RU2434234C1 - Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method - Google Patents
Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434234C1 RU2434234C1 RU2010118023/28A RU2010118023A RU2434234C1 RU 2434234 C1 RU2434234 C1 RU 2434234C1 RU 2010118023/28 A RU2010118023/28 A RU 2010118023/28A RU 2010118023 A RU2010118023 A RU 2010118023A RU 2434234 C1 RU2434234 C1 RU 2434234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- terminal
- parameters
- measured
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников с сосредоточенными параметрами, имеющих многоэлементную схему замещения.The invention relates to measuring technique, in particular to a technique for measuring the parameters of objects in the form of passive two-terminal devices with lumped parameters having a multi-element equivalent circuit.
Известно устройство измерения параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (патент РФ №2144195), выполненное в виде четырехплечего электрического моста, для питания которого используется формирователь импульсов напряжения кубичной формы [1]. В измерительную диагональ моста включены входы дифференциального усилителя, а к выходу дифференциального усилителя подключены последовательно соединенные три дифференциатора. Выходы дифференциаторов, а также выход дифференциального усилителя подключены к входам нуль-индикатора. Уравновешивание моста осуществляют после окончания переходных процессов в его цепях, последовательно приводя к нулевому значению напряжения на выходах сначала третьего, затем второго и первого дифференциаторов и, наконец, дифференциального усилителя. Недостатками этого мостового измерителя являются:A device is known for measuring the parameters of multi-element passive two-terminal devices (RF patent No. 2144195), made in the form of a four-armed electric bridge, for the supply of which a voltage pulse shaper of a cubic shape is used [1]. The inputs of the differential amplifier are included in the measuring diagonal of the bridge, and three differentiators are connected in series to the output of the differential amplifier. The outputs of the differentiators, as well as the output of the differential amplifier are connected to the inputs of the zero indicator. The bridge is balanced after the end of transient processes in its circuits, sequentially leading to a zero voltage value at the outputs of the first third, then second and first differentiators and, finally, a differential amplifier. The disadvantages of this bridge meter are:
1) сложная схема ветви с многоэлементным двухполюсником отношения и многоэлементным уравновешивающим двухполюсником, в состав которого входят регулируемые резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности;1) a complex circuit of a branch with a multi-element bipolar relationship and a multi-element balancing bipolar, which includes adjustable resistors, capacitors and inductors;
2) громоздкие аналитические выражения для вычисления параметров элементов измеряемого двухполюсника;2) bulky analytical expressions for calculating the parameters of the elements of the measured bipolar;
3) ограниченный набор вариантов многоэлементных двухполюсников, для которых обеспечиваются условия уравновешивания при конкретной конфигурации мостовой схемы.3) a limited set of options for multi-element two-terminal devices, for which balancing conditions are provided for a specific configuration of the bridge circuit.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ (патент РФ №2180966) измерения параметров четырехэлементного двухполюсника R-C типа, основанный на анализе переходного процесса в измерительном преобразователе, выполненном на базе операционного усилителя (ОУ). В зависимости от конфигурации схемы измеряемого двухполюсника его включают либо в цепь инвертирующего входа ОУ, а в цепь отрицательной обратной связи ОУ включают образцовый резистор, либо измеряемый двухполюсник включают в цепь отрицательной обратной связи, а образцовый резистор - во входную цепь ОУClosest to the technical nature of the present invention is a method (RF patent No. 2180966) for measuring the parameters of a four-element two-terminal R-C type, based on the analysis of the transient in the measuring transducer, made on the basis of an operational amplifier (OS). Depending on the configuration of the circuit of the measured two-terminal, it is connected either to the op-amp inverting input circuit, and the reference resistor is included in the op-amp negative feedback circuit, or the measured two-terminal circuit is included in the negative feedback circuit, and the reference resistor to the op-amp input circuit
[2]. При подаче на вход измерительного преобразователя скачка постоянного напряжения в измерительной цепи возникает переходный процесс, состоящий из суммы постоянной, линейно изменяющейся и экспоненциальной составляющих. Параметры двухполюсника вычисляют по четырем дискретным отсчетам выходного напряжения измерительного преобразователя в моменты времени t1, t2, t3 и t4 после начала переходного процесса путем решения системы из четырех уравнений с четырьмя неизвестными. По результатам измерений микропроцессорный контроллер вычисляет постоянную составляющую, крутизну линейно изменяющейся составляющей, значения постоянной времени и амплитуды экспоненциальной составляющей переходного процесса, и по этим величинам - параметры исследуемого двухполюсника.[2]. When a DC voltage jump is applied to the input of the measuring transducer, a transient process occurs in the measuring circuit, which consists of the sum of the constant, linearly varying and exponential components. The two-terminal parameters are calculated from four discrete samples of the output voltage of the measuring transducer at time t 1 , t 2 , t 3 and t 4 after the beginning of the transition process by solving a system of four equations with four unknowns. Based on the measurement results, the microprocessor controller calculates the constant component, the steepness of the linearly changing component, the time constant and the amplitude of the exponential component of the transient, and from these values - the parameters of the studied two-terminal device.
