Квазиуравновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников

сви 913 /10 Ч 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3953640/ (22) 16.09.85 (46) 30.06.87 (71) Ивано-Фр ти и газа (72) Е.Е.Добр (53) 621.317 (56) Авторско В 1054794, клАвторское по заявке 9 3 кл. С 01 К 17(54) КВАЗИУРАВНОВЕШЕННЫИ МОСТРАЗДЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТТЫРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ДЛЮСНИКОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия из.мерения и расширение диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритмапри достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения. Цель достигается тем, что в квазиургвновешенныймост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансныхдвухполюсников введены вольтметр 28,фазометр 26, переключатель 6, сумматор 25 напряжения и управляемые делители 18-21 напряжения. 2 ил.1 1320762 гИзобретение относится к электроизмерительной технике, в частности кизмерению пассивных параметров сложных объектов, и может быть использовано для измерения параметров колебательных контуров и эквивалентныхэлектрических параметров пьезоэлектрических резонаторов.Цель изобретения - повышение быстродействия измерения и расширение 10диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможностипроведения измерений параметров объектов, представляемых тремя схемамизамещения.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -схемы исследуемых объектов. гоУстройство содержит генераторы1 и 2 синусоидальных сигналов, переключатели 3-6, усилитель 7, резистор8, исследуемый двухполюсник 9, состоящий из резистора 10, индуктивности11 и конденсаторов 12 и 13, дифференцирующие усилители 14 и 15, интегрирующий усилитель 16, инвертирующийповторитель 17 напряжения, управляемые делители 18-21 напряжения, об- ЗО ключателей 5 и 6,разцовый элемент 22 (в данном случаеобразцовый конденсатор), сумматоры23-25 напряжения, фазометр 26, вольтметры 27 и 28, вычислитель 29, блоки30 и 31 памяти, блок 32 вычитания,цифровой отсчетный блок 33 и генератор 34 тактовых импульсов. 35 40 45 50 Генераторы 1 и 2 через переключатель 3 соединены с входом инвертирующего повторителя 17 непосредственно, с первым входом сумматора 25 через управляемый делитель 21, а через исследуемый двуполюсник 9 - с выходом усилителя 7, в цепи обратной связи которого включен резистор 8. Выход инвертирующего повторителя 17 через управляемые делители 19 и 20 соединен с первыми входами сумматоров 23 и 24 соответственно, а через соединенные последовательно управляемый делитель 18 и образцовый элемент 22 - с входом усилителя 7. Выход пос. леднего соединен с вторым входом сум. матора 25 непосредственно, а с вторыми входами сумматоров 23 и 24 со" ответственно через дифференцирующий 14 и интегрирующий 16 усилители. Вы" ход сумматора 25 соединен с входом дифференцирующего усилителя 15, Входы переключателя 5 соединены с выходами усилителя 7, дифференцирующего14 и интегрирующего 16 усилителей,а входы переключателя 6 соединены с выходами сумматоров 23 и 24 дифференцирующего усилителя 15 и переключателя 3. Выход переключателя 5 соединен с входом вольтметра 27 и одним входом фазометра 26, другой вход последнего соединен с входом вольтметра28 и выходом переключателя 6, приэтом выходы фазометра и вольтметра соединены с входами вычислителя 29,выход последнего через переключатель 4 соединен с входами блоков 30 и 31 памяти. Выходы блоков памяти соединены с входами блока 32 вычитания, выход которого соединен с цифровым блоком 33Управляющие входы переключателей 3 и 4 соединены с выходом генератора 34 тактовых импульсов 34Квазиуравновешенный мост является устройством с ручным уравновешиванием путем изменения коэффициента передачи управляемых делителей 18-21 напряжения, Изменение режимов работы устройства также осуществляется вручную путем изменения состояния переИзмерение параметров исследуемого двухполюсника 9 осуществляется в четыре этапа путем приведения измери 1 тельной цепи в четыре состояния ква зиравновесия при помощи одного изуправляемых делителей 18-21 на каждом этапе измерения, Состояние квазиравновесия определяется частотнойнезависимостью вещественной составляющей комплексной функции отношениядвух напряжений мостовой цепи, Положение переключателей 5 и 6 определяет выбор этих напряжений на каждом этапе измерения. Указанные напряжения и фазовый сдвиг между .ними измеряется при помощи вольтметров 27 и28 и фазометра 26. Обработка результатов этих измерений вычислителем29 дает значение вещественной составляющей указанной функции, а определение ее частотной независимости производится путем сравнения значений на двух частотах. Для этого при помощи переключателя 3 к измерительной цепи поочередно подключаются генерато -ры 1 и 2 сигналов различных частот,а при помощи переключателя 4 к выходу вычислителя 29 поочередно подключаются блоки 30 и 31 памяти. Срав3 13207 нение содержимого этих блоков осуществляется блоком 32 вычитания, а результат сравнения индицируется на табло цифрового отсчетного блока 33. Управление переключателями 3 и 4 осуществляется генератором 34 тактовых импульсов.