RU2399918C1 - Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices - Google Patents
Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399918C1 RU2399918C1 RU2009135534/28A RU2009135534A RU2399918C1 RU 2399918 C1 RU2399918 C1 RU 2399918C1 RU 2009135534/28 A RU2009135534/28 A RU 2009135534/28A RU 2009135534 A RU2009135534 A RU 2009135534A RU 2399918 C1 RU2399918 C1 RU 2399918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- terminal
- output
- capacitor
- bridge circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения, а также физических величин посредством параметрических датчиков.The invention relates to information-measuring equipment, automation and industrial electronics and can be used to control and determine the parameters of the measurement objects, as well as physical quantities by means of parametric sensors.
Известен измеритель параметров пятиэлементных пассивных двухполюсников по авт. св. 1147986, МКИ G01R 17/10, 1985 г., БИ 12, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение длительности их следования по закону степенных функций, мостовую цепь для определения параметров резистивно-емкостных (R-C) двухполюсников и нуль-индикатор.Known meter parameters of the five-element passive two-terminal according to ed. St. 1147986, MKI G01R 17/10, 1985, BI 12, containing a series-connected pulse generator with a voltage change during the duration of their follow according to the law of power functions, a bridge circuit for determining the parameters of resistive-capacitive (R-C) two-terminal devices and a zero indicator.
Недостатком его является отсутствие возможности определения параметров резистивно-индуктивных (R-L) двухполюсников и двухполюсников с разнородными реактивными элементами (R-L-C).Its disadvantage is the lack of the ability to determine the parameters of resistive-inductive (R-L) bipolar and bipolar with heterogeneous reactive elements (R-L-C).
Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников по авт. св. 1150557, G01R 17/10, 1985 г., БИ 14, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение длительности их следования по закону степенных функций, мостовую цепь для определения параметров двухполюсников с разнородными реактивными элементами (R-L-C) и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of multi-element passive two-pole according to ed. St. 1150557, G01R 17/10, BI 14, containing a series-connected pulse generator with a voltage change during the duration of their following the law of power functions, a bridge circuit for determining the parameters of two-terminal devices with heterogeneous reactive elements (R-L-C) and a zero indicator.
Недостатком этого измерителя является отсутствие расширенных функциональных возможностей, то есть он не пригоден для определения параметров многоэлементных резисторно-емкостных (R-C) и резисторно-индуктивных (R-L) двухполюсников.The disadvantage of this meter is the lack of advanced functionality, that is, it is not suitable for determining the parameters of multi-element resistor-capacitive (R-C) and resistor-inductive (R-L) two-terminal devices.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников по заявке № 2008105184, дата подачи 11.02.2008 г. (решение от 30.03.2009 г. о выдаче патента РФ), содержащий последовательно соединенные генератор последовательностей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций времени (прямоугольных, линейно изменяющихся, квадратичных и кубичных), мостовую цепь с расширенными функциональными возможностями и нуль-индикатор.The closest in technical essence and the achieved result is a bridge meter of passive bipolar parameters according to application No. 2008105184, filing date 02/11/2008 (decision of March 30, 2009 on the grant of a patent of the Russian Federation), containing a series-connected pulse sequence generator with voltage change in their duration according to the law of power functions of time (rectangular, linearly varying, quadratic and cubic), a bridge circuit with advanced functionality and a zero indicator.
