Мостовой измеритель параметров -элементных пассивных двухполюсников

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 6 9) 111) 1(51) С 0117/1 ТЕНИЯ ого моста введены 11- Э е элементов д --2плечо электриче при нечетном чи(22 (46 (72 (71 нентий из следовател о соеО тора, э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ) Научно-исследовательский инс тут автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радио-электроники(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 918862, кл. С 01 К 17/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Р 938199, кл. С 01 К 27/02, 1980.3. Авторское свидетельство СССР :У 99 Д 967, кх. С 01 К 17/10, 1979 (прототип).(54)(57) 1, МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ 1 -ЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генераторимпульсов сложной формы, включенныйв диагональ питания электрическогомоста, два смежных плеча разных ветвей которого образованы резисторами,третье плечо образовано резистором,параллельно с которым включена цепочка из последовательно соединенныхконденсатора и резистора, к общимвыводам которых подсоединен одинвывод второго конденсатора, четвертое плечо образовано клеммами дляподключения объекта измерения, нульиндикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали электрического моста, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, в третье цепей из последовательно соеди ных конденсатора и резистора, где д=5,7,9 причем конденсатор каждой последующей цепи подключен к общим выводам конденсатора и резис тора предыдущей цепи, а все резисторы третьего плеча соединены вторыми выводами с вершиной измерительной диагонали электрического моста, в случае четного числа элементов и целе по ьн диненных конденсатора и резис где о =6,8, 10 а параллельно резистору последней цепи включен кондея сатор, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.2, Измеритель по п. 1, о т л и -а ю щ и й с я тем, что генераторульсов сложной формы содержит 1) -1 ормирователей импульсов с иэмененим напряжения в импульсе по законуМ 1 С", К 21К Е" где Ко К, и К - постоянные коэфициенты; 1- время), коммутатор, ходы которого соединены с выходами ормирователей, а его выход соедиеи с первым выходом генератора имульсов сложной формы, блок синхроэации, выходы которого соединенысоответствующими входами формироателей, а также с третьим выходом енератора импульсов сложной формыс коммутатсром. ч ф е К ( ф в ф н п с в г иИзобретение относится к информационно-измерительной технике и промышленной электронике и может бытьиспользовано для контроля н измерения параметров двухполюсников, содержащих в схеме замещения активныесопротивления и емкости.Известен мостовой измерительпараметров четырехэлементных пассивных двухполюсников, который содержит генератор импульсов сложной формы, включенный в одну диагональ моста, причем два смежных плеча отношения его образованы резисторами, адва двугих плеча сравнения - пассивными двухполюсниками, один из которых является измеряемым, а другойуравновешивающим Г 13.Недостатком такого измерителяявляется отсутствие возможности 20для измерения более четырех параметров, что сужает его функциональныевозможности,Известен преобразователь параметров четырехэлементных двухполюсников в напряжение, содержащий последовательно соединенные формирователь опорного напряжения, исследуемый двухполюсник, параллельно включенные усилитель постоянного тока, ЗОи образцовый конденсатор, первыйвычитающий усилитель, дифференциатор, третий элемент выборки, ключ,интегратор, третий вычитающий усилитель, первый элемент выборки, подключенный к выходу усилителя постоянного тока, последовательно соединенные второй элемент выборки и второйвычитающий усилитель, и задатчиквременных интервалов, включенный 40между формирователем опорного напряжения и третьим элементом выборки ЫОднако данный преобразовательне позволяет измерять более четырехпараметров, что сужает его функцио"нальные воэможности,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяэлектрический мост, который содержит генератор импульсов трапецеидальной формы, подключенный к диагонали питания электрического моста,смежные плечи разных ветвей, образованные резисторами, многоэлементный двухполюсник во втором плечепервой ветви, содержащий резистор,параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатори резистор, который шунтирован конденсатором, во второй ветви имеютсяэлементы уравновешивания электрического моста 3 3,Недостатком известного устройстваявляется невозможность измеренияболее четырех параметров двухполюсника, что сужает его функциональныевозможности.