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
1) узкие функциональные возможности, позволяющие измерять параметры ограниченного количества вариантов двухполюсников;1) narrow functionality that allows you to measure the parameters of a limited number of options for bipolar;
2) необходимость менять точки подключения измеряемого двухполюсника либо в цепь обратной связи, либо во входную цепь ОУ в зависимости от конфигурации схемы объекта измерения;2) the need to change the connection points of the measured two-terminal network either in the feedback circuit or in the input circuit of the op-amp, depending on the configuration of the circuit of the measurement object;
3) погрешности измерения, обусловленные нестабильностью амплитуды скачка напряжения на входе измерительного преобразователя и влиянием паразитных цепей и частотно зависимых свойств ОУ на характеристики переходного процесса.3) measurement errors due to the instability of the amplitude of the voltage jump at the input of the measuring transducer and the influence of spurious circuits and frequency-dependent properties of the op-amp on the characteristics of the transient process.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей, позволяющих измерять параметры различных видов многоэлементных пассивных двухполюсников R-C, R-L и R-L-C типа, повышении точности измерений, упрощении и унификации алгоритма вычисления параметров объектов измерения.The problem to which the invention is directed is to expand the functionality that allows measuring the parameters of various types of multi-element passive two-terminal R-C, R-L and R-L-C types, increasing the accuracy of measurements, simplifying and unifying the algorithm for calculating the parameters of measurement objects.
Поставленная задача решается тем, что измерение параметров пассивных многоэлементных двухполюсников осуществляют при питании измерительной цепи, содержащей образцовый одноэлементный двухполюсник и включенный последовательно с ним объект измерения, от генератора импульсов напряжения, изменяющегося в течение длительности импульса по закону функции N-й степени времени; напряжение питающих импульсов и падение напряжения на многоэлементном двухполюснике подают на входы двух идентичных N-каскадных дифференциаторов, каждый из которых состоит из N последовательно соединенных дифференцирующих RC-звеньев, измеряют в произвольно выбранный момент времени после окончания в измерительной цепи переходного процесса значения напряжения питающего импульса и напряжения на измеряемом двухполюснике, а также напряжений на выходах каскадов в обоих дифференциаторах, вычисляют частные от деления величин, измеренных в соответствующих точках обоих дифференциаторов, затем определяют обобщенные параметры измеряемого многоэлементного двухполюсника и на основе полученных значений обобщенных параметров вычисляют электрические параметры каждого элемента измеряемого двухполюсника.The problem is solved in that the parameters of the passive multi-element two-terminal are measured by supplying a measuring circuit containing an exemplary single-element two-terminal and an object of measurement connected in series with it, from a voltage pulse generator that varies during the duration of the pulse according to the law of the function of the nth time degree; the voltage of the supply pulses and the voltage drop across the multi-element bipolar supply to the inputs of two identical N-cascade differentiators, each of which consists of N series differentiating RC links, are measured at an arbitrarily selected time after the end of the measuring process of the transition process the values of the voltage of the supply pulse and the voltages at the measured two-terminal network, as well as the voltages at the outputs of the cascades in both differentiators, calculate the quotients from the division of the values measured in The appropriate points both differentiators then determined generalized parameters being measured and a multi-element two-terminal based on the obtained values of generalized parameters are calculated electrical parameters measured each two-terminal element.