Недостатком его является влияние на точность измерения параметров двухполюсников погрешностей, обусловленных наличием в мостовой цепи уравновешивающей катушки переменной индуктивности. Дополнительные составляющие погрешности возникают от паразитной межвитковой емкости катушки и ее нестабильности, от паразитной межслойной емкости и ее нестабильности, от омического сопротивления провода витков обмотки и его нестабильности, а также из-за повышенного влияния на индуктивную катушку внешних электромагнитных полей. К тому же и сама катушка индуктивности является источником электромагнитных помех. Кроме того, катушки переменной индуктивности проигрывают резисторам переменного сопротивления и конденсаторам переменной емкости по стоимости, габаритам, технологичности изготовления.Its disadvantage is the influence on the accuracy of the measurement of the parameters of two-terminal errors due to the presence in the bridge circuit of a balancing coil of variable inductance. Additional components of the error arise from the parasitic interturn capacitance of the coil and its instability, from the parasitic interlayer capacitance and its instability, from the ohmic resistance of the coil winding wire and its instability, and also due to the increased influence of external electromagnetic fields on the inductive coil. In addition, the inductor itself is a source of electromagnetic interference. In addition, variable inductance coils lose to resistors of variable resistance and capacitors of variable capacitance in terms of cost, dimensions, and manufacturability.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников мостовой цепью с расширенными функциональными возможностями за счет исключения составляющих погрешности измерений от паразитной межвитковой емкости катушки индуктивности и ее нестабильности, от паразитной межслойной емкости и ее нестабильности, от омического сопротивления провода витков обмотки и его нестабильности, а также снижения составляющей погрешности от воздействия на измеритель внешних электромагнитных полей.The problem to which the invention is directed is to increase the accuracy of measuring the parameters of multi-element passive two-terminal circuits with enhanced functionality by eliminating the components of the measurement error from the parasitic inter-turn capacitance of the inductor and its instability, from the parasitic interlayer capacitance and its instability, from ohmic resistance winding wire windings and its instability, as well as reducing the component error from the impact on the meter vn Existing electromagnetic fields.
Поставленная задача решается тем, что в мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников, содержащий генератор последовательностей импульсных сигналов, который состоит из формирователей импульсов прямоугольной, линейно изменяющейся, квадратичной и кубичной форм, выходы их соединены со входами коммутатора, его выход подключен ко входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход генератора, в последний входит также блок синхронизации, выходы которого соединены со входами синхронизации коммутатора и каждого из формирователей импульсов, а также выход блока синхронизации образует второй выход генератора - выход синхронизации, общая шина генератора заземлена, первый выход генератора подключен ко входу четырехплечей мостовой цепи, общая шина которой заземлена, первая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно включенных двух многоэлементных двухполюсников, первый из них состоит из последовательно включенных первого конденсатора и первого резистора, а также второго резистора, подключенного к общему выводу двух многоэлементных двухполюсников, к этому же выводу подключен первый конденсатор второго многоэлементного двухполюсника, последовательно с которым соединен его первый резистор, а второй резистор заземлен, также заземлен свободный вывод первого резистора; вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных одиночного резистора и первой и второй клемм для подключения объектов измерения, вторая из клемм заземлена; объекты измерения представляют собой R-С, R-L или R-L-C многоэлементные двухполюсники, в частности, R-C двухполюсник объекта измерения состоит из первого резистора, параллельно которому включены последовательно соединенные первый конденсатор и второй резистор, а второй конденсатор включен параллельно второму резистору, в частности, R-L двухполюсник состоит из последовательно соединенных первого резистора и первой катушки индуктивности, а параллельно последней включены последовательно соединенные второй резистор и вторая катушка индуктивности, в частности, R-L-C двухполюсник состоит из первого резистора, параллельно которому включены последовательно соединенные первый конденсатор, второй резистор и первая катушка индуктивности; общий вывод первого конденсатора первого многоэлементного двухполюсника первой ветви мостовой цепи и одиночного резистора второй ветви образуют вход мостовой цепи, который подключен к первому выходу генератора импульсов, общий вывод двух многоэлементных двухполюсников первой ветви образуют первый вывод выхода мостовой цепи, а общий вывод одиночного резистора второй ветви и первой клеммы для подключения объектов измерения образует второй вывод выхода мостовой цепи (дифференциальный выход моста), оба вывода выхода мостовой цепи соединены с дифференциальным входом нуль-индикатора, вход синхронизации которого подключен ко второму выходу (выходу синхронизации) генератора импульсов, а общая шина заземлена, в первый многоэлементный двухполюсник первой ветви введен второй конденсатор, во второй многоэлементный двухполюсник первой ветви также введен второй конденсатор, второй