объекта, Нижний знак соответствует измерению параметров сопротивлений емкостного характера.При необходимости измерения проводимостей по параллельной схеме замещения измеряемого объекта элементы 2 и 3 меняются местами.Таким образом, повышение точности измерений обеспечивается исключением погрешности из-за шунтирования сопротивлений измеряемого объекта и образцовой меры входным сопротивлением прецизионных делителей напряжений, При этом меньшие требования предъявляются к входному сопротивлению делителей, что позволяет упростить конструкцию иснизить стоимость этих делителей. Кроме того, исключение шунтирования сравниваемых сопротивлений позволяет существенно расширить пределы измерений без измерения структуры схемы измерительной цепи. Компенсационно-мостовая измерительная цепь., содержащая цепочку элементов, состоящую из последовательно соединенных измеряемого объекта и образцовой меры, источник питания, подключенный к зажимам цепочки, два прецизионных делителя напряжения, первый входной зажим первого делителя подключен к первому зажиму источника питания, сумматор, к двум входам которого подключены первые выходи двух делителей напряжения, а вторые выходы делителей и сумматора подсоединены к общей шине цепи, и детектор равновесия, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения, второй входной зажим первого делителя подключен к общей шине цепи, вход второго делителя подключен параллельно входу первого делителя, выходной зажим сумматора подключен к второму зажиму источника питания, детектор равновесия включен между зажимами измеряемого и образцового элементов в цепочке элементов и общей шиной цепи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Трансформаторные измерительныемосты. Под ред. К.Б.Карандеева."Энергия", М., 1970, с,22, Об.2. Цифровые приборы и системы дляизмерения параметров конденсаторов.Под ред. С.Л,Эпштейна"Советскоерадио"; М., 1978, с.б 8 (прототип),949515Составитель В.Семенчук Редактор Л.Гратилло ТехредМ; РейвесКорректор В.Бутяга Заказ 5739/32 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4