Сущность способа поясним на примерах четырехэлементных двухполюсников, схемы которых содержат по два реактивных и два резистивных элемента (см. фиг.1). Для измерения четырех параметров генератор 1 вырабатывает импульсы напряжения кубичной формы, изменяющегося по закону функции третьей степени времениThe essence of the method is illustrated by examples of four-element bipolar circuits, the circuits of which contain two reactive and two resistive elements (see figure 1). To measure four parameters, the
которые поступают в измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных образцового одноэлементного двухполюсника 3 и измеряемого многоэлементного двухполюсника 2.which enter the measuring circuit, consisting of series-connected exemplary single-element bipolar 3 and the measured multi-element bipolar 2.
Реакцию измерительной цепи - падение напряжения на измеряемом двухполюснике u20(t) - найдем с помощью операторного метода. Передаточная функция измерительной цепи с четырехэлементным двухполюсником имеет второй порядок:The reaction of the measuring circuit - the voltage drop across the measured two-terminal u 20 (t) - we find using the operator method. The transfer function of the measuring circuit with a four-element bipolar has a second order:
где Z0(p) - операторное сопротивление образцового двухполюсника, Z(p) - операторное сопротивление многоэлементного двухполюсника объекта измерения. Коэффициенты a0, a1, a2 и b0, b1, b2 определяются схемами замещения образцового и многоэлементного двухполюсников и значениями параметров элементов объекта измерения.where Z 0 (p) is the operator resistance of an exemplary two-terminal device, Z (p) is the operator resistance of a multi-element two-terminal device of the measurement object. The coefficients a 0 , a 1 , a 2 and b 0 , b 1 , b 2 are determined by the equivalent circuits of the model and multi-element bipolar and the values of the parameters of the elements of the measurement object.
Можно выделить три категории четырехэлементных двухполюсников, и для каждой категории измеряемого двухполюсника используется такой тип одноэлементного образцового двухполюсника, при котором в выражении передаточной функции измерительной цепи коэффициенты a0 и b0 отличны от нуля:Three categories of four-element two-terminal devices can be distinguished, and for each category of a measured two-terminal device, this type of one-element model two-terminal device is used, in which the coefficients a 0 and b 0 are different from zero in the expression for the transfer function of the measuring circuit:
1) двухполюсники с конечным (не нулевым и не бесконечным) сопротивлением на постоянном токе. К этой категории относится двухполюсник 2 типа R-C-R-L, последовательно с которым включен образцовый резистор 3 (сопротивление R0);1) bipolar with finite (not zero and not infinite) resistance on a direct current. This category includes a two-terminal 2 type RCRL, in series with which an
2) двухполюсники с нулевым сопротивлением на постоянном токе. Примером является двухполюсник 4 типа L-R-C-R, последовательно с которым включена образцовая катушка индуктивности 5 (индуктивность L0);2) dvukhpolosnykh with zero resistance on a direct current. An example is a two-
3) двухполюсники с бесконечным сопротивлением на постоянном токе. В качестве примера представлен двухполюсник 6 типа C-R-C-R, последовательно с которым включен образцовый конденсатор 7 (емкость C0).3) bipolar with infinite resistance on a direct current. As an example, a CRCR bipolar 6 is presented, in series with which a
Операторное изображение питающего импульса (1) имеет видThe operator image of the supply pulse (1) has the form
Операторное изображение напряжения на измеряемом двухполюснике приводим к видуThe operator image of the voltage on the measured two-terminal is reduced to
Обобщенные параметры измерительной цепи с многоэлементнымGeneralized parameters of the measuring circuit with multi-element
двухполюсником H0, H1, H2, H3 равныbipolar H 0 , H 1 , H 2 , H 3 equal
Принужденная составляющая напряжения, которая устанавливается на многоэлементном двухполюснике после окончания переходного процесса в измерительной цепи, содержит сумму импульсов кубичной, квадратичной, линейно изменяющейся и прямоугольной форм:The forced component of the voltage, which is installed on the multi-element two-terminal network after the end of the transition process in the measuring circuit, contains the sum of the pulses of cubic, quadratic, linearly changing and rectangular shapes:
