RU2598977C1 - Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits - Google Patents

Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits Download PDF

Info

Publication number
RU2598977C1
RU2598977C1 RU2015122607/28A RU2015122607A RU2598977C1 RU 2598977 C1 RU2598977 C1 RU 2598977C1 RU 2015122607/28 A RU2015122607/28 A RU 2015122607/28A RU 2015122607 A RU2015122607 A RU 2015122607A RU 2598977 C1 RU2598977 C1 RU 2598977C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
resistor
terminal
input
bridge
Prior art date
Application number
RU2015122607/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
Андрей Леонидович Овчинников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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 образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2015122607/28A priority Critical patent/RU2598977C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598977C1 publication Critical patent/RU2598977C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/10—AC or DC measuring bridges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to instrumentation, automation and industrial electronics and is intended for determination of parameters of four-element bipoles or parameters of sensors with four-element equivalent circuit. Bridge measuring device has series-connected: a generator of feed pulses with variation of voltage during their duration as per the law of power functions, a four-arm bridge circuit and a null indicator. Novelty is that it includes an additional (third) resistor, an additional capacitor and an integrator and connection of pulse generators is changed. Third resistor is connected between the connection point of outputs of the single resistor, the first resistor, the second output of the bridge circuit and grounding in the second branch of the bridge circuit, the additional resistor is connected between the common output of the first, the second resistors, the second output of the bridge circuit and grounding. Additional capacitor is connected in parallel to the existing inductance coil. Rectangular pulses generator output is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of ramp voltage pulses generator, the output of which is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the cubic pulses generator, the output of the latter is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the pulses generator with variation of voltage according to the law of the fourth degree of time.
EFFECT: reducing measurement error owing to excluding error components from parasitic capacitances relative to grounding of adjustable balancing elements and non-stability of those parasitic capacitances.
1 cl, 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 пассивных двухполюсников (а.с. СССР №1103695, G01R 17/10, БИ 1998, №3), 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 passive two-terminal (AS USSR No. 1103695, G01R 17/10, BI 1998, No. 3), containing a series-connected pulse generator with voltage change over their duration according to the law of power functions, the bridge electrical circuit and zero indicator.

Недостатком его являются повышение погрешности измерения за счет составляющей погрешности от паразитных емкостей, которые образуют незаземленные регулируемые уравновешивающие элементы относительно «земли». Здесь заземлен один из четырех регулируемых уравновешивающих элементов. Образцовые регулируемые уравновешивающие элементы имеют существенно большие размеры, чем элементы с постоянными значениями параметров, поэтому и паразитные емкости этих элементов относительно «земли» тоже значительно больше. 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 матрицы резисторов, электронных ключей и управляющих электрических сигналов с электронного блока управления изменение значения сопротивления осуществляется за счет коммутации резисторов с соответствующими значениями сопротивлений. При этом возникают дополнительные трудности в связи с тем, что электрический управляющий сигнал передается от заземленного электронного блока управления к незаземленным электронным ключам. Тогда приходится вводить развязывающие элементы в виде трансформаторов или оптронных пар и соответствующие дополнительные согласующие электронные каскады. При заземленных уравновешивающих элементах приведенные трудности отсутствуют и нет необходимости в развязывающих элементах и дополнительных согласующих каскадах. В мостовых устройствах при прочих равных условиях предпочтение отдается мостовым цепям с наибольшим числом заземленных регулируемых уравновешивающих элементов и лучшим вариантом является тот, где заземлен один из двух выводов всех уравновешивающих элементов.Its disadvantage is the increase in measurement error due to the component error from parasitic capacitances, which form non-grounded adjustable balancing elements relative to the "ground". One of four adjustable balancing elements is grounded here. Exemplary adjustable balancing elements are significantly larger than elements with constant values of parameters, therefore, the stray capacitance of these elements relative to the "earth" is also significantly larger. 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 the 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 the above elements are grounded, then it is obvious that the screens should be connected to the "ground". In the case of regulating ungrounded balancing elements by using a matrix of resistors, electronic keys and control electrical signals from the electronic control unit, the resistance value is changed by switching the resistors with the corresponding resistance values. In this case, additional difficulties arise due to the fact that the electrical control signal is transmitted from a grounded electronic control unit to ungrounded electronic keys. Then you have to enter decoupling elements in the form of transformers or optocoupler pairs and the corresponding additional matching electronic cascades. With grounded balancing elements, the above difficulties are absent and there is no need for decoupling elements and additional matching cascades. In bridge devices, ceteris paribus, preference is given to bridge circuits with the largest number of grounded adjustable balancing elements and the best option is where one of the two terminals of all balancing elements is grounded.

Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (А.с. СССР №1157467, G01R 17/10, БИ 1985, №19), содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.A well-known bridge meter of the parameters of multi-element passive two-terminal devices (AS USSR No. 1157467, G01R 17/10, BI 1985, No. 19), containing a series-connected pulse generator with voltage change over their duration according to the law of power functions, a bridge electric 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». Здесь заземлено три из пяти регулируемых уравновешивающих элементов.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". Three of the five adjustable balancing elements are grounded here.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров четырехэлементных пассивных двухполюсников (а.с. СССР №918862, G01R 17/10, БИ 1982, №13), содержащий последовательно соединенные генератор импульсов трапецеидальной 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 four-element passive two-terminal devices selected as a prototype (AS USSR No. 918862, G01R 17/10, BI 1982, No. 13), containing a trapezoidal pulse generator connected in series , 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». Здесь заземлены два из четырех регулируемых уравновешивающих элементов.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". Two of the four adjustable balancing elements are grounded here.

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 components of the error from spurious capacitances relative to the "earth" of adjustable balancing elements and the instability of these spurious capacitances. The above 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 прямоугольной формы К0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения К1t1, импульсов кубичной формы К3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону четвертой степени времени К4t4, где К0, К1, К3, К4 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время, из коммутатора, усилителя мощности и блока синхронизации, выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора, выход его подключен ко входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход генератора питающих импульсов, выход каскада синхронизации соединен со входом формирователя импульсов прямоугольной формы, а также выход этого каскада образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина генератора импульсов заземлена; четырехплечую мостовую электрическую цепь, которая состоит из двух параллельно включенных ветвей, первая из них включает две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и одиночный резистор, первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения подключена к первому выходу генератора импульсов, общий вывод второй клеммы и одиночного резистора образует первый вывод выхода мостовой цепи, свободный вывод одиночного резистора заземлен, двухполюсник объекта измерения состоит из параллельно включенных первого резистора и цепи из последовательно соединенных конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней включен второй резистор, общий вывод первого резистора и конденсатора подключен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод первого, второго резисторов и индуктивной катушки подключен ко второй клемме, вторая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединенных одиночного резистора и двухполюсника с уравновешивающими элементами. Двухполюсник с уравновешивающими элементами включает в себя последовательно соединенные первый резистор и индуктивную катушку, параллельно которой включена цепь из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора, свободный вывод одиночного резистора подключен к общему выводу первого выхода генератора импульсов и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод одиночного резистора и первого резистора двухполюсника с уравновешивающими элементами образует второй вывод выхода мостовой цепи, общий вывод индуктивной катушки и второго резистора заземлен; нуль-индикатор, к дифференциальному входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко входу синхронизации подключен выход синхронизации генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены третий резистор, дополнительный конденсатор и интегратор, во второй ветви мостовой цепи в двухполюсник с уравновешивающими элементами введены третий резистор и дополнительный конденсатор, причем третий резистор включен между точкой соединения выводов одиночного резистора, первого резистора, второго вывода выхода мостовой цепи и «землей», а дополнительный конденсатор включен параллельно имеющейся индуктивной катушке; выход формирователя прямоугольных импульсов соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом интегратора, выход которого соединен со входом формирователя кубичных импульсов, выход последнего соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов с изменением напряжения по закону четвертой степени времени.This is achieved by the fact that in the bridge meter of two-terminal parameters, it contains a supply pulse generator, which consists of rectangular pulse shapers K 0 t 0 , linearly varying voltage pulses K 1 t 1 , cubic pulses K 3 t 3 and pulses with voltage variation in during the pulse duration of the fourth degree law time t 4 K 4, where K 0, K 1, K 3, K 4 - constant coefficients, at - the current time of the switch, power amplifier and sync block, the output of each of the pulse cos inen with the corresponding switch input, its output is connected to the input of the power amplifier, the output of which forms the first output of the supply pulse generator, the output of the synchronization cascade is connected to the input of the square-wave pulse shaper, and the output of this cascade forms the second output (synchronization output) of the pulse generator, the total the pulse generator bus is grounded; a four-arm bridge electrical circuit, which consists of two branches connected in parallel, the first of which includes two terminals for connecting a two-terminal measuring object and a single resistor, the first terminal for connecting a two-terminal measuring object is connected to the first output of the pulse generator, the common output of the second terminal and a single resistor forms the first output of the bridge circuit output, the free output of a single resistor is grounded, the two-terminal device of the measurement object consists of a first resistor connected in parallel a and chains from a series-connected capacitor and inductive coil, a second resistor is connected in parallel with the latter, the common output of the first resistor and capacitor is connected to the first terminal for connecting the two-terminal object of measurement, the common output of the first, second resistors and inductive coil is connected to the second terminal, the second branch of the bridge The circuit consists of a series-connected single resistor and a two-terminal with balancing elements. A two-terminal device with balancing elements includes a first resistor and an inductive coil connected in series, in parallel with which a circuit of a series-connected capacitor and a second resistor is connected, the free output of a single resistor is connected to the common output of the first output of the pulse generator and the first terminal for connecting the two-terminal object of measurement a single resistor and a first two-terminal resistor with balancing elements forms the second output terminal of the bridge circuit, about The total output of the inductive coil and the second resistor is grounded; a null indicator, to the differential input of which both outputs of the bridge circuit are connected, the synchronization output of the pulse generator is connected to the synchronization input, the common bus of the null indicator is grounded, a third resistor, an additional capacitor and integrator are introduced, in the second branch of the bridge circuit into a two-terminal device with balancing elements a third resistor and an additional capacitor are introduced, and a third resistor is connected between the connection point of the terminals of a single resistor, the first resistor, the second output terminal of the bridges oh circuit and ground, and an additional capacitor is connected in parallel with the existing inductive coil; the output of the rectangular pulse shaper is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the pulse shaper of a linearly varying voltage, the output of which is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the shaper of cubic pulses, the output of the latter not only with the corresponding input of the switch, but also with the input of the pulse shaper with a change in voltage according to the law of the fourth degree of time.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1).The invention is illustrated in the drawing (Fig. 1).

Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 питающих импульсов, представленный блоками 2-9, который может формировать последовательности прямоугольных импульсов, линейно изменяющихся импульсов, кубичных импульсов, а также импульсов, изменяющихся по закону четвертой степени. Формирователь 3 импульсов обеспечивает формирование прямоугольных импульсов, изменяющихся по закону К0t0 и его выход соединен со входом формирователя 4 импульсов, который обеспечивает формирование линейно изменяющихся импульсов, изменяющихся по закону К1t1, и его выход соединен со входом интегатора 5, последовательно включенный с ним формирователь 6 импульсов обеспечивают формирование кубичных импульсов, изменяющихся по закону К3t3, и его выход соединен со входом формирователя 7 импульсов, который обеспечивает формирование импульсов, изменяющихся по закону четвертой степени К4t4, где К0, К1. К3 и К4 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время, причем каждый из формирователей импульсов 4(К1t1), 6(К3t3) и 7(К4t4) выполнен на основе интегратора.The bipolar bridge parameter meter contains a supply pulse generator 1, represented by blocks 2-9, which can generate sequences of rectangular pulses, linearly varying pulses, cubic pulses, as well as pulses that vary according to the law of the fourth degree. Shaper 3 pulses provides the formation of rectangular pulses changing according to the law K 0 t 0 and its output is connected to the input of the shaper 4 pulses, which provides the formation of linearly changing pulses changing according to the law K 1 t 1 , and its output is connected to the input of the integrator 5, sequentially the pulse shaper 6 included with it provides the formation of cubic pulses, changing according to the law K 3 t 3 , and its output is connected to the input of the pulse shaper 7, which provides pulse formation varying according to the law of the fourth degree K 4 t 4 , where K 0 , K 1 . K 3 and K 4 are constant coefficients, at is the current time, and each of the pulse shapers 4 (K 1 t 1 ), 6 (K 3 t 3 ) and 7 (K 4 t 4 ) is based on an integrator.