конденсатор первого многоэлементного двухполюсника включен параллельно первому резистору этого двухполюсника, а второй конденсатор второго многоэлементного двухполюсника одним из выводов подключен к общему выводу первого конденсатора и первого резистора этого двухполюсника, а другой вывод его соединен со свободным выводом второго резистора.The problem is solved in that in a bridge meter of parameters of passive two-terminal devices containing a pulse signal sequence generator, which consists of rectangular, linearly changing, quadratic and cubic pulse shapers, their outputs are connected to the inputs of the switch, its output is connected to the input of the power amplifier, the output which forms the first output of the generator, the last also includes a synchronization unit, the outputs of which are connected to the synchronization inputs of the switch and each of the pulse followers, as well as the output of the synchronization block, forms the second output of the generator - the synchronization output, the common bus of the generator is grounded, the first output of the generator is connected to the input of the four-arm bridge circuit, the common bus of which is grounded, the first branch of the bridge circuit consists of two multi-element two-terminal devices connected in series, the first of they consists of a series-connected first capacitor and a first resistor, as well as a second resistor connected to the common output of two multi-element two-terminal devices, connected to the same terminal is the first capacitor of the second multi-element bipolar, in series with which its first resistor is connected, and the second resistor is grounded, the free terminal of the first resistor is also grounded; the second branch of the bridge consists of a series-connected single resistor and the first and second terminals for connecting measurement objects, the second of the terminals is grounded; the measurement objects are RC, RL or RLC multi-element diodes, in particular, the RC diode of the measurement object consists of a first resistor in parallel with which the first capacitor and second resistor are connected in series, and the second capacitor is connected in parallel with the second resistor, in particular RL diode consists of a series-connected first resistor and a first inductor, and parallel to the latter, a second resistor and a second inductor are connected in series spans, in particular, the R-L-C two-terminal device consists of a first resistor, in parallel with which a first capacitor, a second resistor and a first inductor are connected in series; the common output of the first capacitor of the first multi-element two-terminal network of the first branch of the bridge circuit and the single resistor of the second branch form the input of the bridge circuit that is connected to the first output of the pulse generator, the common output of two multi-element two-terminal networks of the first branch form the first output of the bridge circuit, and the common output of the single resistor of the second branch and the first terminal for connecting measurement objects forms the second output terminal of the bridge circuit (differential bridge output), both outputs of the bridge circuit output are connected They are connected with a differential input of a null indicator, the synchronization input of which is connected to the second output (synchronization output) of the pulse generator, and the common bus is grounded, the second capacitor is introduced into the first multi-element two-terminal of the first branch, the second capacitor, the second capacitor is also introduced into the second multi-element two-terminal of the first branch the first multi-element two-terminal is connected in parallel with the first resistor of this two-terminal, and the second capacitor of the second multi-element two-terminal is one of the terminals It is connected to the common terminal of the first capacitor and the first resistor of this bipolar, and its other terminal is connected to the free terminal of the second resistor.
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников содержит в качестве основного блока четырехплечую мостовую электрическую цепь, первая ветвь которой состоит из последовательно включенных двух многоэлементных двухполюсников. Первый из них состоит из последовательно соединенных первого конденсатора 1 (С7), первого 2 (R2) и второго 3 (R3) резисторов. Второй конденсатор 4 (С4) подключен параллельно резистору 2. Второй многоэлементный двухполюсник состоит из последовательно соединенных первого конденсатора 5 (С5) и первого резистора 6 (R6), параллельно которому соединены последовательно включенные второй конденсатор 7 (С7) и второй резистор 8 (R8). Вторая ветвь мостовой цепи содержит последовательно соединенные одиночный резистор 9 (R9) и две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения.The bridge meter of the parameters of passive bipolar contains, as the main unit, a four-arm bridge electrical circuit, the first branch of which consists of two multi-element bipoles connected in series. The first of them consists of a series-connected first capacitor 1 (C7), the first 2 (R2) and the second 3 (R3) resistors. The second capacitor 4 (C4) is connected parallel to the resistor 2. The second multi-element bipolar consists of a series-connected first capacitor 5 (C5) and a first resistor 6 (R6), in parallel with which a second capacitor 7 (C7) and a second resistor 8 (R8) are connected in series . The second branch of the bridge circuit contains a series-connected single resistor 9 (R9) and two terminals for connecting two-terminal measuring objects.
