Мостовое измерительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ УБЛИК 1) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.П.Иванов и Г.И.Передельский (53) 621,3177(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР М 467273, кл, С 01 К 17/10, 1970.Авторское свидетельство СССР Мф 905867, кл. С 01 К 17/10, 1980. (54) МОСТОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ ВО(57) Изобретение относится .к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения пара метров объектов, эквивалентные схемыкоторых представляются в виде многоэлементных двухполюсников. Цель изобретения - упрощение устройства путемвключения в уравновешивающее плечотрехобмоточного трансформатора. Мостовое измерительное устройство содержит генератор 2 импульсов сложнойформы, плечо 3 моста, измеряемый трехэлементный двухполюсник 4, плечо 5моста, включенное последовательно суравновешивающим плечом 6, транзисторы 7 - 9, усилитель 10, детектор11 равновесия, элементы И 12 - 14,управляющие генераторы 15 - 17, источник питания 18, трансформатор собмотками 20 - 22 и резисторы 23 -25, 2 ил, 1566295Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементных двухполюсников.Цель изобретения - упрощение устройства путем включения в уравновешивающее плечо электрического плечатрехобмоточного трансформатора.На фиг.1 показана функциональнаясхема мостового измерительного устройства; на Фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу. 15Мостовое измерительное устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 импульсов сложной Формы, плечо3 моста, измеряемый трехэлементныйдвухполюсник 4, плечо 5 моста, включенное последовательно с уравновешивающим плечом 6, в котором включенытри полевых транзистора 7 - 9 в качестве уравновешивающих элементов, кточке соединения плеча 3 моста и изме ряемого трехэлементного двухполюсника 4 ик точке соединения плеча 5моста и уравновешивающего плеча 6, являющимся вершинами измерительной диагонали электрического моста, подключен усилитель 10, с выходом которогосоединен детектор 11 равновесия, выход детектора 11 равновесия соединенс вторыми входами двухвходовых элементов И 12 - 14, первые входы которыхсоединены соответственно с тремя вы 35ходами синхронизатора 1, с выходамиэлементов И 12 - 14 соединены входытрех управляющих генераторов 15 - 17с запоминанием уровня выходного напряжения, источник 18 питания непосредственно соединен со всеми блокамиотносительно общей точки, в уравновешивающем плече 6 электрического моста включен трехобмоточный трансформатор 19 с сильной индуктивной связьюмежду обмотками, вывод обмотки 20 подключен к вершине измерительной диагонали, вывод обмотки 21 - к выходу генератора 2 импульсов сложной формы,вывод обмотки 22 - к общей шине, вторые выводы каждой из обмоток 20 - 22,подключены соответственно через резисторы 23 - 25 к стокам полевых транзисторов 7 - 9, истоки котрых соедиНены с общей шиной,Кроме того, на Фиг.2 обозначены:импульсы 26 - 28 на трех выходах синхронизатора 1, импульс 29 сложной формы на выходе генератора 2, сигналы 30в измерительной диагонали электрического моста на входе усилителя 10; импульсы 31 на выходе детектора равновесия. Импульсы 32 - 34 на выходахэлементов И 12 - 14 соответственно,Выходные сигналы 35 - 37 соответственно на выходах управляющих генераторов 15 - 17 с запоминанием уровнявыходного напряжения,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии при заданныхзначениях изменения параметров элементов измеряемого двухполюсника параметры полевых транзисторов 7 - 9 подобраны так, что при подаче на электрический мост импульсов питания сгенератора 2 импульсов сложной формы,он разбалансирован всегда в одну сторону. Длительности импульсов 26 - 28с трех выходов синхронизатора 1 определяют длительности участков выходного импульса 29 генератора импульсов сложной Формы, а именно импульс26 определяет длительность участкапитающего импульса 29 с плоской вершиной о - , импульс 27 определяетдлительность С- Т учстка питающего импульса 29, на котором напряжение изменяется по линейному закону;и импульс 28 определяет длительностьучастка питающего импульсана котором напряжение изменяется поквадратичному закону,Импульс с первого выхода синхронизаторапоступает на управление генератора 2 импульсов сложной формы ина первый вход элемента И 12. На выходе генератора 2 импульсов сложнойФормы появляется импульс с плоскойвершиной С, -), который воздействует на электрический мост, в измерительной диагонали которого появляется сигнал 30 неравновесия, поступающий на вход усилителя 10. Сигналусиливается, затем поступает на детектор 11 равновесия, на выходе которого появляется сигнал 31 высокогоуровня (в течение отрезка времени), который поступает на вторые входы трех элементов И 12 - 14.