Амплитуды импульсов каждой формы можно выразить через обобщенные параметры H0, H1, H2, H3:The pulse amplitudes of each shape can be expressed in terms of the generalized parameters H 0 , H 1 , H 2 , H 3 :
Передаточная функция измерительной цепи с двухполюсником 2 и образцовым резистором 3 имеет видThe transfer function of the measuring circuit with a two-terminal 2 and an
а обобщенные параметры многоэлементного двухполюсника в соответствии с (5) равныand the generalized parameters of a multi-element bipolar in accordance with (5) are equal
Передаточная функция измерительной цепи с двухполюсником 4 и образцовой индуктивностью 5 имеет видThe transfer function of the measuring circuit with a two-
и обобщенные параметры данного многоэлементного двухполюсника равныand the generalized parameters of this multi-element bipolar are equal
Передаточная функция измерительной цепи с двухполюсником 6 и образцовой емкостью 7 имеет видThe transfer function of the measuring circuit with a two-
Обобщенные параметры этого многоэлементного двухполюсника равныThe generalized parameters of this multi-element bipolar are
Таким образом, если определить амплитуды импульсов, входящих в состав сигнала реакции измерительной цепи (7), либо мгновенные значения каждого слагаемого в выражении (6) в произвольный момент времени после окончания переходного процесса, то, используя их значения, можно вычислить электрические параметры элементов двухполюсника. Для селекции отдельных импульсов, изменяющихся по закону функций 3-й, 2-й, 1-й и нулевой степени, необходимо иметь набор опорных сигналов, имеющих такие же формы, причем их амплитуды должны быть строго привязаны к амплитуде питающего импульса. Эту задачу можно было бы решить, применяя N-кратное дифференцирование напряжения питающего импульса и падения напряжения на измеряемом двухполюснике. Однако такое решение приводит к усложнению аппаратуры. Дифференцирующие каскады с передаточной характеристикой K(p)=pτ можно построить только на активных элементах, в частности операционных усилителях, при этом возникают проблемы устойчивости, обеспечения идентичности каскадов, стабильности, устранения дрейфа. В предлагаемом способе используются пассивные схемы на дифференцирующих RC-звеньях. Первый дифференциатор содержит три последовательно включенные дифференцирующих RC-звена: первый каскад на конденсаторе 8 и резисторе 9, второй каскад на конденсаторе 10 и резисторе 11, третий каскад на конденсаторе 12 и резисторе 13. Резисторы 9, 11 и 13 заземлены. На вход первого каскада подают с выхода генератора 1 импульсы, питающие измерительную цепь.Thus, if we determine the amplitudes of the pulses that make up the reaction signal of the measuring circuit (7), or the instantaneous values of each term in expression (6) at an arbitrary time after the end of the transient process, then using their values, we can calculate the electrical parameters of the two-terminal devices . To select individual pulses that vary according to the law of functions of the 3rd, 2nd, 1st and zero degrees, it is necessary to have a set of reference signals having the same shapes, and their amplitudes should be strictly tied to the amplitude of the supply pulse. This problem could be solved by applying N-fold differentiation of the voltage of the supply pulse and the voltage drop across the measured two-terminal network. However, this solution leads to a complication of the equipment. Differentiating cascades with the transfer characteristic K (p) = pτ can only be built on active elements, in particular operational amplifiers, and problems of stability, ensuring the identity of the cascades, stability, and elimination of drift arise. The proposed method uses passive circuits on differentiating RC links. The first differentiator contains three differentiating RC links connected in series: the first stage on the