В частности, резистивно-емкостный (R-C) двухполюсник состоит из первого резистора 10 (R10), параллельно которому соединены последовательно включенные первый конденсатор 11 (С11) и второй резистор 12 (R12). Второй конденсатор 13 (С13) подключен параллельно резистору 12. В частности, резистивно-индуктивный (R-L) двухполюсник состоит из последовательно включенных резистора 14 (R14) и первой катушки индуктивности 15 (L15), параллельно которой соединены последовательно включенные второй резистор 16 (R16) и вторая катушка индуктивности 17 (L17). И наконец, в частности, двухполюсник (R-L-C) с разнородными реактивными элементами состоит из первого резистора 18 (R18), параллельно которому включены последовательно соединенные первый конденсатор 19 (С19), второй резистор 20 (R20) и первая катушка индуктивности 21 (L21).In particular, the resistive-capacitive (R-C) bipolar consists of a first resistor 10 (R10), in parallel with which a first capacitor 11 (C11) and a second resistor 12 (R12) are connected in series. The second capacitor 13 (C13) is connected in parallel with the resistor 12. In particular, the resistive-inductive (RL) two-terminal network consists of a series-connected resistor 14 (R14) and a first inductor 15 (L15), in parallel with which a second resistor 16 (R16) is connected in series and a second inductor 17 (L17). And finally, in particular, a two-terminal device (R-L-C) with dissimilar reactive elements consists of a first resistor 18 (R18), in parallel with which a first capacitor 19 (C19), a second resistor 20 (R20) and a first inductor 21 (L21) are connected in series.
К мостовой цепи подключен первый выход (сигнальный выход) генератора 22 последовательностей импульсных сигналов. Он состоит из формирователя 23 импульсов прямоугольной формы, формирователя 24 линейно изменяющихся импульсов, формирователя 25 квадратичных импульсов и формирователя 26 кубичных импульсов. Выходы формирователей соединены со входами коммутатора 27, а его выход - со входом усилителя мощности 28. Выход последнего образует первый выход генератора 22 (сигнальный выход). Входы коммутатора 27 и формирователей импульсов 23, 24, 25, 26 (входы синхронизации) соединены с выходом блока синхронизации 29. Также выход этого блока образует второй выход генератора 22 (выход синхронизации).The first output (signal output) of the generator 22 of the pulse signal sequences is connected to the bridge circuit. It consists of a rectangular pulse shaper 23, a ramp pulse shaper 24, a quadratic pulse shaper 25, and cubic pulse shaper 26. The outputs of the shapers are connected to the inputs of the switch 27, and its output is connected to the input of the power amplifier 28. The output of the latter forms the first output of the generator 22 (signal output). The inputs of the switch 27 and the pulse shapers 23, 24, 25, 26 (synchronization inputs) are connected to the output of the synchronization unit 29. Also, the output of this block forms the second output of the generator 22 (synchronization output).
Общий вывод двух многоэлементных двухполюсников первой ветви мостовой цепи образует первый вывод выхода моста, а общий вывод одиночного резистора 9 и клеммы для подключения объектов измерения - второй вывод выхода моста (дифференциальный выход). Оба вывода выхода мостовой цепи подключены ко входу нуль-индикатора 30. Вход синхронизации его подключен ко второму выходу генератора 22 (выходу синхронизации). Общие выводы генератора последовательностей импульсов, мостовой цепи и нуль-индикатора заземлены.The common output of two multi-element two-terminal devices of the first branch of the bridge circuit forms the first output terminal of the bridge, and the common output of a single resistor 9 and the terminals for connecting measurement objects - the second output terminal of the bridge (differential output). Both outputs of the bridge circuit output are connected to the input of the null indicator 30. Its synchronization input is connected to the second output of the generator 22 (synchronization output). The general conclusions of the pulse sequence generator, the bridge circuit and the zero indicator are grounded.
Как и в распространенных мостовых цепях, элементы 1, 2, 3, 4 и 9 являются образцовыми элементами с известными, постоянными значениями параметров повышенной точности и стабильности. Элементы 5, 6, 7 и 8 - это образцовые регулируемые элементы с известными значениями параметров для уравновешивания электрической мостовой цепи. Элементы 10, 11, 12 и 13 R-С двухполюсника, 14, 15, 16 и 17 R-L двухполюсника и, наконец, 18, 19, 20 и 21 R-L-C двухполюсника с неизвестными значениями параметров объекта измерения.As in common bridge circuits, elements 1, 2, 3, 4, and 9 are exemplary elements with known, constant parameter values of increased accuracy and stability. Elements 5, 6, 7, and 8 are exemplary adjustable elements with known parameter values for balancing the electrical bridge circuit. Elements 10, 11, 12 and 13 R-C of a two-terminal, 14, 15, 16 and 17 R-L of a two-terminal and, finally, 18, 19, 20 and 21 R-L-C of a two-terminal with unknown values of the parameters of the measurement object.
