RU2499997C2 - Bridge meter of parameters of dipoles - Google Patents

Bridge meter of parameters of dipoles Download PDF

Info

Publication number
RU2499997C2
RU2499997C2 RU2012107506/28A RU2012107506A RU2499997C2 RU 2499997 C2 RU2499997 C2 RU 2499997C2 RU 2012107506/28 A RU2012107506/28 A RU 2012107506/28A RU 2012107506 A RU2012107506 A RU 2012107506A RU 2499997 C2 RU2499997 C2 RU 2499997C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
bridge
resistor
capacitor
terminal
Prior art date
Application number
RU2012107506/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012107506A (en
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
Олег Леонидович Овчинников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2012107506/28A priority Critical patent/RU2499997C2/en
Publication of RU2012107506A publication Critical patent/RU2012107506A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499997C2 publication Critical patent/RU2499997C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: bridge meter of dipole parameters comprises serially connected generator, bridge circuit and zero indicator. The first output of the generator is connected to the inlet of the four-arm bridge circuit, which forms a common outlet of two parallel connected branches of the bridge, the first branch is formed by serially connected two terminals for connection of dipoles of measurement objects and a single resistor of the first arm of the bridge circuit ratio, the first terminal is connected to the first outlet of the pulse generator. The object of measurement comprises serially connected the first resistor and an inductance coil, in parallel to which the capacitor is switched, and the second resistor is connected in series with the three-element circuit. The free output of the single resistor is grounded, and the common output from it and the second terminal for connection of objects of measurement forms the first output of the bridge outlet. The second branch of the bridge is formed by serially connected single capacitor of the second arm of the bridge ratio and dipole of balance elements of the bridge circuit, comprising serially connected first capacitor, first resistor and inductance coil, in parallel to which there is the second resistor connected, the free output of the single capacitor is connected to the first outlet of the generator, the free common output of the inductance coil and the second resistor is grounded, the common output of the single capacitor and the dipole of bridge balancing elements forms the second output of the bridge outlet. Besides, the device comprises an additional capacitor and an additional resistor. The additional capacitor is connected between the second output of the bridge outlet and "earth", and the additional resistor - between the common output of the first capacitor and the first resistor of the second branch of the bridge and "earth".
EFFECT: reduced error of measurement.
1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения.The invention relates to instrumentation, automation and pro-electronics. In particular, it allows you to determine the parameters of four-element bipolar or sensor parameters with a four-element equivalent circuit.

Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (а.с. СССР №1247762, G01R 17/10. БИ №28, 1986), содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, четырехплечую мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.A well-known bridge meter of the parameters of multi-element passive two-pole (AS USSR No. 1247762, G01R 17/10. BI No. 28, 1986), containing a series-connected pulse generator with voltage change over their duration according to the law of power functions, four-arm bridge circuit and zero indicator.

Недостатком его является повышение погрешности измерения за счет составляющей погрешности от паразитных емкостей, которые образуют незаземленные регулируемые уравновешивающие элементы относительно «земли». В указанном измерителе, в принципе, невозможно заземлить все регулируемые уравновешивающие элементы, поэтому названные паразитные емкости и соответствующая составляющая погрешности измерения здесь обязательно присутствуют. От нестабильности паразитных емкостей возникает также дополнительная составляющая погрешности, т.к. они существенно изменяются с течением времени (от старения) и особенно сильно с изменением температуры. На незаземленные регулируемые элементы уравновешивания в более сильной степени оказывают вредное влияние электрические помехи и наводки. Кроме того, для уменьшения вредного влияния внешних электромагнитных полей и наводок уравновешивающие элементы нередко экранируют, тогда в случае незаземленности этих элементов возникает вопрос, с какой вершиной электрического моста лучше соединять экраны. При этом каждый из имеющихся вариантов соединения экранов не является безупречным. Если же названные элементы заземлены, то очевидно, что экраны следует соединять с землей. В случае регулирования незаземленных уравновешивающих элементов посредством использования электронных ключей и управляющих электрических сигналов с блока управления возникают дополнительные трудности и необходимость использования развязывающих элементов, например трансформаторов или оптронных пар. При заземленных уравновешивающих элементах такие трудности отсутствуют. В мостовых устройствах при прочих равных условиях отдают предпочтение мостовым цепям со всеми заземленными регулируемыми элементами уравновешивания.Its disadvantage is the increase in measurement error due to the component error from parasitic capacitances that form ungrounded adjustable balancing elements relative to the "ground". In the indicated meter, in principle, it is impossible to ground all the adjustable balancing elements, therefore the aforementioned stray capacitances and the corresponding component of the measurement error are necessarily present here. From the instability of parasitic capacities, an additional error component also arises, since they change significantly over time (from aging) and especially strongly with temperature. Non-grounded adjustable balancing elements are more strongly affected by electrical noise and interference. In addition, to reduce the harmful effects of external electromagnetic fields and pickups, the balancing elements are often shielded, then in the case of non-earthing of these elements, the question arises of which top of the electric bridge is best to connect the screens. Moreover, each of the available options for connecting screens is not perfect. If these elements are grounded, then it is obvious that the screens should be connected to the ground. In the case of regulation of non-grounded balancing elements by using electronic keys and control electric signals from the control unit, additional difficulties arise and the need to use decoupling elements, for example transformers or optocoupler pairs. With grounded balancing elements, such difficulties are absent. In bridge devices, ceteris paribus prefer bridge circuits with all grounded adjustable balancing elements.

