Универсальный мост переменного тока

Союз Советск ихсоциалист нческккРеспубпмк Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11 938166(23) Приорнтет Опубликовано 23. 06. 82. Бюллетень23 по делам изобретений и открытий(53) УДК 621,317.733(088.8) Дата опубликования описания 23 . 06 . 82 . Ф. Б. Гриневич, В. Г. Мельник, О. А. Орнатский,В. В, Петухов, 10. А. Смоляр, М, Н, Сурду и Р Д. Тучин(72) Авторы изобретения Институт электродинамики АН Украинской ССР(5 ц) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметровкомплексных сопротивлений,Известен универсальный мост переменного тока, содержащий регулируемыеделители напряжения и постоянныеобразцовые меры того же характера,что и составляющие комплексного сопротивления объекта измерения 1.Недостатком его является необходимость использования образцовых мер индуктивности,Известны универсальные частотонезависимые мосты переменного тока, со держащие делители напряжения, Фазовращатели на основе операционныхусилителей, образцовые меры емкостии активной проводимости 21,Среди таких устройств наиболее гоблизким по своему назначению и технической сущности является универса льный мост переменного тока типаР 5016. 2Недостатками этих устройств являются ограниченное число схем замеще-. ния, по которым производится измерение параметров объекта, низкая точность из-за погрешности сумматора, полностью входящей в результат измерения.Цель. изобретения - расширение функциональных возможностей и повыщение точности.Поставленная цель достигается тем, цто универсальный мост переменного тока, содержащий генератор, основной делитель напряжения, подключенный к генератору, и вспомогательный делитель напряжения, вход которого через переключатель подключен к выходам генератора и основного делителя, детектор равновесия, образцовый резистор, зажимы для подключения объекта измерения, один иэ кото-. рых подклюцен к входу детектора равновесия и одному из выводов образцового резистора, сумматор с масштакоторого подключены соответственнок выходу генератора,к общей точкемоста, к выходам основного и вспомогательного делителей, первый ивторой выходы - соответственно к масщтабирующему и фаэовращающемувходам сумматора 9, а третий и четвертый выходы - соответственно к фазовращающему и масштабирующему входам сумматора 10,Устройство работает следующим образом.Мостовая измерительная цепь образуется объектом измерения, образцовым резистором 6, сумматорами 9 и10, а также делителями 2 и 3 напряжения.блок коммутации 11 и переключатель 4 обеспечивают подключениетрех входов сумматоров к выходамгенератора и делителей напряженияв шестнадцати различных комбинациях. Один иэ входов сумматоров всегдаэаземляется, При этом мостовая цепьпринимает конфигурации, позволяющиепроизводить измерения абсолютногои относительного (или двух абсолютных) параметров любых объектов емкостного и индуктивного характера, спреобладанием реактивной или активной составляющей комплексного сопротивления по любой из двух возможныхсхем замещения - параллельной оси последовательной. Достигается это засчет формирования на выходах сумматоров двух напряжений с необходимымидля уравновешивания мостовой цепипри данном объекте измерения фазовыми соотношениями, Две из активныхи реактивных составляющих этих напряжений могут регулироваться с помощьюделителей 2 и 3, что позволяет уравновешивать мост по активной и реактивной составляющим комплексного сопротивления. При этом, если измеряетсяпараметр, пропорциональный проводимости, регулируется соответствующая составляющая напряжения в ветви образцовой меры на выходе сумматора 10,а при измерении параметра, пропорционального сопротивлению, - в ветвиобъекта измерения на выходе сумматора 9, Для перехода к измерениюдвух абсолютных параметров достаточно изменить на противоположный знаксигнала управления переключателя 4,Общее количество измеряемых предлагаемым устройством пацаметров комплексного сопротивления равно 24,Для обеспечения такого многообразия 3 93816бирующим и Фазовращающим входами иблок коммутации, четыре входа которо.