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что в мостовой измеритель параметров ь-элементнЫх пассивных двухполюсников, содержащий генераторимпульсов сложной формы, включенныйв диагональ питания электрическогомоста, два смежцьи плеча разныхветвей которого образованы резисторами, третье плечо образовано резистором, параллельно с которым включена цепочке из последовательно соеди-,ненных конденсатора н резистора,к общим выводам которых подсоединенодин вывод второго конденсатора,четвертое плечо образовано клеммамидля подключения объекта измерения,нудь-индикатор, подключенный двумявходами к измерительной диагоналиэлектрического моста, в третье плечо электрического моста введены прив-знечетном числе элементовце 2пей из последовательно соединенныхконденсатора и резистора, где5,7,9 причем конденсатор каждойпоследушщей цепи подключен к общимвыводам конденсатора и резисторапредыдущей цепи, а все резисторытретьего плеча соединены вторымивыводами с вершиной измерительнойдиагонали электрического моста,в случае четного иисла элемент тов о 2 цепей иэ последовательносоединенных конденсатора и резистора, где. п=6,8 10 а параллельнорезистору последней цепи включенконденсатор, третий выход генератора импульсов сложной формы соединенс третьим входом нуль-индикатора.Кроме того, генератор импульсовсложной формы содержит вформирователей импульсов с изменениемнапряжения в импульсе по законуо 1, 2 л-К Кгю ь-Хвходы которого соединены с выходамиформирователей, а его выход соединенс первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации, выходы которого соединены с соответствующими входами формирователей, а также с третьим выходом генератора импульсов сложной формы и скоммутатором.На чертеже представлена функцио Ональная схема мостового измерителяпараметров п-элементных пассивныхдвухполюсников.Мостовой измеритель параметровь-элементных пассивных двухполюсников содержит плечо сравнения электрического моста, состоящее из резистора 1, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 2 и резистор 3, Параллельно 20резистору 3 включены последователь- .но соединенные конденсатор 4 и резистор 5, параллельно которому включены последовательно соединенныеконденсатор 6 и резистор 7, Объект 25измерения 8 имеет схему замещения;созаадарщую со схемой плеча сравнения, и состоит из резистора 9,конденсатора 10, резистора 1, конденсатора 12, резистора 13, конден- ЗОсатора 14,. резистора 15. Параллельнорезистору 9 включены последовательносоединенные конденсатор 10 и резистор: 11. Параллельно резистору 11включены последовательно соединенные 5конденсатор 12 и резистор 13, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 14и резистор 15, В плечах отношениямоста включены резисторы 16 и 17. 40К измерительной диагонали электрического моста подключен нуль-индикатор 18, а к диагонали питания - генератор 19 импульсов сложной формы,который содержит коммутатор 20,блок 2синхронизации, выходами своими соединенный с нуль-индикато- ,ром 18, коммутатором 20 и формирователями импульсов 22 (К 1) 23(К 1")24(К 1) и т.дконденсатор 25, подключенный параллельно резистору 7при четном числе элементов н.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии напряженияна входе и выходе электрическогомоста равны нулю, Блок 21 синхронизации управляет работой всего устройства, Под воздействием управляющих импульсов с него коммутатор 20подключает вначале к электрическомумосту формирователь 22. При воздействии очередного прямоугольногоимпульса в установившемся режимечерез конденсаторы 2 и 10 устанавливается нулевой ток и напряжениенеравновесия зависит здесь от элементов 1,9,16 и 17. Однократной регулировкой значения сопротивленияуравновешивающего резистора 1 приводят плоскую вершину импульсного сигнала на выходе электрического мостак нулю и тем самым выполняют первое условие равновесия:где й, Р,й , Р - сопротивление соответствующих резисторов 1,9,16, 17.Равновесие моста здесь и в дальнейшем отмечают по нуль-индикатору 18, в качестве которого служитосциллограф. Далее под действиемимпульсов с блока 21 синхронизациикоммутатор 20 последовательно подключает к электрическому мосту формирователи импульсов линейно изменяющейся, квадратичной и т,д. формы.Каждый раэ после окончания переходного процесса импульсный сигналнеравновесия имеет плоскую вершину.Приводя ее к нулю однократной регулировкой уравновешивающего параметра, выполняем очередное условиеравновесия:Ср-е,й,:о; ер,-йк,:о, (я)Ггде С, С - емкость соответствующих конденсаторов 2и 10;й Яз Я - сопротивление соответствующих резисторов 3и 11.В каждой резистивно-емкостной цепи регулируется вначале значениеемкости уравновешивающего конденсатора, а затем значение сопротивленияуравновешивающего резистора. Этирегулировки следует проводить вначале для первой реэистивно-емкостной цепи, затем для второй цепи,третьей и т,д. При последнем уравновешивании приводятся к нулю экспоненциальные выбросы в измерительной диагонали электрического моста ииспользуются импульсы с формирова1150556 ВНИИПН Заказ 2136/34 сы Филиал ППП "Патент", г.Ужгоро ул. Проектная теля, который питает мост при предпоследнем уравновешивании, Отсчет значеьий искомых величин берется из условий равновесия (1), (2)Таким образом, данное устройство позволяет измерять параметры двухполюсников, содержащих однородные реактивные элементы, что расширяет его Функциональные возможности и сФеру применения.Уравновешивание электрического моста раздельное,что перспективно для автоматических измерений. Достаточно построить ограниченноечисло уравновешивающих ветвей, которые пригодны для уравновешиванияи измерения значительного числа,о-элементных двухполюсников.В частности, построение объекта измерения в предлагаемом электрическоммосте может быть другим, Устройство в существенной степени решает проблему измерения параметров многоэлементных двухполюсников.