Выходное напряжение измерительной цепи с общей точки соединения образцового и измеряемого двухполюсников поступает через повторитель напряжения 14 на вход второго дифференциатора, который содержит три последовательно включенных дифференцирующих RC-звена: первый каскад на конденсаторе 15 и резисторе 16, второй каскад на конденсаторе 17 и резисторе 18, третий каскад на конденсаторе 19 и резисторе 20. Резисторы 16, 18 и 20 заземлены. Повторитель 14 с высоким входным и низким выходным сопротивлениями устраняет влияние второго дифференциатора на параметры объекта измерения.The output voltage of the measuring circuit from the common connection point of the exemplary and measured two-terminal network is supplied through a
Все дифференцирующие RC-звенья имеют идентичные параметры:All differentiating RC links have identical parameters:
C8=C10=C12=C15=C17=C19=C;C 8 = C 10 = C 12 = C 15 = C 17 = C 19 = C;
R9=R11=R13=R16=R18=R20=R.R 9 = R 11 = R 13 = R 16 = R 18 = R 20 = R.
Передаточные функции от входа первого каскада дифференциатора до выходов первого каскада K1RC(p), второго каскада K2RC(p) и третьего каскада K3RC(p) имеют вид соответственно:The transfer functions from the input of the first stage of the differentiator to the outputs of the first stage K 1RC (p), the second stage K 2RC (p) and the third stage K 3RC (p) have the form, respectively:
Введем обозначение постоянной времени RC=τ и подставим его в формулы (14), (15), (16):We introduce the time constant RC = τ and substitute it in formulas (14), (15), (16):
Для измерения обобщенных параметров всех упомянутых выше четырехэлементных двухполюсников можно применить единый алгоритм. Используя выражения для операторного изображения питающего импульса (3) и передаточных функций (17), (18), (19), находим сигналы на выходах каждого из трех каскадов первого дифференциатора:To measure the generalized parameters of all the above four-element bipolar, you can apply a single algorithm. Using the expressions for the operator image of the supply pulse (3) and transfer functions (17), (18), (19), we find the signals at the outputs of each of the three stages of the first differentiator:
Аналогично, используя операторное изображение напряжения на измеряемом двухполюснике (4) и передаточные функции (17), (18), (19), находим сигналы на выходах каждого из трех каскадов второго дифференциатора после окончания переходного процесса в измерительной цепи:Similarly, using the operator image of the voltage at the measured two-terminal network (4) and the transfer functions (17), (18), (19), we find the signals at the outputs of each of the three stages of the second differentiator after the end of the transition process in the measuring circuit:
Напряжение питающего импульса u10(t) и выходное напряжение измерительной цепи u20(t), а также сигналы с выходов первого дифференциатора u11(t), u12(t), u13(t) и второго дифференциатора u21(t), u22(t), u23(t) поступают в измерительно-вычислительный блок 21, который в момент времени t осуществляет отсчет всех указанных величин.The voltage of the supply pulse u 10 (t) and the output voltage of the measuring circuit u 20 (t), as well as the signals from the outputs of the first differentiator u 11 (t), u 12 (t), u 13 (t) and the second differentiator u 21 (t ), u 22 (t), u 23 (t) enter the measuring and
Видно, что отношение напряжений (25) и (22) на выходах третьих дифференцирующих каскадов равно параметру H0:It can be seen that the ratio of stresses (25) and (22) at the outputs of the third differentiating stages is equal to the parameter H 0 :
Отношение напряжений (24) и (21) на выходах вторых дифференцирующих каскадов в момент времени t равноThe ratio of voltages (24) and (21) at the outputs of the second differentiating stages at time t is
и позволяет определить параметр H1. Отношение напряжений (23) и (20) на выходах первых дифференцирующих каскадов в момент времени t равноand allows you to determine the parameter H 1 . The ratio of voltages (23) and (20) at the outputs of the first differentiating stages at time t is
и позволяет определить параметр H2. И наконец, отношение значений напряжений (6) и (1) на входах первых дифференцирующих каскадов в момент времени tand allows you to determine the parameter H 2 . And finally, the ratio of the voltage values (6) and (1) at the inputs of the first differentiating stages at time t
позволяет определить параметр H3.allows you to determine the parameter H 3 .