Известен мостовой измеритель параметров пятиэлементных пассивных двухполюсников (а.с. СССР №1147986, G01R 17/10. БИ №12, 1985), содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of the five-element passive two-pole (AS USSR No. 1147986, G01R 17/10. BI No. 12, 1985), containing a series-connected pulse generator with a voltage change over their duration according to the law of power functions, a bridge electrical circuit and zero -indicator.

Недостатком его является повышение погрешности измерения за счет составляющей погрешности от паразитных емкостей, которые образуют незаземленные регулируемые уравновешивающие элементы относительно «земли».Its disadvantage is the increase in measurement error due to the component error from parasitic capacitances that form ungrounded adjustable balancing elements relative to the "ground".

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников (а.с. СССР №945805, G01R 17/10. БИ №27, 1982), содержащий последовательно соединенные генератор импульсов сложной формы, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is a bridge meter of parameters of three-element passive two-terminal devices selected as a prototype (AS USSR No. 945805, G01R 17/10. BI No. 27, 1982), containing a series-connected pulse generator of complex shape , bridge electrical circuit and zero indicator.

Недостатком его является повышение погрешности измерения за счет составляющей погрешности от паразитных емкостей, которые образуют незаземленные регулируемые уравновешивающие элементы относительно «земли».Its disadvantage is the increase in measurement error due to the component error from parasitic capacitances that form ungrounded adjustable balancing elements relative to the "ground".

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющих погрешности от паразитных емкостей относительно «земли» регулируемых уравновешивающих элементов и нестабильности этих паразитных емкостей. Названные паразитные емкости отсутствуют, потому что в измерителе используются только заземленные регулируемые уравновешивающие элементы.The problem to which the invention is directed is to reduce the measurement error by eliminating the error components from stray capacitances relative to the “ground” of the adjustable balancing elements and the instability of these stray capacitances. These parasitic capacitances are absent, because the meter uses only grounded, adjustable balancing elements.

Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K0t0, K1t1, К2t2 и К3t3, где К0, K1, К2 и К3 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и блока синхронизации, выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора, выход его подключен к входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход генератора импульсов относительно "земли", выход блока синхронизации соединен с входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов, а также выход его образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов относительно "земли", общая шина генератора импульсов заземлена; первый выход генератора импульсов подключен к входу четырехплечей мостовой цепи, который образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей моста, первую ветвь образуют последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения и одиночный резистор первого плеча отношения мостовой цепи, первая клемма подключена к первому выходу генератора импульсов, двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора и катушки индуктивности, параллельно которым включен конденсатор, а также последовательно с трехэлементной цепью включен второй резистор, свободный вывод одиночного резистора заземлен, а общий вывод его и второй клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения образует первый вывод выхода мостовой цепи, вторая ветвь мостовой цепи образована последовательно соединенными одиночным конденсатором второго плеча отношения моста и двухполюсником элементов уравновешивания мостовой цепи, состоящим из последовательно соединенных первого конденсатора, первого резистора и катушки индуктивности, параллельно которой включен второй резистор, свободный вывод одиночного конденсатора подключен к первому выходу генератора импульсов, свободный общий вывод катушки индуктивности и второго резистора заземлен, общий вывод одиночного конденсатора и двухполюсника элементов уравновешивания моста образует второй вывод выхода мостовой цепи; нуль-индикатор, первый вход которого (дифференциальный вход) соединяется с двумя выводами выхода мостовой цепи, второй его вход (вход синхронизации) соединен со вторым выходом генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены дополнительный конденсатор и дополнительный резистор, они введены в двухполюсник с уравновешивающими элементами мостовой цепи, дополнительный конденсатор включен между вторым выводом выхода моста и "землей", а дополнительный резистор - между общим выводом первого конденсатора и первого резистора второй ветви моста и "землей".This is achieved by the fact that in a bridge meter of two-terminal parameters, it contains a supply pulse generator, which consists of pulse shapers with a change in voltage over their duration according to the law K 0 t 0 , K 1 t 1 , K 2 t 2 and K 3 t 3 , where K 0 , K 1 , K 2 and K 3 are constant coefficients, at is the current time from the switch, from the power amplifier and synchronization unit, the output of each pulse shaper is connected to the corresponding input of the switch, its output is connected to the input of the power amplifier, output which gene forms the first output the pulse generator relative to the ground, the output of the synchronization unit is connected to the input (synchronization input) of each pulse shaper, and its output forms the second output (synchronization output) of the pulse generator relative to the ground, the common bus of the pulse generator is grounded; the first output of the pulse generator is connected to the input of the four-arm bridge circuit, which forms the common output of two parallel connected bridge branches, the first branch is formed by two terminals connected in series for connecting two-terminal measuring objects and a single resistor of the first arm of the bridge circuit relationship, the first terminal is connected to the first output of the pulse generator , the bipolar of the measurement object, in particular, consists of a series-connected first resistor and an inductor, parallel to which in the capacitor is switched on, and a second resistor is connected in series with the three-element circuit, the free output of the single resistor is grounded, and the common terminal of it and the second terminal for connecting two-terminal measuring objects forms the first output terminal of the bridge circuit, the second branch of the bridge circuit is formed by a single capacitor of the second arm of the relationship bridge and bipolar balancing elements of the bridge circuit, consisting of a series-connected first capacitor, the first resistor and coils the inductance ki, in parallel with which the second resistor is connected, the free output of the single capacitor is connected to the first output of the pulse generator, the free common output of the inductor and the second resistor is grounded, the common output of the single capacitor and the two-pole bridge balancing elements forms the second output terminal of the bridge circuit; a null indicator, the first input of which (differential input) is connected to two outputs of the bridge circuit output, its second input (synchronization input) is connected to the second output of the pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded, an additional capacitor and an additional resistor are introduced, they are introduced into a two-terminal device with balancing elements of the bridge circuit, an additional capacitor is connected between the second output terminal of the bridge and ground, and an additional resistor is between the common output of the first capacitor and the first resistor the second branch of the bridge and the "ground".