Выходы формирователей 3, 4, 6, 7 импульсов соединены также со входами коммутатора 8. Коммутатор 8 обеспечивает выбор одного из четырех видов импульсов, формируемых с помощью формирователей 3, 4, 6, 7 импульсов, и далее сигнал с его выхода подается на вход усилителя 9 мощности, с выхода которого усиленный по мощности сигнал поступает на первый выход генератора 1 питающих импульсов. С выхода блока 2 синхронизации сигнал синхронизации поступает на вход формирователя 3 импульсов, а также на второй выход генератора 1 питающих импульсов. Генератор 1 имеет два выхода, первый выход относительно «земли» является выходом питающих сигналов. Второй выход генератора импульсов является выходом синхронизации. Общая шина генератора импульсов заземлена.The outputs of the shapers 3, 4, 6, 7 pulses are also connected to the inputs of the switch 8. The switch 8 provides a choice of one of four types of pulses generated using the shapers 3, 4, 6, 7 pulses, and then the signal from its output is fed to the input of the amplifier 9 power, the output of which a power-amplified signal is supplied to the first output of the generator 1 of the supply pulses. From the output of the synchronization unit 2, the synchronization signal is fed to the input of the pulse shaper 3, 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 signals. The second output of the pulse generator is the synchronization output. The common bus of the pulse generator is grounded.

В первой ветви мостовой цепи включены две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и одиночный резистор 14(R14) первого плеча отношения. Первая клемма соединена с первым выходом генератора импульсов. Общий вывод второй клеммы и одиночного резистора образует первый вывод выхода мостовой цепи. Свободный вывод одиночного резистора заземлен. Двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из первого резистора 10(R10) и включенных параллельно ему последовательно соединенных конденсатора 11(C11) и индуктивной катушки 12(L12), параллельно которой включен второй резистор 13(R13).In the first branch of the bridge circuit, two terminals for connecting the two-terminal device of the measurement object and a single resistor 14 (R14) of the first ratio arm are included. The first terminal is connected to the first output of the pulse generator. The common terminal of the second terminal and a single resistor forms the first terminal of the bridge circuit output. The free output of a single resistor is grounded. The bipolar of the measurement object, in particular, consists of a first resistor 10 (R10) and a capacitor 11 (C11) connected in parallel with it and an inductive coil 12 (L12) connected in parallel with the second resistor 13 (R13) connected in parallel.

Вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных одиночного резистора 15(R15) второго плеча отношения и двухполюсника с элементами уравновешивания. Двухполюсник с уравновешивающими элементами образуют третий резистор 16(R16), параллельно которому включены последовательно соединенные первый резистор 17(R17) и индуктивная катушка 18(L18), параллельно которой включены: дополнительный конденсатор 19(C19) и последовательно соединенные между собой конденсатор 20(C20) и второй резистор 21(R21). Свободный вывод одиночного резистора 15 соединен с первым выходом генератора импульсов. Общий вывод третьего резистора 16, первого резистора 17 и одиночного резистора 15 образует второй вывод выхода мостовой цепи. Общий вывод третьего резистора 16, индуктивной катушки 18, дополнительного конденсатора 19 и второго резистора 21 заземлен.The second branch of the bridge consists of a series-connected single resistor 15 (R15) of the second link arm and a two-terminal device with balancing elements. A two-terminal device with balancing elements form a third resistor 16 (R16), in parallel with which the first resistor 17 (R17) and inductive coil 18 (L18) are connected in series, in parallel with which are included: additional capacitor 19 (C19) and capacitor 20 (C20) connected in series ) and a second resistor 21 (R21). The free output of a single resistor 15 is connected to the first output of the pulse generator. The common terminal of the third resistor 16, the first resistor 17 and the single resistor 15 forms a second output terminal of the bridge circuit. The common output of the third resistor 16, the inductive coil 18, the additional capacitor 19 and the second resistor 21 is grounded.

Оба вывода выхода моста соединены с дифференциальным входом нуль-индикатора 22. Общая шина нуль-индикатора 22 заземлена, вход синхронизации нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов.Both outputs of the bridge output are connected to the differential input of the null indicator 22. The common bus of the null indicator 22 is grounded, the synchronization input of the null indicator is connected to the second output of the pulse generator 1.