го подключены соответственно к выходу генератор, к общей шине моста, к выходам основного и вспомогательного делителей напряжения, а дваиз его выходов - к масштабирующемуи фаэовращающему входам сумматора,снабжен вторым сумматором, фазовращающий и масштабирующий входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока коммутации, а выход - к второму выводуобразцового резистора, при этом выход первого сумматора соединен с вторым зажимом для подключения объекта измерения,Блок коммутации выполнен в видечетырех последовательно соединенныхсекций, имеющих по четыре входа иовыхода, в каждой из которых по двасоответствующих друг другу входа ивыхода соединены между собой непосредственно, а каждый из двух других входов соединен с двумя остальными выходами через переключатель так,что нормально замкнутый контакт последнего соединен с выходом; соответствующим данному входу, при этомв первой секции непосредственно соеЗодинены первый и третий входы 11 и выходы, во второй - первый и четвертый,втретьей - второй и третий, а в четвертой - второй и четвертый входы ивыходы,На чертеже приведена функциональная схема универсального моста переменного тока,Мост содержит генератор 1 синусоидального напряжения, основной делитель 2 напряжений, подключенный квыходу генератора, и вспомогательный делитель 3 напряжения, Ьход которого через переключатель 4 подключен к выходам генератора и основного делителя, детектор 5 равновесия, образцовый резистор 6, зажимы 7 и 9 для подключения объектаизмЕрения, первый иэ которых подключен к входу детекторов равновесия иодному иэ выводов образцового резистора 6, сумматоры 9 и 10 с масштабирующими и фазовращающими входами, выходы ксторых подключены соответственно к зажиму 8 для подключения объекта измерения и к второму 55выводу образцового резистора 6, атакже блок коммуттации 11, первый,второй, третий и четвертый входы9381 измеряемых параметров предлагаемое устройство содержит блок коммутации, состоящий всего лишь из четырех спаренных переключателей,Таким образом, универсальный мост переменного тока имеет более широкие функциональные возможности при практически равной сложности с известными и высокую точность измерения, которая опредегяется не полной погрешностью каждого из сумматоров, а разностью этих погрешностей. Гсли оба сумматора выполнить идентичными, то погрешность измерения, определяемая разностью погрешностей сумматоров, может быть снижена на порядок и более, Универсальный мост переменного тока позволяет измерять параметры комплексных сопротивлений в шестнадцати различных режимах. При этом достигается повышение точности по сравнению с известным техническим решением примерно в 5-10 раз. 1 О 15 го а 5 формула изобретения зо 35 4 о 1. Универсальный мост переменного тока, содержащий генератор, основной делитель напряжения, подключенный к генератору, и вспомогательный делитель напряжения, вход которого через переключатель подключен к выходам генератора и основного делителя, детектор равновесия, образцовый резистор, зажимы для подключения объекта измерения, один из которых подключен к входу детектора равновесия и одному из выводов образцового резистора, сумматор с масштабирующим и фазовращающим входами и блок коммутации, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к 66 6выходу генератора, к общей шине моста, к выходам основногф и вспомогательного делителей напряжения, а первый и второй входы - соответственно к масштабирующему и фазовращающему входам сумматора о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, он снабжен вторым сумматором, фазовращающий и масштабирующий входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам .блока коммутации, а выход - к второму выводу образцового резистора, приэтом выход первого сумматора соединен в вторым зажимом для подключения объекта измерения.2, Иост по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем , что блок коммутации выполнен в виде четырех последовательно соединенных секций, имеющих по четыре входа и выхода, в каждой из которой по два соответствующих друг другу входа и выхода соединены между собой непосредственно,а каждый из двух других входов соединен с двумя остальными выходами через переключатель так, что нормально замкнутый контакт последнего соединен с выходом, соответствующим даннму входу, при этом в первой секции непосредственно соединены первый и третий входы и выходы, во второй первый и четвертый, в третьей - второй и третий, а в четвертой - второй и четвертый входы и выходы. Источники информации,принятые во внимание При экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 336606, кл, С 01 й 17/1 О, 19712. Универсальный мост переменного тока типа Р 5016. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ПО "Точэлектроприбор (прототип).938166 Составитель В. СеменчукТехред М, Рейвес Корректор М. Шдроши Редактор А. Козориз Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, М, Раушская наб., д. 41 Заказ 4452/67 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4