Рассмотрим работу мостового измерителя при подключении к нему резистивно-емкостного (R-C) двухполюсника объекта измерения R10-С11-R12-C13. Вначале на мостовую цепь подают с выхода генератора 22 последовательность прямоугольных импульсов. При воздействии на мост очередного импульса постоянного напряжения после окончания переходного процесса в мостовой цепи и до момента окончания питающего мост импульса напряжение неравновесия, которое поступает на нуль-индикатор 30, имеет плоскую вершину. Напряжение этой плоской вершины зависит, в том числе, от соотношения значений емкости конденсаторов 1 (C1) и 5 (C5). Регулировкой значения емкости C5 в двухполюснике с уравновешивающими элементами напряжение неравновесия приводят к нулю и, тем самым, выполняют первое условие равновесия мостовой цепи:Consider the operation of a bridge meter when a resistive-capacitive (RC) two-terminal device of the measurement object R 10 -C 11 -R 12 -C 13 is connected to it. First, a sequence of rectangular pulses is supplied to the bridge circuit from the output of the generator 22. When the bridge is exposed to another pulse of constant voltage after the end of the transition process in the bridge circuit and until the moment the pulse supplying the bridge ends, the nonequilibrium voltage, which is fed to the zero indicator 30, has a flat top. The voltage of this flat peak depends, inter alia, on the ratio of the capacitance values of the capacitors 1 (C 1 ) and 5 (C 5 ). By adjusting the value of the capacitance C 5 in the two-terminal network with balancing elements, the nonequilibrium voltage leads to zero and, therefore, the first condition for the equilibrium of the bridge circuit is fulfilled:
Нулевое значение напряжения плоской вершины отмечают по нуль-индикатору 30, в качестве которого, например, можно использовать осциллограф. Отсчет неизвестного сопротивления R10 резистора 10 берут из выражения (1), в котором все остальные величины известны.The zero value of the voltage of the flat peak is noted by the zero indicator 30, for which, for example, an oscilloscope can be used. The count of the unknown resistance R 10 of the resistor 10 is taken from the expression (1), in which all other values are known.
После этого на мостовую цепь с генератора 22 подают импульсы линейно изменяющегося напряжения. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 30, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от параметров C5 конденсатора 5 и R6 резистора 6 двухполюсника с уравновешивающими элементами моста. Регулировкой значения сопротивления R6, напряжение плоской вершины приводят к нулю и выполняют второе условие равновесия:After that, linearly varying voltage pulses are supplied to the bridge circuit from the generator 22. When the next pulse is applied after the end of the transient process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 30 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on the parameters C 5 of the capacitor 5 and R 6 of the resistor 6 of the two-terminal network with balancing elements of the bridge. By adjusting the resistance value R 6 , the voltage of the flat peak is brought to zero and the second equilibrium condition is fulfilled:
Нулевое значение отмечают по нуль-индикатору 30. Не следует регулировать значение емкости C5, так как это приведет к нарушению условия равновесия (1), что недопустимо. Отсчет значения неизвестного параметра С11 (емкости конденсатора 11) берут из выражения (2), так как остальные величины в нем являются известными, в том числе, значение сопротивления R10 из выражения (1).The zero value is indicated by the zero indicator 30. The value of the capacitance C 5 should not be adjusted, as this will lead to a violation of the equilibrium condition (1), which is unacceptable. The reference value of the unknown parameter C 11 (capacitor capacitance 11) is taken from expression (2), since the remaining quantities in it are known, including the resistance value R 10 from expression (1).