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг.1). Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор питающих импульсов 1, представленный блоками 2-8, который может формировать последовательности прямоугольных, линейно изменяющихся, квадратичных и кубичных импульсов. Формирователь импульсов 2 обеспечивает формирование прямоугольных импульсов, изменяющихся по закону K0t0; формирователь импульсов 3 обеспечивает формирование линейно изменяющихся импульсов, изменяющихся по закону K1t1; формирователь импульсов 4 обеспечивает формирование квадратичных импульсов, изменяющихся по закону K2t2; формирователь импульсов обеспечивает формирование кубичных импульсов, изменяющихся по закону K3t3, где К0, K1, K2 и К3 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время. Коммутатор 6 обеспечивает выбор одного из четырех видов импульсов, формируемых с помощью формирователей импульсов 2-5, и далее сигнал с его выхода подается на вход усилителя мощности 7, с выхода которого усиленный по мощности сигнал поступает на первый выход генератора питающих импульсов 1. С выхода блока 8 синхронизации сигнал синхронизации поступает на входы формирователей импульсов 2-5, а также на второй выход генератора питающих импульсов 1. Генератор 1 имеет два выхода, первый выход относительно «земли» является выходом питающих сигналов и подключен к первому выводу генераторной диагонали моста, заземленный вывод первого выхода генератора соединен со вторым выводом генераторной диагонали, второй выход генератора импульсов является выходом синхронизации. В первой ветви мостовой цепи последовательно включены двухполюсник объекта измерения, состоящий из последовательно соединенных первого резистора 9(R9) и катушки индуктивности 10(L10), параллельно которым включен конденсатор 11(СИ). Последовательно с вышеупомянутой трехэлементной цепью включен второй резистор 12(R12) и одиночный резистор первого плеча отношения 13(R13). Во второй ветви мостовой цепи последовательно включены одиночный конденсатор второго плеча отношения 14(С14) и двухполюсник элементов уравновешивания. Двухполюсник элементов уравновешивания состоит из последовательно соединенных первого конденсатора 15(С15), первого резистора 16(R16) и катушки индуктивности 17(L17), параллельно которой включен второй резистор 18 (R18). Вторая емкость 19(С19) подключена параллельно имеющейся цепи из последовательно соединенных первого конденсатора 15(С15), первого резистора 16(R16) и катушки индуктивности 17(L17). Третий резистор 20(R20) подключен параллельно имеющейся цепи из последовательно соединенных первого резистора 16(R16) и катушки индуктивности 17(L17). Общий выход двухполюсника объекта измерения и одиночного конденсатора 14(С14) второго плеча отношения образует первый вывод генераторной диагонали мостовой цепи. Общий вывод одиночного резистора 13(R13) первого плеча отношения и двухполюсника элементов уравновешивания заземлен и образует второй вывод генераторной диагонали мостовой цепи. В первой ветви мостовой цепи общий вывод двухполюсника объекта измерения и одиночного резистора 13(R13) первого плеча отношения образует первый вывод измерительной диагонали мостовой цепи. Во второй ветви мостовой цепи общий вывод одиночного конденсатора 14(С14) второго плеча отношения и двухполюсника элементов уравновешивания образует второй вывод измерительной диагонали мостовой цепи. Первый и второй выводы измерительной диагонали образуют относительно «земли» дифференциальный выход четырехплечей мостовой цепи, который соединен с дифференциальным входом нуль-индикатора 21. Общая шина нуль-индикатора 21 заземлена, а второй вход нуль-индикатора 21 - вход синхронизации соединен со вторым выходом генератора 1.The invention is illustrated in the drawing (Figure 1). The bridge meter of the two-terminal parameters contains a power pulse generator 1, represented by blocks 2-8, which can form a sequence of rectangular, linearly changing, quadratic and cubic pulses. The pulse shaper 2 provides the formation of rectangular pulses, changing according to the law K 0 t 0 ; pulse shaper 3 provides the formation of linearly changing pulses, changing according to the law K 1 t 1 ; pulse shaper 4 provides the formation of quadratic pulses, changing according to the law K 2 t 2 ; the pulse shaper provides the formation of cubic pulses that vary according to the law K 3 t 3 , where K 0 , K 1 , K 2 and K 3 are constant coefficients, at is the current time. The switch 6 provides a choice of one of four types of pulses generated using pulse shapers 2-5, and then the signal from its output is fed to the input of a power amplifier 7, from the output of which a power-amplified signal is supplied to the first output of the supply pulse generator 1. From the output of synchronization unit 8, the synchronization signal is supplied to the inputs of pulse shapers 2-5, as well as to the second output of the supply pulse generator 1. Generator 1 has two outputs, the first output relative to the ground is the output of the supply signal and connected to the first terminal of the generator bridge diagonal, a grounded generator first output terminal is connected to the second terminal of the generator diagonals, the second pulse generator output is the output synchronization. In the first branch of the bridge circuit, the two-terminal object of the measurement object is connected in series, consisting of the first resistor 9 (R9) and the inductor 10 (L10) connected in series, in parallel with which the capacitor 11 (SI) is connected. In series with the aforementioned three-element circuit, a second resistor 12 (R12) and a single resistor of the first arm of ratio 13 (R13) are connected. In the second branch of the bridge circuit, a single capacitor of the second shoulder of the ratio 14 (C14) and a two-terminal balancing element are sequentially connected. The bipolar of the balancing elements consists of a series-connected first capacitor 15 (C15), a first resistor 16 (R16) and an inductor 17 (L17), in parallel with which a second resistor 18 (R18) is connected. The second capacitance 19 (C19) is connected in parallel with the existing circuit from the first capacitor 15 (C15) connected in series, the first resistor 16 (R16) and the inductor 17 (L17). The third resistor 20 (R20) is connected in parallel to the existing circuit of the series-connected first resistor 16 (R16) and the inductor 17 (L17). The total output of the two-terminal object of measurement and a single capacitor 14 (C14) of the second arm of the ratio forms the first output of the generator diagonal of the bridge circuit. The common output of a single resistor 13 (R13) of the first arm of the ratio and the two-terminal of the balancing elements is grounded and forms the second output of the generator diagonal of the bridge circuit. In the first branch of the bridge circuit, the common output of the two-terminal object of measurement and a single resistor 13 (R13) of the first arm of the relationship forms the first output of the measuring diagonal of the bridge circuit. In the second branch of the bridge circuit, the common output of the single capacitor 14 (C14) of the second shoulder of the ratio and the bipolar of the balancing elements forms the second output of the measuring diagonal of the bridge circuit. The first and second conclusions of the measuring diagonal form, relative to the ground, the differential output of the four-arm bridge circuit, which is connected to the differential input of the zero indicator 21. The common bus of the zero indicator 21 is grounded, and the second input of the zero indicator 21 - the synchronization input is connected to the second output of the generator one.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников работает следующим образом. В исходном состоянии напряжения на входе и выходе четырехплечей мостовой цепи равны нулю. Подадим на мост с генератора последовательность импульсов прямоугольной формы. При воздействии очередного импульса в установившемся режиме в ветвях мостовой цепи устанавливаются неизменяющиеся напряжения, разность которых определяет напряжение в измерительной диагонали мостовой цепи (выходное напряжение моста). Оно зависит от значений емкостей 14(С14), 15(С15), 19(С19) и от значений сопротивлений 9(R9), 12(R12), 13(R13). Первое условие равновесия моста A bridge meter for the parameters of bipolar operates as follows. In the initial state, the voltages at the input and output of the four-arm bridge circuit are zero. We apply a rectangular pulse train to the bridge from the generator. Under the influence of the next pulse in the steady state, unchanging voltages are established in the branches of the bridge circuit, the difference of which determines the voltage in the measuring diagonal of the bridge circuit (output voltage of the bridge). It depends on the values of capacities 14 (C14), 15 (C15), 19 (C19) and on the values of resistances 9 (R9), 12 (R12), 13 (R13). The first condition for equilibrium of the bridge

