Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 С 01 к 17/1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Г.И.Передельский и А.У.Касьянов (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) 1 Авторское свидетельство СССР Мф 467273, кл. С 01 К 17/10, 1975,2. "Измерительная техника", 1980, У 9, с. 49-51 (прототип).(54) (57) 1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ,содержащий электрический мост, двасмежных плеча разных ветвей которогообразованы резисторами, третье плечо - клеммами для подключения объекта измерения, четвертое плечо - уравновешивающим многоэлементным пассивным двухполюсником, состоящим из последовательно соединенных первогорезистора и первой катушки индуктивности, к смежным выводам которых подключен один из выводов второго резистора, генератор импульсов сложнойформы, первый выход которого соединен с первой вершиной диагоналипитания электричеСкого моста, второйвыход генератора импульсов сложнойформы и вторая вершина диагоналипитания электрического моста соединены с,общей шиной, нуль-индикатор,подключенный к измерительной диагонаЯО 11505 ли электрического моста двумя входами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения параметров пятиэлементных пассивных двухполюсников, в него введены вторая катушка индуктивности и третий резистор, соединенные между собой параллельно и включенные между вторым выво дом второго резистора и вторым выводом первой катушки ийдуктивности,. третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.2. Мостовой измеритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что генератор импульсов сложной формы содержит четыре формирователя импульсов прямоугольной формы с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, .по квадратичному и по кубичному, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, блок синхронизации, четыре выхода которого соответственно соединены с входами формирователей импульсов, пятый выход - с одним из входов коммутатора, выход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сложной. формы, шестой выход блока синхронизации соединен с .третьим выходом генератора импульсов сложной формы, седьмой выход блока синхронизации соединен с вторым выходом генератора импульсов сложной формы.Изобретение относится к измерениюэлектрических переменных величин,в частности к измерительным мостампеременного тока, и может быть исцользовано в информационно-иэмери"тельной технике, автоматике и промышленной электронике, например егоможно использовать для измерения пяти параметров двухполюсника, содержащего однотипные реактивные элЕментыеИзвестно устройство для измерения параметров двухполюсников,. содержащее электрический мост, генераторы дЛинных и коротких прямоугольных импульсов, объект измерения,сумматор и три канала обработки и индикации сигналов с моста 13,. Недостатком даннбго устройстваявляется отсутствие, возможности паэсФдельного уравновешивания более чемпо трем параметрам.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяэлектрический мост, содержащий гене" 25ратор импульсов трапецеидальной4 юрмы, электрический мост с резисторами в смежных плечах отношенияразных ветвей, объектом измеренияи плечоМ сравнения, в которое входит 30два резистора и одна индуктивНОСТЬ 2,Недостатком известного устройстваявляется отсутствие возможности раздельного уравновешивания и измерениябапее чем трех параметров двухполюсников.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей мостового измерителя за счет измерения 40параметров пятиэлементньж пассивныхдвухполюсников.Поставленная цель достигаетсятем, что в мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников, 45содержащий электрический, мост, двасмежных плеча разных ветвей которого образованы резисторами, третьеплечо - клеммами для подключенияобъекта измерения, четвертое плечо " 50уравновешивающим многоэлементнымпассивным двухполюсником, состоящимиз последовательно соединенных первого резистора и первой катунииндуктивности, к смежным выводам 55которых подключен один из выводоввторого резистора, генератор импуль"сов сложной формы, первый выход которого соединен с первой вершинойдиагонали питания электрического моста, второй выход генератора импульсовсложной формы и вторая вершина диагонали питания электрического моста соединены с общей шиной, нуль-индикатор, подключенный к измерительной диагонали электрического моста двумя входами, введены вторая катушка индуктивности и третий резистор, соединенные между собой параллельно и включенные между вторым выводом второго резистора и вторым выводом пер вой катушки индуктивности, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.Генератор импульсов сложной формы содержит четыре формирователя импульсов прямоугольной формы с изменением. напряжения в импульсе по линейному закону, по квадратичномуи но кубичному коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов,блок синхронизации, четыре выхода которого соответственно соединены с входами формирователей импульсов,пятый выход - с одним из входов коммутатора, выход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, шестой выход блока синхронизации соединен с третьим выходом генератора импульсов сложной формы, седьмой выход блока синхронизации соединен с вторым вьиодом генератора импульсов сложной формы.