Далее на мостовую цепь с генератора 22 подают импульсы квадратичной формы. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 30, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от емкости C5 конденсатора 5, сопротивления R6 резистора 6 и параметра C7 конденсатора 7 двухполюсника с уравновешивающими элементами моста. Ранее для уравновешивания моста уже были задействованы параметры C5 и R6, и их значения изменять нельзя, так как нарушится выполнение предыдущих условий равновесия. Имеется параметр C7, который ранее не входил в условия равновесия (1) и (2), и регулировкой его значения приводят напряжение плоской вершины к нулю, отмечая это по нуль-индикатору 30. В результате выполняется третье условие равновесия:Then, quadratic pulses are supplied to the bridge circuit from the generator 22. When the next pulse is applied after the end of the transient process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 30 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on the capacitance C 5 of the capacitor 5, the resistance R 6 of the resistor 6 and the parameter C 7 of the capacitor 7 of the two-terminal network with balancing elements of the bridge. Previously, the parameters C 5 and R 6 were already used to balance the bridge, and their values cannot be changed, since the fulfillment of the previous equilibrium conditions is violated. There is a parameter C 7 , which was not previously included in the equilibrium conditions (1) and (2), and by adjusting its values, the voltage of the flat top is brought to zero, noting this by the zero indicator 30. As a result, the third equilibrium condition is satisfied:
На следующем этапе на мостовую цепь с генератора 22 подают импульсы кубичной формы. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 30, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от емкости C5 конденсатора 5, сопротивления R6, резистора 6, емкости C7 конденсатора 7 и сопротивления R8 резистора 8 двухполюсника с уравновешивающими элементами мостовой цепи. Ранее для уравновешивания были задействованы C5, R6 и C7 и их значения изменять не следует, так как перестанут выполняться предыдущие условия равновесия. Имеется параметр R8, который не входил в предыдущие условия равновесия (1)-(3), и регулировкой его значения приводят напряжение плоской вершины к нулю, это отмечают по нуль-индикатору 30. В результате выполняется четвертое условие равновесия:At the next stage, cubic pulses are supplied to the bridge circuit from the generator 22. When the next pulse is applied after the end of the transient process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 30 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on capacitance C 5 of capacitor 5, resistance R 6 , resistor 6, capacitance C 7 of capacitor 7 and resistance R 8 of resistor 8 of a two-terminal network with balancing elements of a bridge circuit. Previously, C 5 , R 6 and C 7 were used for balancing and their values should not be changed, as the previous equilibrium conditions will cease to be satisfied. There is parameter R 8 , which was not included in the previous equilibrium conditions (1) - (3), and by adjusting its values, the voltage of the flat top is brought to zero, this is noted by the zero indicator 30. As a result, the fourth equilibrium condition is satisfied:
Из него берут отсчет неизвестного параметра С13 конденсатора 13. Остальные значения параметров в (4) являются известными, в том числе, R10 из (1), С11 из (2) и R12 из (3).The unknown parameter C 13 of capacitor 13 is taken from it. The remaining values of the parameters in (4) are known, including R 10 from (1), C 11 from (2) and R 12 from (3).
Из приведенных положений следует, что выполняются четыре близких по сущности этапа уравновешивания. На каждом этапе используется последовательность импульсов только одной из форм, изменяется значение только одного из уравновешивающих параметров и выполняется только одно из условий равновесия (Ai=0). Уравновешивание мостовой цепи является раздельным зависимым, однократное регулирование значений уравновешивающих параметров осуществляют в следующем порядке: C5, R6, C7, R8.From the above positions it follows that four stages of balancing, which are close in essence, are carried out. At each stage, a pulse sequence of only one of the forms is used, the value of only one of the balancing parameters changes, and only one of the equilibrium conditions is satisfied (A i = 0). The balancing of the bridge chain is separate dependent, a single adjustment of the values of the balancing parameters is carried out in the following order: C 5 , R 6 , C 7 , R 8 .
При подключении к мостовой цепи R-L двухполюсника объекта измерения R14-L15-R16-L17 следует применять приведенные выше четыре этапа уравновешивания. Сохраняются последовательности импульсных сигналов тех же форм, те же регулируемые параметры и прежний порядок регулирования их значений: C5, R6, C7, R8. Очевидно, что условия равновесия изменятся:When connecting the two-terminal object of measurement R 14 -L 15 -R 16 -L 17 to the RL bridge circuit, the above four balancing steps should be applied. The sequence of pulse signals of the same forms, the same adjustable parameters and the previous procedure for regulating their values are saved: C 5 , R 6 , C 7 , R 8 . Obviously, the equilibrium conditions will change:
Из них берут отсчет значений искомых параметров: сопротивления R14 резистора 14, индуктивности L15 катушки 15, сопротивления R16, резистора 16 и индуктивности L17 катушки 17.Of these, a reading of the values of the desired parameters is taken: resistance R 14 of resistor 14, inductance L 15 of coil 15, resistance R 16 , resistor 16 and inductance L 17 of coil 17.