( C 15 + C 19 ) R 13 C 14 ( R 9 + R 12 ) = 0 ( 1 )

Figure 00000001
( C fifteen + C 19 ) R 13 - C fourteen ( R 9 + R 12 ) = 0 ( one )
Figure 00000001

Однократной регулировкой значения заземленного конденсатора 19(С19) плоская вершина импульсного сигнала неравновесия приводится к нулю, тем самым выполняется первое условие равновесия моста (1). Равновесие моста здесь и в дальнейшем отмечается по нуль-индикатору 21 (осциллографу), при этом подача сигнала синхронизации со второго выхода генератора на второй вход нуль-индикатора 21 обеспечивает устойчивость его показаний. Далее подаем на мост последовательность импульсов линейно изменяющегося напряжения. При воздействии очередного такого импульса на выходе моста, после окончания переходного процесса, устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Второе условие равновесия мостаBy a single adjustment of the value of the grounded capacitor 19 (C19), the flat peak of the pulse nonequilibrium signal is brought to zero, thereby fulfilling the first equilibrium condition of the bridge (1). The equilibrium of the bridge here and hereinafter is indicated by the zero indicator 21 (oscilloscope), while the supply of the synchronization signal from the second output of the generator to the second input of the zero indicator 21 ensures the stability of its readings. Then we feed the pulse train of the ramp voltage to the bridge. When the next such pulse is applied at the bridge output, after the end of the transient process, a pulse nonequilibrium signal with a flat top is established. The second condition for the equilibrium of the bridge

R 13 [ ( C 15 + C ) 19 ( R 16 + R 20 ) C 11 R 9 + C 15 C 19 R 16 R 20 ] C 14 [ ( R 16 + R 20 ) ( C 11 R 9 R 12 + L 10 ) + C 15 R 16 R 20 ( R 9 + R 12 ) ] = 0 ( 2 )

Figure 00000002
R 13 [ ( C fifteen + C ) 19 ( R 16 + R twenty ) C eleven R 9 + C fifteen C 19 R 16 R twenty ] - C fourteen [ ( R 16 + R twenty ) ( C eleven R 9 R 12 + L 10 ) + C fifteen R 16 R twenty ( R 9 + R 12 ) ] = 0 ( 2 )
Figure 00000002

Выполнить его можно регулировкой сопротивления регулируемого заземленного резистора 20(R20). Однократной регулировкой значения этого резистора приводим плоскую вершину импульсного сигнала неравновесия к нулю, т.е. выполняем второе условие равновесия (2), при этом первое условие (1) не нарушается, т.к. регулируемый здесь параметр 20(R20) в него не входит. После этого подаем на мост с генератора последовательность квадратичных импульсов. При воздействии очередного импульса, после окончания переходного процесса, на выходе моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Третье условие равновесия мостаYou can perform it by adjusting the resistance of an adjustable grounded resistor 20 (R20). By a single adjustment of the value of this resistor, we bring the flat top of the pulse nonequilibrium signal to zero, i.e. we fulfill the second equilibrium condition (2), while the first condition (1) is not violated, because the parameter 20 (R20) adjustable here is not included in it. After that, we feed a sequence of quadratic pulses to the bridge from the generator. Under the influence of the next pulse, after the end of the transition process, a pulse signal of disequilibrium with a flat top is established at the output of the bridge. The third condition for equilibrium of the bridge

( C 15 + C ) 19 C 11 R 13 [ L 10 ( R 16 + R 20 ) + + C 15 C 19 R 13 R 20 ( C 11 R 9 R 16 + L 17 )