Но так как на первом входе элементовИ 13 и 14 присутствуют сигналы нулевого уровня, то на их выходе ничегоне изменится. А на выходе элементаИ 12 появится сигнал 32 высокого уровня, так как на его первый вход с пер 1566295вого выхода синхронизатора 1 подан импульс 26, Этот импульс 32 поступает на вход управляющего генератора 15, который сразу начинает вырабаты 5 вать линейноизменяющееся напряжение 35, поступающее на затвор полевого транзистора 7, Сопротивление транзистора 7 начинает изменяться, и напряжение 30 в измерительной диагонали моста начинает приближаться к нулю. В момент 1 когда напряжение в измерительной диагонали моста станет равным нулю, срабатывает детектор равновесия, и импульс 31 на его выходе заканчивается, Импульс 32 на выходе элемента И 12 также заканчивается и, следовательно,управляющий генератор 15 прекращает работу, Но напряжение 35 на его выходе, которое было в момент С за поминается до момента времейй,тем самым удерживая мост в равновесии по первому параметру. В длительности импульса 32 на выходе элемента И 2, определяемой моментом времени Ског да начинается участок питающего импульса( с плоской вершиной, и моментом времени 1, когда напряжение в измерительной диагонали моста становится равным нулю, заключается информация о величине первого параметра измеряемого трехэлементного двухполюсника,В момент времени , когда на мост начинает воздействовать участок линейно изменяющегося напряжения (ЛИН) питающего импульса 29 сложной формы, в измерительной диагонали его снова возникает сигнал 30 равновесия по второму параметру, Работа измерительного устройства протекает так же. как и при 4 О уравновешивании моста по первому параметру, но в процессе уравновешивания участвует элемент И 13.К началу участка С-питающего импульса сложной формы, на кото ром напряжение изменяется по квадра- тичному закону, мост удерживается уже в состоянии равновесия по двум параметрам с помощью полевых транзисторов 7 и 8, напряжения на затворах которых зафиксированы, Работа измерительного устройства на участкеосуществляется аналогично, как и на предыдущих участках, но здесь участвует элемент И 14.55В момент времени Сзадний фронт импульса 28 с третьего выхода синхронизатора 1 приводит управляющие генераторы 15 - 17 в исходное состояние и запомненные уровни выходных напряжений 33, 35, 37 возвращаются к нулю. Измерительное устройство снова готово к следующему измерению,Формула иэ обретенияМостовое измерительное устройство, содержащее синхронизатор, генератор импульсов сложной формы, усилитель, детектор равновесия, уравновешивающее плечо, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий управляющие генераторы, первое и второе плечо моста, источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной, второй вывод которого соединен с усилителем, синхронизатором, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, третий выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, вторые входы первого, второго и третьего элементов И соединены с общей шиной, выход генератора импульсов сложной формы соединен с первым входом уравновешивающего плеча, выходы первого, второго и третьего управляющих генераторов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами уравновешивающего плеча, выход моста соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом детектора равновесия, выход которого соединен с третьимивходами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего управляющих генераторов соответственно и соединены с выходными клеммами устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы устройства, в уравновешивающее плечо измерительного моста включен трехобмоточный трансформатор с сильной индуктивной связью между обмотками, причем первый вывод первой обмотки соединен с второй вершиной измерительной диагонали, первый вывод второй обмотки соединен с первым входом уравновешивающего плеча, первый вывод третьей обмотки соединен с общей шиной, а вто. рые выводы каждой из трех обмоток соединены через резисторы со стоками первого, второго и третьего полевых транзисторов, истоки которых соединены с общей шиной, а затворы соот1566295 Составитель А.Коробкоедактор С.Патрушева Техред 11.Дидык Корректор В.Г ираж 552 Заказ 12 одписное ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор агарин ветственно соединены с вторым, третьим и четвертым входами уравновешивающего плеча, второй вывод измеряемого трехэлементного двухполюсника соединен с общей шиной, первый, второйи третий выходы синхронизатора соединены спервым, вторым и третьим входами генератора импульсов сложной формы, выводы питания генератора импульсов сложной формы, детектора равновесия, управляющих генераторов соединены с выходом источника питанияи общей шиной, выход генератора импульсов сложной формы соединен с первым и вторым плечами измерительногомоста.