Из формулы (27) следует, что момент отсчета значений всех указанных напряжений должен удовлетворять условию t>4τ. В действительности же это неравенство необходимо усилить, так как длительность переходного процесса в измерительной цепи определяется элементами двухполюсника объекта измерения и, как правило, существенно больше 4τ.It follows from formula (27) that the reference moment of the values of all the indicated voltages must satisfy the condition t> 4τ. In reality, this inequality must be strengthened, since the duration of the transient process in the measuring circuit is determined by the bipolar elements of the measurement object and, as a rule, is significantly greater than 4τ.
Из изложенного видно, что процедура определения обобщенных параметров H0, H1, H2, H3 имеет универсальный характер и не привязана к конкретной модели пассивного многоэлементного двухполюсника. Кроме того, в выражения (26), (27), (28), (29) для обобщенных параметров не входит значение амплитуды питающих импульсов и, следовательно, устраняются погрешности измерений, обусловленные ее нестабильностью.It can be seen from the foregoing that the procedure for determining the generalized parameters H 0 , H 1 , H 2 , H 3 is universal in nature and is not tied to a specific model of a passive multi-element bipolar. In addition, expressions (26), (27), (28), (29) for the generalized parameters do not include the value of the amplitude of the supply pulses and, therefore, the measurement errors due to its instability are eliminated.
На заключительном этапе вычисляют электрические параметры элементов измеряемого объекта, используя конкретные формулы, связывающие значения обобщенных параметров данного многоэлементного двухполюсника с электрическими параметрами его элементов. Для рассмотренных выше примеров двухполюсников это формулы (9), (11) и (13).At the final stage, the electrical parameters of the elements of the measured object are calculated using specific formulas that relate the values of the generalized parameters of this multi-element bipolar to the electrical parameters of its elements. For the above examples of two-terminal devices, these are formulas (9), (11) and (13).
Схема и работа устройства для определения параметров многоэлементного двухполюсника, реализующего предложенный способ, поясняются на фиг.2 на примере четырехэлементного двухполюсника объекта измерения.The scheme and operation of the device for determining the parameters of a multi-element two-terminal device that implements the proposed method is illustrated in figure 2 by the example of a four-element two-terminal device of measurement.