Figure 00000003
( C fifteen + C ) 19 C eleven R 13 [ L 10 ( R 16 + R twenty ) + + C fifteen C 19 R 13 R twenty ( C eleven R 9 R 16 + L 17 ) -
Figure 00000003

C 14 [ L 10 C 11 R 12 ( R 16 + R 20 ) + L 17 C 15 R 20 ( R 9 + R 12 ) + + ( C 11 R 9 R 12 + L 10 ) ( C 15 R 16 R 20 + L 17 ) ] = 0 ( 3 )

Figure 00000004
- C fourteen [ L 10 C eleven R 12 ( R 16 + R twenty ) + L 17 C fifteen R twenty ( R 9 + R 12 ) + + ( C eleven R 9 R 12 + L 10 ) ( C fifteen R 16 R twenty + L 17 ) ] = 0 ( 3 )
Figure 00000004

Однократной регулировкой заземленной индуктивности 17(L17) приводим плоскую вершину импульсного напряжения неравновесия к нулю и выполняем третье условие равновесия (3), при этом первые два условия равновесия (1), (2) не нарушаются, т.к. регулируемый здесь параметр 17(L17) в них не входит. После этого подаем на мост с генератора последовательность кубичных импульсов. При воздействии очередного импульса, после окончания переходного процесса, на выходе моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Четвертое условие равновесия моста By adjusting the grounded inductance 17 (L17) once, we bring the flat top of the pulse voltage of the nonequilibrium to zero and fulfill the third equilibrium condition (3), while the first two equilibrium conditions (1), (2) are not violated, because the parameter 17 (L17) adjustable here is not included in them. After that, we feed a sequence of cubic pulses to the bridge from the generator. Under the influence of the next pulse, after the end of the transition process, a pulse signal of disequilibrium with a flat top is established at the output of the bridge. The fourth condition for equilibrium of the bridge

C 11 { L 10 L 17 C 14 R 9 ( R 16 + R 18 + R 20 ) + C 15 C 19 R 20 [ L 10 R 13 R 16 R 18 + + L 17 R 9 R 13 ( R 16 + R 18 ) ] } C 14 C 15 R 20 [ L 10 C 11 R 12 R 16 R 18 + + L 17 ( C 11 R 9 R 12 + L 10 ) ( R 16 + R 18 ) ] = 0 ( 4 )

Figure 00000005
C eleven { L 10 L 17 C fourteen R 9 ( R 16 + R eighteen + R twenty ) + C fifteen C 19 R twenty [ L 10 R 13 R 16 R eighteen + + L 17 R 9 R 13 ( R 16 + R eighteen ) ] } - C fourteen C fifteen R twenty [ L 10 C eleven R 12 R 16 R eighteen + + L 17 ( C eleven R 9 R 12 + L 10 ) ( R 16 + R eighteen ) ] = 0 ( four )
Figure 00000005

Однократной регулировкой сопротивления регулируемого резистора 18(R18) приводим плоскую вершину импульсного напряжения неравновесия к нулю и выполняем четвертое условие равновесия (4), при этом первые три условия равновесия (1)-(3) не нарушаются, т.к. регулируемый здесь параметр 18(R18) в них не входит.By adjusting the resistance of the adjustable resistor 18 (R18) once, we bring the flat peak of the impulse voltage of disequilibrium to zero and fulfill the fourth equilibrium condition (4), while the first three equilibrium conditions (1) - (3) are not violated, because the parameter 18 (R18) regulated here is not included in them.

Из приведенного вытекает, что мостовая цепь (Фиг.1) обладает свойством раздельного зависимого уравновешивания, и уравновешивание следует проводить в приведенной выше последовательности 19(С19), 20(R20), 17(L17), 18(R18). Из четырех уравнений [четырех условий равновесия (1)-(4)] берется отсчет искомых четырех параметров: 9(R9), 10(L10), 11(C11), 12(R12). Значения параметров элементов 13(R13), 14(С14), 15(С15), 16(R16) являются постоянными и известными. Все регулируемые уравновешивающие элементы - 19(С19), 20(R20), 17(L17), 18(R18) заземлены. Значения их параметров являются известными.From the above it follows that the bridge circuit (Figure 1) has the property of a separate dependent balancing, and balancing should be carried out in the above sequence 19 (C19), 20 (R20), 17 (L17), 18 (R18). Of the four equations [four equilibrium conditions (1) - (4)], the required four parameters are counted: 9 (R9), 10 (L10), 11 (C11), 12 (R12). The values of the parameters of the elements 13 (R13), 14 (C14), 15 (C15), 16 (R16) are constant and known. All adjustable balancing elements - 19 (C19), 20 (R20), 17 (L17), 18 (R18) are grounded. The values of their parameters are known.

