RU1827640C - Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников - Google Patents

Abstract

Использование при измерении физических величин, в частности в измерител х параметров двухполюсников. Сущность изобретени , уменьшение веса и габаритов за счет использовани  в качестве регулируемых уравновешивающих образцовых элементов только переменных сопротивлений. Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 последовательностей импульсных сигналов пр моугольной формы, линейно-измен ющейс  и квадратичной , электрический мост и индикатор 16 равновеси  Перва  ветвь моста состоит из конденсатора 5 и объекта измерени  6, 7 и 8, общий вывод которых образует первый выход мостовой цепи, втора  ветвь его содержит два последовательно соединенных сопротивлений 10, 9. параллельно первому из них включены последовательно соединенные конденсатор 11, катушка 12 индуктивности и резистор 13, параллельно катушке индуктивности включены два последовательно соединенных сопротивлени  14, 15 общий вывод которых образует второй выход мостовой цепи 1 ил

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, промышленной электронике и может быть использовано дл  измерени  параметров объектов с двухполюсной схемой замещени , а также физических величин посредством параметрических датчиков, включаемых в мостовую цепь

Целью изобретени   вл етс  уменьшение веса и габаритов за счет использовани  в качестве регулируемых уравновешивающих образцовых элементов только переменных сопротивлений

На чертеже представлена функциональна  схема мостового измерител  параметров пассивных двухполюсников

Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников содержит генератор 1 последовательностей импульсных сигналов, состо щий из последовательно, соединенных формировател  2 пр моугольных , линейно измен ющихс  и квадратичных импульсов, переключател  3 и усилител  4 мощности, электрический мост у индикатор равновеси  Первую ветвь 0е.ктрического моста образует конденсатор (Cs) плеча отношени  и последовательно соединенные конденсатор 6 (Се) резистор 7 (R) и катушка индуктивности 8 (), которые образуют объект измерени  Вторую ветвь моста образуют последовательно соединенные цепь из шести элементов и резистор 9 (Rg) второго плеча отношени . Цепь из шести элементов содержит резистор 10 (Rio), параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 11 (Ci), катушка индуктивности 12 () и резистор 13 (Rio). Параллельно катушке индуктивности 12 включены последовательно соединенные резисторы 14 (Rn) и 15 (RIB). Общий вывод объекта измерени  и резистора 9 образует одну из вершин диагонали питани  моста, котора  заземл етс . Другую вершину диагонали питани  образует общий вывод конденсатора 5 и цепи из шести элементов. Выходы моста образуют общий вывод конденсатора 5 и объекта измерени , а также общий вывод резисторов 14 и 15. Эти два выхода электрического моста соединены с двум  входами индикатора 16 равновеси . Два выходных вывода усилител  мощности 4 образуют два выхода генератора последовательностей импульсных сигналов, которые соединены с двум  вершинами диагонали питани  электрического моста. Синхронизирующий вывод генератора импульсов 2 образует третий выход генератора 1, который соединен с третьим входом индикатора равновеси  16,  вл ющимс  входом синхронизации . Обща  шина индикатора образует его четвертый вход, который заземлен.

В генератор 1 входит каскад синхронизации , который построен на основе автоколебательного мультивибратора. Один выход его соединен со входами формирователей пр моугольных, линейно измен ющихс  и квадратичных импульсов, а другой - образует выход синхронизации генератора (третий выход). Формирователь пр моугольных импульсов выполнен на основе заторможенного мультивибратора на операционном усилителе (ОУ). Формирователь импульсов линейного измен ющегос  напр жени  (ЛИН) построен на основе последовательно включенных заторможенного мультивибратора на ОУ и генератора ЛИН на ОУ. Формирователь квадратичных импульсов выполнен на последовательно соединенных упом нутых выше заторможеннном мультивибраторе , генераторе ЛИН и HHterpaTOpe на ОУ. Выход заторможенного1 мультивибратора здеоь подключен также к- выводу сброс интегратора. Перечисленные каскады образуют формирователь 2 импульсов . В качестве переключател  3 выбран переключатель типа ПР2-10П1НВР(К), а в качестве усилител  4 мощности - эмиттер- ный повторитель. В качестве индикатора 16 равновеси  использован осциллограф. Мостовой измеритель работает следующим образом . В исходном состо нии напр жени 

на выходе моста равны нулю. Вначале коммутаторам 3 подключаем к мосту пр моугольные импульсы генератора 1. При воздействии очередного пр моугольного