Устройство содержит генератор 1 импульсов напряжения кубичной формы. Его общая шина заземлена, а выход соединен с образцовым одноэлементным двухполюсником 22, последовательно с которым включен многоэлементный двухполюсник 23 объекта измерения. Второй полюс двухполюсника 23 заземлен. Устройство измерения содержит также два трехкаскадных дифференциатора. В состав первого дифференциатора входят три последовательно включенных дифференцирующих RC-звена: первый каскад на конденсаторе 8 и резисторе 9, второй каскад на конденсаторе 10 и резисторе 11, третий каскад на конденсаторе 12 и резисторе 13. Вход первого дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора (свободный полюс конденсатора 8) подключен к выходу генератора 1 импульсов, питающих измерительную цепь. В состав второго дифференциатора входят три последовательно включенных дифференцирующих RC-звена: первый каскад на конденсаторе 15 и резисторе 16, второй каскад на конденсаторе 17 и резисторе 18, третий каскад на конденсаторе 19 и резисторе 20. Вход первого дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора (свободный полюс конденсатора 15) подключен к выходу повторителя 14 напряжения, вход которого соединен с выходом измерительной цепи - общей точкой соединения двухполюсников 22 и 23. В состав устройства дополнительно введены микропроцессорный контроллер (МПК) 24, восемь устройств выборки и хранения (УВХ) 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32, а также восемь аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 и 40.The device comprises a
Вход синхронизации генератора 1 соединен с первым выходом МПК 24. Аналоговый вход первого УВХ 25 подключен к выходу генератора 1, а его выход соединен со входом первого АЦП 33, аналоговый вход второго УВХ 26 подключен к выходу повторителя 14 напряжения, а его выход соединен со входом второго АЦП 34, аналоговые входы УВХ 27, 28, 29, 30, 31 и 32 подключены соответственно к выходу первого дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора (общей точкой соединения конденсаторов 8 и 10 и резистора 9), к выходу первого дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора (общей точкой соединения конденсаторов 15 и 17 и резистора 16), к выходу второго дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора (общей точкой соединения конденсаторов 10 и 12 и резистора 11), к выходу второго дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора (общей точкой соединения конденсаторов 17 и 19 и резистора 18), к выходу третьего дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора (общей точкой соединения конденсатора 12 и резистора 13), к выходу третьего дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора (общей точкой соединения конденсатора 19 и резистора 20). Цифровые входы устройств выборки-хранения 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32 соединены с вторым выходом МПК 24 (сигнал синхронизации выборки). Выходы УВХ 27, 28, 29, 30, 31 и 32 соединены с аналоговыми входами АЦП 35, 36, 37, 38, 39 и 40 соответственно. Входы сигнала считывания цифрового кода АЦП 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 и 40 соединены с третьим выходом МПК 24. Цифровые выходы АЦП 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 и 40 подключены к шине данных МПК 24.The synchronization input of the
Устройство работает следующим образом. По сигналу синхронизации из МПК 24 генератор 1 вырабатывает импульс напряжения кубической формы. По истечении установленного интервала времени от начала импульса по сигналу синхронизации выборки, поступающему из МПК 24 на входы всех устройств выборки-хранения, УВХ 25 запоминает текущее значение напряжения u10(t) на выходе генератора импульсов 1, УВХ 26 - напряжение u20(t) на выходе повторителя 14 напряжения, УВХ 27 - напряжение u11(t) на выходе первого дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора, УВХ 28 - напряжение u21(t) на выходе первого дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора, УВХ 29 - напряжение u12(t) на выходе второго дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора, УВХ 30 -напряжение u22(t) на выходе второго дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора, УВХ 31 - напряжение u13(t) на выходе третьего дифференцирующего RC-звена первого дифференциатора, УВХ 32 -напряжение u23(t) на выходе третьего дифференцирующего RC-звена второго дифференциатора. Затем по сигналу считывания, поступающему из МПК 24 на цифровые входы АЦП 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 и 40, происходит считывание кодированных значений напряжений u10(t), u20(t), u11(t), u21(t), u12(t), u22(t), u13(t) и u23(t) соответственно, и указанные значения запоминаются в оперативной памяти МПК.The device operates as follows. According to the synchronization signal from the IPC 24, the
После этого микропроцессорный контроллер 24 с помощью формул (26), (27), (28) и (29) определяет обобщенные параметры многоэлементного двухполюсника H0, H1, H2, H3 и на основе полученных значений обобщенных параметров вычисляет электрические параметры каждого элемента измеряемого двухполюсника, используя аналитические выражения, которые связывают обобщенные параметры конкретного объекта измерения с электрическими параметрами его элементов.After that, the microprocessor controller 24 using formulas (26), (27), (28) and (29) determines the generalized parameters of the multi-element bipolar H 0 , H 1 , H 2 , H 3 and on the basis of the obtained values of the generalized parameters calculates the electrical parameters of each element of the measured bipolar, using analytical expressions that relate the generalized parameters of a particular measurement object to the electrical parameters of its elements.