На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров пассивных двухполюсннков.Мостовой измеритель содержит генератор 1 сложных импульсов, выход которого подключен к входу четырехлечего моста, содержащего в смежных плечах резисторы 2 и 3, в третьем плече - клеммы для подключения . объекта измерения, в четвертом плече - уравновешивающий двухполюсник. Уравновешивающий двухполюсник состоит из последовательно соединенныхрезистора 4 и катушки нндуктивности параллельно которой включены последовательно соединенные резистор 6 и катушка индуктивности 7, а лараллельно ей подключен резистор 8.Объект измерения состоит из последовательно соединенных резистора 9555 3 1150 и катушки индуктивности 10, параллельно которой включены последовательно соединенные резистор 11 и катушка индуктивностн 12, а также резистор 13, В измерительную диагональ четырех полюсника включен нуль-индикатор 14, третий вход которого соединен с третьим выходом генератора 1.Генератор 1 сложных импульсовсостоит из коммутатора 15, формиро вателей импульсов: формирователя 16 прямоугольных импульсов, формирователя 17 импульсов линейно изменяющегося напряжения, формирователя 18 с из.менением напряжения в импульсе по 15 квадратичному закону, формировате- ля 19 с изменением напряжения в импульсе по кубичному закону; выходы этих формирователей соединены с входами коммутатора 15, выход которого 20 является выходом генератора 1, а входы генераторов, один вход коммутатора и вход нуль-индикатора соединены с выходами блока 20 синхронизации. 25Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии напряжение на входе и выходе четырехплечего моста равно нулю. Под воздействием управляющих импульсов с блока 20 синхронизации коммутатор 15 вначале подключает к мосту формирователь 16 прямоугольных импульсов. Блок синхронизации построен на основе авто 35фР35колебательного мультивибраторас распределителем импульсов. Формирователь прямоугольных импульсов по" строен .на основе заторможенного мультивибратора, а коммутатор - на осно-ве управляемых электронных ключей.При воздействии очередного прямоугольного импульса в установившемся режиме в ветвях устанавливаются нулевые токи, и напряжение неравновесия зависит только.от величин сопротивления резисторов 2, 3, 4 и 9. Однократной регулировкой значений, сопротивления резистора 4 приводим плоскую вершину сигнала на 50 выходе моста к нулю,т.е. выполняем первое условие равновесия. Равновесие отмечаем по нуль-индикатору 14, в качестве которого служит осциллограф. 55После первого уравновешивания коммутатор 15 подключает к мосту Формирователь 17 импульсов линейно изменяющегося напряжения, При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса в ветвяхустанавливаются неизменяющиеся токии напряжение неравновесия зависитот резисторов 2 и 3 и катушек индуктивностей 5 и 10. Имея в виду, чтопервое условие равновесия выполнено,приводим к нулю однократной регулировкой значений индуктивности катушки 5 плоскую вершину сигнала неравновесия и выполняет второе условие равновесия,Равновесие здесь и в дальнейшемотмечаем по нуль-индикатору 14.Далее коммутатор 15 подключает к мосту Формирователь 18 с изменениемнапряжения в импульсе по квадратичному закону, собранный по схеме генератора линейно изменяющегося напряжения с интегратором. При воздействииквадратичного импульса, после окончания переходного процесса, устанавливается неизменяющийся ток, зависящий лишь от сопротивления резистора 6. Однократной регулировкой.значений сопротивления резистора бприводим к нулю плоскую вершину сигнала неравновесия и выполняем третьеусловие равновесия,Наконец коммутатор 15 через блоксинхронизации 20 подключает формирователь 19 с изменением напряженияв импульсе по кубичному закону, В качестве такого генератора служит генератор линейно изменяющегося напряжения с двумя последовательно включенными интеграторами.При воздействии кубичного импульса после окончания переходного процесса напряжение неравновесия не зависит от индуктивности катушки индуктивности 7 и не зависит от резистора 8. Однократной регулировкой значений индуктивности катушки 7 приводим плоскую вершину сигнала неравновесия к нулю и выполцяем четвертоеусловие равновесия.Во время переходного процесса напряжение неравновесия, которое имеетФорму экспоненциальных всплесков,зависит от всех уравновешивающихпараметров. Однократной регулировкойрезистора 8 приводим всплески к нулюи выполняем последнее пятое условиеравновесия,Измеряемую величину определяютиз уравнений.,-8 - индуктивноств катушек 5 и 7 индуктивностиТаким образом, предложенное уст- М ройство позволяет измерять пять параметров двухполюсника, что расширяет его функциональные возможности и сферу применения и при этом решается задача контроля и измерения параметров объектов, содержащих в схеме замещения пять элементов, из которых два элемента являются реактивными одинаковыми по характеру и представляют собой индуктивности.Уравновешивание моста раздельное, и уровень сложности обработки сигналов неравновесия при измерении пяти элементов аналогичен уровню обработки сигнала как и в случае измерения только одного параметра вследствие того, что информация об измеряемых параметрах заключается в плоской вершине сигнала неравновесия, что перспективно для автоматических измерений. Объект измерения в предлагаемом устройстве может быть другим.