импульса в установившемс  режиме в ветв х моста устанавливаютс  неизмен ющиес  напр жени . Напр жение неравновеси  зависит только от значений емкостей конденсаторов 5, 6 и сопротивлений резисторов 9, 10. Однократной регулировкой значени  сопротивлени  уравновешивающего резистора 10 привод т плоскую вершину сигнала неравновеси  к нулю и тем самым выполн ют первое условие равновеси . Равновесие моста здесь и далее отмечают по индикатору равновеси  16. Далее посредством переключател  3 подают на мост импульсы линейно измен ющегос  напр жени  с генератора 1. При воздействии

очередного такого импульса в измерительной диагонали моста после окончани  переходного процесса устанавливаетс  импульсный сигнал с плоской вершиной, котора  зависит с учетом выполнени  первого

услови  равновеси  от значений сопротивлени  только одного уравновешивающего резистора 13. Однократной регулировкой его привод т плоскую вершину сигнала неравновеси  к нулю и выполн ют второе

условие равновеси . После этого переключателем 3 подключают к мосту импульсы квадратичной формы с генератора 1. При поступлении очередного импульса этой формы в измерительной диагонали моста

после окончани  переходного процесса устанавливаетс  импульсный сигнал с плоской вершиной, котора  зависит с учетом выполнени  первых двух условий равновеси  от значени  сопротивлени  третьего

уравновешивающего резистора 15. Однократной регулировкой его привод т плоскую вершину сигнала неравновеси  к нулю и выполн ют третье условие разновеси . Отсчет искомых значений величин беретс 

из выражений, полученных на основе условий равновеси :

C6 RioC5/Rg,

(R9Rio+R9Ri3+RioRi3)/C5Rio, U Li2Cii(RgRi4+R9Ri5+RioRi5-RioRi4)/

/CsRio(Ri i+Ri5).

Из них видно, что при третьем уравновешивании при необходимости можно регулиро- вать значение сопротивлени  резистора 14. После трех уравновешиваний в измерительной диагонали остаютс  короткие экспоненциальные всплески, поэтому мостовую цепь можно считать квазиуравновешенной .

Таким образом, данный мостовой измеритель позвол ет уменьшить вес и габариты за счет использовани  в качестве регулируемых уравновешивающих образцовых элементов только переменных сопротивлений. Уравновешивание моста раздельное, что перспективно дл  автоматических измерений . Пол рность выходного сигнала моста однозначно определ ет направление регулировани  соответствующего переменного сопротивлени  при каждом из трех уравновешиваний . Дл  объектов измерени  с разнородными реактивными элементами в их схемах впервые получен мостовой измеритель с уравновешиванием только резисторами переменных сопротивлений. Ранее это было известно только дл  объектов измерени  с однородными реактивными элементами .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников, содержащий генератор импульсов, два выхода которого соединены с двум  вершинами диагонали питани  электрического моста, первое пле чо которого образовано первым конденсатором , второе - клеммами дл  подключени  объекта измерени , схема замещени  которого состоит из последовательно соединенных второго конденсатора, первого резистора и первой катушки индуктивности, третье плечо - последовательно соединенными третьим конденсатором и второй катушкой индуктивности, параллельно которым под-

   ключен второй резистор, а четвертое - третьим резистором, индикатор равновеси , первый вход которого соединен с первой вершиной измерительной диагонали

   5 электрического моста образованной общими выводами первого и второго плеч электрического моста, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов за счет использовани  Б качестве регулиру10 емых уравновешивающих образцовых элементов только переменных сопротивлений, в него введены четвертый, п тый и шестой резисторы, а в качестве генератора импульсов используетс  генератор последователь15 ностей импульсных сигналов пр моугольной формы, линейно-измен ющейс  и квадратичной , при этом четвертый и п тый резисторы соединены последовательно и включены параллельно второй катушке ин20 дуктивности третьего плеча, между вторым выводом которой и общим выводом второго и третьего резисторов включен шестой резистор , общие выводы четвертого и п того резисторов третьего плеча образуют вторую 25 вершину измерительной диагонали электрического моста, соединенную с вторым входом индикатора равновеси , третий вход которого соединен с третьим выходом генератора последовательностей импульсных

   30 сигналов пр моугольной формы, линейно- измен ющейс  и квадратичной,а четвертый вход индикатора равновеси  соединен с общей шиной, с которой соединена также втора  вершина диагонали питани .