Техническим результатом изобретения являются:The technical result of the invention are:
- унификация алгоритма обработки сигналов для определения параметров многоэлементных двухполюсников RC-, RL- и RLC-типа, что существенно расширило функциональные возможности измерителя;- unification of the signal processing algorithm for determining the parameters of multi-element two-terminal RC-, RL- and RLC-type, which significantly expanded the functionality of the meter;
- упрощение схемы дифференциаторов, построенных на основе пассивных RC-цепей, повышение точности и стабильности их параметров.- Simplification of differentiators based on passive RC circuits, increasing the accuracy and stability of their parameters.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2144195, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников / В.И.Иванов, Г.И.Передельский, опубл. 10.01.2000.1. RF patent No. 2144195,
2. Патент РФ №2180966, G01R 27/26. Способ определения параметров двухполюсников / М.Р.Сафаров, Л.В.Сарваров, Ю.Д.Коловертнов, Г.Ю.Коловертнов, опубл. 27.03.2002 (прототип).2. RF patent No. 2180966, G01R 27/26. The method of determining the parameters of bipolar / M.R.Safarov, L.V. Sarvarov, Yu.D. Kolovertnov, G.Yu. Kolovertnov, publ. 03/27/2002 (prototype).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118023/28A RU2434234C1 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118023/28A RU2434234C1 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2434234C1 true RU2434234C1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45316759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118023/28A RU2434234C1 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2434234C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495440C2 (en) * | 2012-01-17 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Measuring device of parameters of multielement passive bipoles |
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 |
RU2714954C1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks |
-
2010
- 2010-05-05 RU RU2010118023/28A patent/RU2434234C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495440C2 (en) * | 2012-01-17 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Measuring device of parameters of multielement passive bipoles |
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 |
RU2714954C1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vooka et al. | A direct digital readout circuit for impedance sensors | |
RU2434234C1 (en) | Method of determining parameters of multielement two-terminal networks and device for implementing said method | |
CN106324356A (en) | Precise AC resistance measuring instrument and measuring method thereof | |
RU2422838C1 (en) | Method and device to measure parameters of multiple dipoles | |
RU2390787C1 (en) | Tester of multiple-element passive bipoles | |
RU2447452C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
RU2390785C1 (en) | Method of measuring parametres of multielement passive two-terminal networks and device for implementing said method | |
CN102594276B (en) | Gain calibration system for instrument amplifier and gain calibration method | |
CN106289043A (en) | A kind of capacitive distance measuring method, device and calibrating method thereof | |
US11340272B2 (en) | Apparatus and method for determining a power value of a target | |
RU2466412C2 (en) | Device for measuring parameters of multielement passive two-terminal networks | |
CN107037760B (en) | A kind of input current type artifical resistance device and resistance control method | |
RU2152622C1 (en) | Two-port device parameter meter | |
RU165278U1 (en) | BRIDGE FOR MEASURING TWO-POLE PARAMETERS | |
RU2365921C1 (en) | Passive impedor profile bridge | |
Sen et al. | An arbitrary power-law device based on operational transconductance amplifiers | |
RU2247398C1 (en) | Two-terminal network | |
RU168749U1 (en) | Bridge for measuring parameters of an arbitrary passive two-terminal network | |
RU2556301C2 (en) | Meter of parameters of multi-element rlc-dipoles | |
RU2579868C1 (en) | Method of measuring weber-ampere characteristics of electrotechnical article and device therefor | |
RU2575765C1 (en) | Meter of parameters of multi-element passive dipoles | |
RU2471197C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices | |
RU2639622C2 (en) | Weber-ampere characteristics measuring device for electrical devices | |
RU2509312C1 (en) | Metre of dipole parameters | |
RU167937U1 (en) | A BRIDGE FOR MEASURING THE PARAMETERS OF A MULTI-ELEMENT ARBITRARY DOUBLE-POLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120506 |