Таким образом, данный мостовой измеритель параметров двухполюсников позволяет реализовать раздельное уравновешивание мостовой цепи при выполнении однократных регулировок значений уравновешивающих параметров, что упрощает и ускоряет проведение измерений. Все регулируемые элементы уравновешивания заземлены, что исключает составляющие погрешности от паразитных емкостей незаземленных уравновешивающих элементов мостовой цепи и от нестабильности этих паразитных емкостей.Thus, this bridge meter of the two-terminal parameters allows for the separate balancing of the bridge circuit when performing single adjustments of the values of the balancing parameters, which simplifies and accelerates the measurement. All adjustable balancing elements are grounded, which eliminates component errors from spurious capacitances of ungrounded balancing elements of the bridge circuit and from the instability of these parasitic capacitances.

Claims (1)

Мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K0t0, K1t1, К2t2 и К3t3, где К0, K1, К2 и К3 - постоянные коэффициенты, а t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и блока синхронизации, выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора, выход его подключен к входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход генератора импульсов относительно «земли», выход блока синхронизации соединен с входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов, а также выход его образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов относительно «земли», общая шина генератора импульсов заземлена; первый выход генератора импульсов подключен к входу четырехплечей мостовой цепи, который образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей моста, первую ветвь образуют последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения и одиночный резистор первого плеча отношения мостовой цепи, первая клемма подключена к первому выходу генератора импульсов, двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора и катушки индуктивности, параллельно которым включен конденсатор, а также последовательно с трехэлементной цепью включен второй резистор, свободный вывод одиночного резистора заземлен, а общий вывод его и второй клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения образует первый вывод выхода мостовой цепи, вторая ветвь мостовой цепи образована последовательно соединенными одиночным конденсатором второго плеча отношения моста и двухполюсником элементов уравновешивания мостовой цепи, состоящим из последовательно соединенных первого конденсатора, первого резистора и катушки индуктивности, параллельно которой включен второй резистор, свободный вывод одиночного конденсатора подключен к первому выходу генератора импульсов, свободный общий вывод катушки индуктивности и второго резистора заземлен, общий вывод одиночного конденсатора и двухполюсника элементов уравновешивания моста образует второй вывод выхода мостовой цепи; нуль-индикатор, первый вход которого (дифференциальный вход) соединяется с двумя выводами выхода мостовой цепи, второй его вход (вход синхронизации) соединен с вторым выходом генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что введены дополнительный конденсатор и дополнительный резистор, они введены в двухполюсник с уравновешивающими элементами мостовой цепи, дополнительный конденсатор включен между вторым выводом выхода моста и «землей», а дополнительный резистор - между общим выводом первого конденсатора и первого резистора второй ветви моста и «землей». A bridge meter of two-terminal parameters, containing a power pulse generator, which consists of pulse shapers with voltage changes over their duration according to the law K 0 t 0 , K 1 t 1 , K 2 t 2 and K 3 t 3 , where K 0 , K 1 , K 2 and K 3 are constant coefficients, and t is the current time from the switch, from the power amplifier and synchronization unit, the output of each pulse shaper is connected to the corresponding input of the switch, its output is connected to the input of the power amplifier, the output of which forms the first output of the generator impulses carry As for the ground, the output of the synchronization unit is connected to the input (synchronization input) of each pulse shaper, and its output forms the second output (synchronization output) of the pulse generator relative to the ground, the common bus of the pulse generator is grounded; the first output of the pulse generator is connected to the input of the four-arm bridge circuit, which forms the common output of two parallel connected bridge branches, the first branch is formed by two terminals connected in series for connecting two-terminal measuring objects and a single resistor of the first arm of the bridge circuit relationship, the first terminal is connected to the first output of the pulse generator , the bipolar of the measurement object, in particular, consists of a series-connected first resistor and an inductor, parallel to which in the capacitor is switched on, and a second resistor is connected in series with the three-element circuit, the free output of the single resistor is grounded, and the common terminal of it and the second terminal for connecting two-terminal measuring objects forms the first output terminal of the bridge circuit, the second branch of the bridge circuit is formed by a single capacitor of the second arm of the relationship bridge and bipolar balancing elements of the bridge circuit, consisting of a series-connected first capacitor, the first resistor and coils the inductance ki, in parallel with which the second resistor is connected, the free output of the single capacitor is connected to the first output of the pulse generator, the free common output of the inductor and the second resistor is grounded, the common output of the single capacitor and the two-pole bridge balancing elements forms the second output terminal of the bridge circuit; a null indicator, the first input of which (differential input) is connected to two outputs of the bridge circuit output, its second input (synchronization input) is connected to the second output of the pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded, characterized in that an additional capacitor and additional resistor are introduced , they are inserted into a two-terminal network with balancing elements of the bridge circuit, an additional capacitor is connected between the second output terminal of the bridge and the ground, and an additional resistor is between the common output of the first condensate and the first resistor and the second branch of the bridge and "earth".
RU2012107506/28A 2012-02-28 2012-02-28 Bridge meter of parameters of dipoles RU2499997C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107506/28A RU2499997C2 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Bridge meter of parameters of dipoles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107506/28A RU2499997C2 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Bridge meter of parameters of dipoles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012107506A RU2012107506A (en) 2013-09-10
RU2499997C2 true RU2499997C2 (en) 2013-11-27