Те же самые четыре этапа уравновешивания применяют при подключении к мостовой цепи R-L-C двухполюсника с разнородными реактивными элементами R18-C19-R20-L21. При этом условия равновесия имеют вид:The same four stages of balancing are used when connecting a two-terminal device with heterogeneous reactive elements R 18 -C 19 -R 20 -L 21 when connecting to the RLC bridge circuit. In this case, the equilibrium conditions have the form:
Из них берут отсчет значений искомых параметров: сопротивления R18 резистора 18, емкости C19 конденсатора 19, сопротивления R20 резистора 20 и индуктивности L21 катушки 21.Of these, a reading of the values of the desired parameters is taken: resistance R 18 of resistor 18, capacitance C 19 of capacitor 19, resistance R 20 of resistor 20 and inductance L 21 of coil 21.
На каждом этапе уравновешивания мостовой цепи приводят к нулю плоскую вершину импульсного напряжения неравновесия на выходе моста на интервале времени от окончания переходного процесса до момента окончания питающего импульса с генератора 22. Тем самым выполняются условия равновесия (1)-(4), (1,а)-(4,а), (1,б)-(4,б). После выполнения четырех этапов уравновешивания напряжение плоской вершины импульса на выходе мостовой цепи становится равным нулю. Однако в начале импульса в течение длительности переходного процесса и после окончания импульса имеются всплески напряжения. Они определяются экспоненциальными слагаемыми и затухают до нуля. То есть к полному равновесию мостовая цепь не приводится. Но так как выполнены четыре условия равновесия, из них можно определить четыре неизвестных параметра двухполюсника объекта измерения. Такие мостовые цепи относят к квазиуравновешенным мостам.At each stage of balancing the bridge circuit, the flat peak of the nonequilibrium impulse voltage at the bridge output at zero time interval from the end of the transient process to the moment of the end of the supply pulse from the generator 22. The equilibrium conditions (1) - (4), (1, and ) - (4, a), (1, b) - (4, b). After the four stages of balancing are completed, the voltage of the flat peak of the pulse at the output of the bridge circuit becomes zero. However, there are voltage surges at the beginning of the pulse during the duration of the transient process and after the end of the pulse. They are determined by exponential terms and decay to zero. That is, the bridge chain is not brought to complete equilibrium. But since the four equilibrium conditions are fulfilled, four unknown parameters of the two-terminal object of the measurement object can be determined from them. Such bridge chains are referred to as quasi-balanced bridges.
Таким образом, в мостовом измерителе параметров пассивных двухполюсников для уравновешивания используют только резисторы переменного сопротивления и конденсаторы переменной емкости и не применяют катушки переменной индуктивности. Последнее обстоятельство исключает или существенно ослабляет группу составляющих погрешности, что приводит к повышению точности измерений. Мостовой измеритель позволяет определять параметры R-C, R-L и R-L-C двухполюсников объектов измерения, т.е. устройство обладает расширенными функциональными возможностями. Оно может определять параметры не только приведенного примера R-C двухполюсника, но и эквивалентных ему двухполюсников, не только приведенного примера R-L двухполюсника, но и эквивалентных ему двухполюсников и, наконец, приведенного примера R-L-C двухполюсника и эквивалентных ему двухполюсников. Мостовая цепь сохранила такое важное свойство, как раздельное уравновешивание.Thus, in a bridge meter of parameters of passive two-terminal devices, only resistors of variable resistance and capacitors of variable capacitance are used for balancing, and variable-inductance coils are not used. The latter circumstance eliminates or significantly weakens the group of error components, which leads to an increase in the accuracy of measurements. The bridge meter allows you to determine the parameters R-C, R-L and R-L-C of two-terminal measuring objects, i.e. The device has advanced functionality. It can determine the parameters of not only the given R-C example of a two-terminal, but also equivalent two-poles, not only the given example of an R-L two-terminal, but also equivalent two-poles and, finally, the given example of R-L-C two-terminal and equivalent two-poles. The bridge chain retained such an important property as separate balancing.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР № 1147986, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров пятиэлементных пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, опубл. 1985, БИ № 12 (аналог).1. USSR copyright certificate No. 1147986, G01R 17/10. Bridge meter parameters of the five-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky, publ. 1985, BI No. 12 (analogue).