На первом этапе измерения переключатели 5 и б устанавливаются в такое положение, что с выходом переключате О ля 5 соединен выход усилителя 7, а с выходом переключателя 6 соединен выход переключателя 3. Выходное напряжение усилителя 7 пропорционально разности токов, протекающих через исследуемый двухполюсник 9 и образцовый элемент 22. Изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 18 достигают равенства значений тока образцового элемента 22 и тока 20 в одноэлементной ветви исследуемого двухполюсника, что означает приведение измерительной цепи в первое состояние квазиравновесия, которое соответствует нулевому значению на табло 25цифрового отсчетного блока 33, После этого отсчитывают значение емкости конденсатора 12 исследуемого двухполюсника 9 по состоянию регулирующего ,органа делителя 18. 30На втором этапе измерения выходы переключателей 5 и б соединены соответственно с выходами интегрирующего усилителя 16 и сумматора 23. Изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 19 приводят мост во второе состояние квазиравновесия, которому соответствует нулевое показание блока 33, По состоянию регулирующего органа делителя 19 от считывают значение индуктивности 11.На третьем этапе измерения с выходами переключателей 5 и б соединены выходы соответственно дифференцирующего усилителя 14 и сумматора 24 напряжения, Нулевого показания блока 33 достигают изменением сос-тояния регулирующего органа управляемого делителя 20, по которому в момент третьего квазиравновесия отсчи тывают значение емкости конденсатора 13 исследуемого двухполюсника 9. 62 4 усилитель, вход которого соединен свыходом усилителя, второй дифференцирующий усилитель , два сумматора,выходы которых через второй переключатель соединены с входом первого вольтметра, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого через третий переключатель соединен с соответствующими входами 55 На четвертом этапе измерения с выходами переключателей 5 и 6 соединены соответственно выходы интегрирующего 16 и дифференцирующего 15 усилителей. Нулевого показания цифрового отсчетного блока 33 достигают изменением состояния регулирующего органа управляемого делителя 21, по которому в момент четвертого квази- равновесия отсчитывают значение сопротивления резистора 10.Существенной особенностью работы предлагаемого квазиуравновешенного моста является то, что после прове - дения первого этапа измерения последовательность проведения остальных этапов может быть произвольной.Если исследуемый объект представляется схемой, изображенной на фиг.2 б или фиг. 2 в, то в качестве образцового элемента следует включать соответственно катушку индуктивности или резистор. При этом принцип работы устройства устройства и алгоритм работы не изменяются.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение параметров объектов, представляемых тремя схемами замещения. Формула из о брет енияКвазиуравновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников, содержащий два генератора синусоидальных сигналов, выходы которых через первый переключатель соеди нены с первой клеммой для подключения объекта измерения с входом инвертирующего повторителя напряжения, образцовый элемент, первый вывод которого соединен с второй клеммой для подключения объекта измерения, с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, ав обратную связь которого включен резистор, первый дифференцирующий двух блоков памяти, выходы которых подключены к первому и второму входамвычитателя соответственно, генератортактовых импульсов, выход которого с.оединен с управляющими входами первого и третьего переключателей, интегрирующий усилитель, цифровой отсчетный блок, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышенияСоставитель В,Семенчук Техред И.Ходанич Корректор В,Бутяг едактор Е.Копч Заказ 2656/ Тираж 730 Подписсударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж"35, Раушская наб д. ч/5 ВНИИПИ 113035 Производственно-полиграфическое предприяти, г.ужгород, ул.Проектная,5 13207 быстродействия измерения и расширения диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возможности проведения измерений параметров объектов, представленных тремя схемами замещения, в него введены. первый, второй, третий и четвертый управляемые делители напряжения,тре тий сумматор напряжения, четвертый переключатель, фазометр, второй вольт метр, причем выход первого переключателя соединен с третьим входом второго переключателя и через первый 15 управляемый делитель с первым входом тоетьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя и с входом интегрирующегоусилителя, выход третьего сумматора через 20 второй дифференцирующий усилитель соединен с четвертым входом второго переключателя, выход инвертирующего повторителя напряжения соединен через 62 бвторой .управляемый делитель напряжения с вторым выводом образцового элемента, через третий управляемый делитель напряжения с первым входом первогосумматора, второй вход которого соединенс выходом первого дифференцирующегоусилителя и с первым входом четвертого переключателя, через четвертыйуправляемый делитель напряжения спервым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходоминтегрирующего усилителя и с вторымвходом четвертого переключателя, третий вход которого соединен с выходомусилителя, а выход четвертого переключателя соединен через второй вольтметр с вторым входом вычислителя инепосредственно с первым входом фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго переключателя,а выход фаэометра соединен с третьимвходом вычислителя, при этом выходвычитателя соединен с цифровым отсчетным блоком,