Family

ID=49164495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012107506/28A RU2499997C2 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Bridge meter of parameters of dipoles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499997C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575626C1 (en) * 2014-09-17 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессинального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Meter of dipole parameters
RU2581404C1 (en) * 2014-12-22 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) BRIDGE MEASURING DEVICE FOR PARAMETERS OF n-ELEMENT TWO-TERMINAL NETWORKS
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
RU2598977C1 (en) * 2015-06-15 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964315A (en) * 1974-01-11 1976-06-22 The Anaconda Company Apparatus including novel bridge circuit
DD149422A1 (en) * 1980-02-27 1981-07-08 Dieter Schroth METHOD FOR MEASURING THE TIME RESISTANCE CHANGE
SU945805A1 (en) * 1981-01-19 1982-07-23 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Three-element passive two-terminal network parameters bridge meter
DE3116696A1 (en) * 1981-04-28 1982-11-11 Kurt Oskar Hermann Prof. Dipl.-Ing. 6750 Kaiserslautern Schröder Measuring instrument with alternating-current bridge circuit
SU1150557A1 (en) * 1983-09-29 1985-04-15 Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Bridge-type meter of multicomponent passive two-terminal network parameters
US20050007127A1 (en) * 2003-07-07 2005-01-13 Cram Paul B. Digital RF bridge
RU2376608C1 (en) * 2008-07-08 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) Bridge metre of parametres of two-terminal devices
RU2379696C1 (en) * 2008-06-09 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) Bridge metre of dipole parametres

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964315A (en) * 1974-01-11 1976-06-22 The Anaconda Company Apparatus including novel bridge circuit
DD149422A1 (en) * 1980-02-27 1981-07-08 Dieter Schroth METHOD FOR MEASURING THE TIME RESISTANCE CHANGE
SU945805A1 (en) * 1981-01-19 1982-07-23 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Three-element passive two-terminal network parameters bridge meter
DE3116696A1 (en) * 1981-04-28 1982-11-11 Kurt Oskar Hermann Prof. Dipl.-Ing. 6750 Kaiserslautern Schröder Measuring instrument with alternating-current bridge circuit
SU1150557A1 (en) * 1983-09-29 1985-04-15 Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Bridge-type meter of multicomponent passive two-terminal network parameters
US20050007127A1 (en) * 2003-07-07 2005-01-13 Cram Paul B. Digital RF bridge
RU2379696C1 (en) * 2008-06-09 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) Bridge metre of dipole parametres
RU2376608C1 (en) * 2008-07-08 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) Bridge metre of parametres of two-terminal devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
V. I. Ivanov и др. Bridge circuits with pulse supply with extended functional capabilities // Izmeritelnaya Tekhnika, No. 4, pp.40-45, April, 2009. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575626C1 (en) * 2014-09-17 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессинального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) 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
RU2581404C1 (en) * 2014-12-22 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) BRIDGE MEASURING DEVICE FOR PARAMETERS OF n-ELEMENT TWO-TERMINAL NETWORKS
RU2598977C1 (en) * 2015-06-15 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012107506A (en) 2013-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2399918C1 (en) Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices
RU2499997C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2447452C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2284530C1 (en) Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks
RU2471197C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2473918C1 (en) Bridge metre of dipoles parameters
RU2461010C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2541423C1 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2532695C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2376608C1 (en) Bridge metre of parametres of two-terminal devices
RU2629653C1 (en) Bridge meter of two-terminal network parameters
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2602997C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2511673C2 (en) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2631540C1 (en) Bridge meter of n-element two-pole parameters
RU2523763C1 (en) N-terminal device parameter bridge meter
RU2598977C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2527658C1 (en) Bridge meter of dipole parameters
RU2509312C1 (en) Metre of dipole parameters
RU2463614C1 (en) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2569043C2 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2525717C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2532604C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2499264C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Altering the group of invention authors

Effective date: 20140304

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140301