2. Авторское свидетельство СССР № 1150557, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, А.У.Касьянов, опубл. 1985, БИ № 14 (аналог).2. Copyright certificate of the USSR No. 1150557, G01R 17/10. Bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky, A.U. Kasyanov, publ. 1985, BI No. 14 (analogue).
3. Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, В.И.Иванов. Решение от 30.03.2009 г.о выдаче патента РФ по заявке № 2008105184, G01R 17/10, дата подачи заявки 11.02.2008 г. (прототип).3. Bridge meter parameters of passive two-terminal / G.I. Peredelsky, V.I. Ivanov. Decision dated March 30, 2009 on the grant of a patent of the Russian Federation on application No. 2008105184, G01R 17/10, filing date on February 11, 2008 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009135534/28A RU2399918C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009135534/28A RU2399918C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399918C1 true RU2399918C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009135534/28A RU2399918C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399918C1 (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461840C2 (en) * | 2010-12-03 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
| RU2463614C1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
| RU2475763C1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of bipole parameters |
| RU2475764C1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of bipoles parameters |
| RU2499264C2 (en) * | 2011-11-11 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of dipoles |
| RU2509312C1 (en) * | 2012-07-16 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Metre of dipole parameters |
| RU2509310C1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge metre of n-element dipole parameters |
| RU2509311C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-03-10 | Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge metre of parameters of passive multielement rlc dipoles |
| RU2523763C1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | N-terminal device parameter bridge meter |
| RU2532604C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of parameters of bipoles |
| RU2549567C2 (en) * | 2013-09-02 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of dipole parameters |
| RU2591877C2 (en) * | 2014-10-20 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits |
| RU2602997C1 (en) * | 2015-08-17 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits |
-
2009
- 2009-09-23 RU RU2009135534/28A patent/RU2399918C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461840C2 (en) * | 2010-12-03 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
| RU2463614C1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
| RU2475763C1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of bipole parameters |
| RU2475764C1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of bipoles parameters |
| RU2499264C2 (en) * | 2011-11-11 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of dipoles |
| RU2509310C1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge metre of n-element dipole parameters |
| RU2509312C1 (en) * | 2012-07-16 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Metre of dipole parameters |
| RU2509311C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-03-10 | Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge metre of parameters of passive multielement rlc dipoles |
| RU2523763C1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | N-terminal device parameter bridge meter |
| RU2532604C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of parameters of bipoles |
| RU2549567C2 (en) * | 2013-09-02 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of dipole parameters |
| RU2591877C2 (en) * | 2014-10-20 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits |
| RU2602997C1 (en) * | 2015-08-17 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2399918C1 (en) | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices | |
| RU2447452C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2461840C2 (en) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS | |
| RU2499997C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2284530C1 (en) | Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks | |
| SU1247762A1 (en) | Bridge meter of parameters of multicomponent passive two-terminal networks | |
| RU2501025C1 (en) | Bridge meter of parameters of n-element dipoles | |
| RU2463614C1 (en) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS | |
| RU2376608C1 (en) | Bridge metre of parametres of two-terminal devices | |
| RU2511673C2 (en) | Bridge measuring instrument of parameters of dipoles | |
| RU2473918C1 (en) | Bridge metre of dipoles parameters | |
| RU2461013C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2365921C1 (en) | Passive impedor profile bridge | |
| RU2538946C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2471197C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2527658C1 (en) | Bridge meter of dipole parameters | |
| RU2631540C1 (en) | Bridge meter of n-element two-pole parameters | |
| RU2523763C1 (en) | N-terminal device parameter bridge meter | |
| RU2670811C1 (en) | Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit | |
| RU2461010C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2495442C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2569043C2 (en) | Bridge meter of two-terminal circuit parameters | |
| RU2461011C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2499264C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2326389C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110924 |