Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

+511 С ОПИСАНИ СВИДЕТЕЛЬСТ входами формиветственно,одним нз вхотой выход содом генератоформы, а седтретьим выхосов сложной ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОП 1 РЫТИЙ(71) Научно-исследовательский инсти" тут автоматики и электромеханики прн томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 949517, кл, С 01 К 17/10, 1980.2. Авторское свидетельство СССР У 938199, кл. С 01 К 27/02, 19803. Авторское свидетельство СССР У 918862 кл.С 01 К 17/1 О 1976. В Э (54)(57) 1.иостовой ичиеРитель ПАРА- иетРОВ инОГОэлеиентных пАссиВных дВух- ПОЛ 1 ОСНИКОВ, содержащий генератор им" пульсов сложной Формы, соединенный первым и вторым выходами с вершинами диагонали питания моста, два несмежных плеча которого образованы резисторами, третье плечо обра:зовано уравновешивающим пассивным многоэлементным двух ,то. полюсником, состоящим из резистора, к одному выводу которого подключен один вывод конденсатора, а к другому - выводы катушки индуктивности и резистора, соединенных параллельно, четвертое плечо образовано клеммами для подключения объекта измерения, нуль-индикатор, подключенный двумя входами к измерительной диагонали моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в уравновешивающий пассивный многоэлементный двухполюсннк введен резистор, подключенный к второму выводу конденсатора одним выводом, а другим к второму выводу параллельно соединенных катушки индуктивности и резистора, третий вкед нуль- индикатора соединен с третьим выходом генератора импульсов сложной формы.2. Измеритель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что генераторимпульсов сложной формы содержит формирователь импульсов прямоугольной формы и три формирователя с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, по квадратичному и а по кубичному соответственно, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами Формирователей импульсов, а выход его соединен с первым выходом генератора импульсов сложной Формы, блок синхронизации, четыре выхода которого соединены с рователей импульсов соот пятый выход соединен с дов коммутатора, шесединен с вторым выхора импульсов сложной ьмой вьход соединен с дом генератора импуль" формы.1 11574Изобретение относится к икформа";ционно-измерительной технике и можетбыть использовано в устройствах измерительной техники, автоматики ипромышленной электроники для контроля и измерения до пяти параметровдвухполюсника, содержащего разнородные реактивные элементы,Известен кваэиуравновешенный мостдля измерения параметров трехэлементкого двухполюсника, который содержит последовательно соединенныеисточник питания, электрический иостусилитель, параллельно включенныефазочувствительные индикаторы син". фазной и квадратурной составляющих,делитель, интегривунщий усилительи отсчетнцй блок 1 11.Недостатком данного моста явля"ется отсутствие возможности для из бмерения более трех параметров двух"полюснкков.Известей преобразователь параметров четырехэлементкых двухполюскиков в напряжение, содержащий последовательно соединенные. формирователь опорного напряжения, исследуемый двухполюсник, параллельно включенные усилитель постоянного тока и образцовый конденсатор, первый вы- ЗО читавший усилитель дифференцкатор, третий элемент выборки, ключ, интегратор, третий вычитающий усилитель, первый элементвыборки, подключен ный к выходу усилителя постоянного щ тоМа, последователъно соединенные второй элеиент выборки и второй вычитвющий усилитель, подключенный к выходу дифференциатора, звдатчик временных интервалов, включенный . 40 между форикрователем опорного нвпвяжеиия и третькм элементом выборкк 123Недостаткаж указанного преобразователя являются сложность схемы обработки сигнала и отсутствие воз можности для определения более четырех параметров двухполюскиквНаиболее близким по технической сущности к изобретению является мостовой измеритель параметров четырех-Зо элементных пассивных двухполюсников., который содержит генератор импульсов сложной:формы, включенный в одну диагональ моста, причем два несмежных плеча отношения его обра" я эовакы, резисторами, а два других плеча сравнения - пассивными двух" нолюсникаии, один иэ которых явля 67 гется измеряемым, в другой " уравно- вешивающим ГЗ 3.Недостаток известного измерителя " отсутствие воэможности для измерения более четырех параметров двух-. полюсника, что сужает его функцконвль ные возможности и ограничивает сферу применения.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей. Поставленная цель достигаетсятем, что в мостовой измеритель нараметров.иногоэлементных пассивныхдвухколюсннков, содержащий генераторимпулъсов сложной формы, соединенный первым и вторым выходами с вершинаии диагонали питания моста, два . несмежных плеча которого образованы резисторами, третье плечо образовано уравковешивающим пассивным многоэлементным двухполюсником, состоящим кз резистора, к одному выводу которого подключен один вывод конденсатора, а к другому - выводы катушки ккдуктквности к резистора, соедикенных параллельно, четвертое плечо образовано клеммаьщ для подклю"чения объекта измерения, нуль-индикатор, подключенный. двумя входами к измерительной диагонали моста, в урввновещнвашщий пассквный мкогоэлементнцй двухполюснкк введен резистор,подключенный к второму выводу конденсатора одним выводои, а другимк второму выводу параллельно соединенных катушки кндуктивности и ре"эистора, третий вход нуль-индикатора 1 соединен с третьии выходом генератора импульсов сложной формы.Генератор импульсов сложной формы содержит формирователь импульсов прямоугольной формы и три форииро" вателя с изменением напряжения в ииг пульсе по линейному закону, по квадратичному и по кубичноиу соответственно, коимутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход его соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, блок синхронизации, четыре выхода которого соединены с входами формирователей импульсов соответственно; пятМ выход соединен с одним иэ входов коммутатора, шестой выход соединен с .вторым выходом генератора импульсов сложной формы, в седьмой выход соединен с3 1157третьим выходом генератора импульсовсложной формы.На чертеже представлена функциональная схема мостового измерителя параметров многоэлементных3пассивных двухнолюснкков.Мостовой измеритель параметровмногоэлементных пассивных двухполюс"ников содержит генератор 1 импульсовсложной форж, выход которого под- Оключви к четырехплечему мосту. В несмежных плечах отноиения моста вклю"чеиы резисторы 2 и 3. Плечо с урввновввиввющими элементами состоит иэрезистора 4, параллельно которомувключена цекь иэ четырех элементовпоследовательно,соединенных конденсатора 5, резистора 6 и катузак 7индуктквнести,:параллельно которойвключен резистор 8. Измеряемый двух. цолюсник 1,объект кзмеренияД содержитпоследовательно .соединенные резис-.тор 9 и катуюку 10 икдуктивкости,параллельно которой включены резистор 1 й последовательно соединенные кокденсвтор 12 и.резистор 13.Е измерительной диагонали моста подключен нуль-индикатор 4. Генератор импульсов. сложной формы содер"акт формирователь 15 импульсов прямоугольной формы,:формирователь 16импульсов линейно-изменяющейсяформы, формирователь 17 импульсовквадратичной Формы и формирователь18 импульсов кубичной форма. Выходыих соединены с входами коммутатора 19 ф.а входы их и один .из входов коммутатора - с выходами блока 20 синхронизации.Устрцйство работает следующим образом,40В. исходном состоянии напряженияиа входе и выходе моста равны нулю,Блок .20 синхронизации управляетработой всего устройства. Под воздействием управляющих импульсов с фнего коммутатор 19 подключает вначале к мосту формирователь 15 прямоугольных импульсов. При воздействии:очередного прямоугольного импульсав устаковиввемся режиме через конденсатор 5 устанавливается нулевой:ток, а на катушке 10 нндуктивностикулевое капряжение, Поэтому напряженке керввновесия здесь зависит только от сопротивления резисторов ээ2"4 и 9. Однократной регулировкой. значения сопротивления резистора 4, приводят плоскую верюину сигнала 4на выходе моста к нулю, т.е. выполняют первое условие равновесияЯ Я-Я Я -о где Я , Я , Я, Я - .сопротивление реэис"торов 2,3,4,и 9 соответственно, Равновесие здесь н в дальнейюем отмечают по нуль-индикатору 14, в качествекоторого служит осциллограф. Послепервого уравновешивания под действием импульсов с блока 20 синхронизации коммутатор 19 подключает к мосту формирователь 16 импульсов линейно"изменяющегося напряжения. При воздействии очередного импульса послеокончания переходного процесса черезконденсатор 5 устанавливается кеизменяющийся ток, а на катущке О икдуктивности - неизменяющееся напражение, и напряженке неравновесия зависит здесь от указанных вьииерезисторов, емкосги конденсатора 5и катуики 10 икдуктивности. Так какпервое условие равновесия уже выполкено, то приводят к нулю плоскую веркину, напряжения .неравновесия однократной регулировкой емкости конденсатора 5 и выполняют второе условие .равновескя где С - емкость конденсатора 5, - индуктивность катуакк 10 иидуктивности. Далее блок 20 синхронизации через коммутатор 19 подключает к мосту формирователь 17 с изменением напра" кения в импульсе по квадратичному, закону, При воздействии квадратичного импульса после окончания пере.ходного процесса напряженке неравно-. весия зависит от укаэанных выще элементов и сопротивлений Я иЯ резисторров 6 и 11 соответственно. Однократной регулировкой значения сопротивления резистора 6 приводят к нулю плоскую вершину сигнала неравновесиа и выполняют третье условие равнове.сияй Я -Я Ф=О (3 Наконец, блок 20 синхрокиэациифчерез коммутатор 19 подключает к мосту фор мкрователь 8 с изменением напряженна в импульсе по кубнчному закону. При воздействии кубичного импульса после окончания переходного процесса1157467 ИИПИ акаэ 33 бЗ/44 Тираж 748 Подписи илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектн 5напряжение неравновесия зависит от значений, ранее приведенных элементов индуктивности 1, катушки 7 индуктив-, ности и емкости С, конденсатора 12, Приводят плоскую вершину сигнала 5 неравновесия к нулю однократной регу" лировкой значения индуктивности катушка 7 индуктивности, т.е. выполняют четвертое условие равновесия16СЯ Р 1., О(4) Во время переходного процесса напря"жение неравновесия, которое имеетформу экспоненциальных,всплесков, эа" 15висит от всех параметров мостовойцепи. Однократной регулировкой сопротивления й резистора 8 приводятк нулю и выполняют последнее, пятоеусловие равновесия 26 1 д вьОтсчет значений искомых величин бере;ся из приведенных условий равновесия 1-5 ),Таким образом, мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников позволяет. измерять пять параметров двухполюсников, содержащих разнородные реактивные элементы, что расширяет его функциональные возможности и сферу применения. Его можно применять в тензометрии н в контрольно-измерительной аппаратуре с параметрическими датчиками, при контроле радиоэлектронныл блоков без выключения элементов из схемы, при измерении характеристик полупроводниковых струк" тур и в других областях.