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 сигналов (посредством коммутатора 8) последовательность прямоугольных импульсов. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса в ветвях мостовой цепи устанавливаются неизменяющиеся напряжения, разность которых определяет напряжение в измерительной диагонали мостовой цепи (выходное напряжение моста). Оно зависит от значений сопротивлений 10(R10), 14(R14), 15(R15), 16(R16) и 17(R17). 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 submit to the bridge from the signal generator (through switch 8) a sequence of rectangular pulses. When another pulse is applied after the end of the transition process, 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 (bridge output voltage). It depends on the resistance values 10 (R10), 14 (R14), 15 (R15), 16 (R16) and 17 (R17). The first condition for the equilibrium of the bridge is

Figure 00000001
Figure 00000001

Однократной регулировкой значения заземленного резистора 16 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 22, при этом подача сигнала синхронизации со второго выхода генератора на второй вход нуль-индикатора 22 обеспечивает устойчивость его показаний.By a single adjustment of the value of the grounded resistor 16, the flat peak of the pulse nonequilibrium signal is reduced to zero, thereby fulfilling the first equilibrium condition of the bridge (1). The equilibrium of the bridge is hereinafter noted by the zero indicator 22, while the supply of the synchronization signal from the second output of the generator to the second input of the zero indicator 22 ensures the stability of its readings.

Далее подадим на мост с генератора 1 последовательность линейно изменяющихся импульсов. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса в ветвях мостовой цепи устанавливаются неизменяющиеся напряжения, разность которых определяет напряжение в измерительной диагонали мостовой цепи. Второе условие равновесия моста - Next, we submit to the bridge from the generator 1 a sequence of linearly changing pulses. When the next pulse is applied after the end of the transition process, 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. The second condition for the equilibrium of the bridge is

Figure 00000002
Figure 00000002

Однократной регулировкой значения заземленной индуктивности 18 напряжение плоской вершины импульсного сигнала неравновесия приводится к нулю, т.е. выполняем второе условие равновесия (2), при этом первое условие (1) не нарушается, т.к. регулируемый здесь параметр 18 в него не входит.By a single adjustment of the value of the grounded inductance 18, the voltage of the flat top of the pulse nonequilibrium signal is reduced to zero, i.e. we fulfill the second equilibrium condition (2), while the first condition (1) is not violated, because parameter 18 adjustable here is not included in it.

После этого подаем на мост с генератора 1 последовательность кубичных импульсов. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса на выходе моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Третье условие равновесия моста - After that, we feed a sequence of cubic pulses to the bridge from generator 1. When the next pulse is applied after the end of the transient process, a pulse signal of disequilibrium with a flat top is established at the bridge output. The third condition for equilibrium of the bridge is

Figure 00000003
Figure 00000003

Однократной регулировкой значения заземленной емкости 19 приводим напряжение плоской вершины 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 19 в них не входит.By a single adjustment of the value of the grounded capacitance 19 we bring the voltage of the flat peak of the impulse voltage of the disequilibrium to zero and fulfill the third equilibrium condition (3), while the first two equilibrium conditions (1), (2) are not violated, because parameter 19 adjustable here is not included in them.

После этого подаем на мост с генератора 1 последовательность импульсов, изменяющихся по закону четвертой степени. При воздействии очередного импульса, после окончания переходного процесса, на выходе моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Четвертое условие равновесия моста - After that, we feed to the bridge from the generator 1 a sequence of pulses that vary according to the law of the fourth degree. 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 is

Figure 00000004
Figure 00000004

Однократной регулировкой значения сопротивления резистора 21 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 21 в них не входит.By a single adjustment of the resistance value of the resistor 21, we bring the flat peak of the impulse voltage of the disequilibrium to zero and fulfill the fourth equilibrium condition (4), while the first three equilibrium conditions (1) - (3) are not violated, because parameter 21 adjustable 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 16(R16), 18(L18), 19(C19), 21(R21). Из четырех условий равновесия (1) - (4) берется отсчет искомых четырех параметров: 10(R10), 11(C11), 12(L12), 13(R13), Значения параметров элементов 14(R14), 15(R15), 17(R17), 20(C20) являются постоянными и известными. Все регулируемые уравновешивающие элементы - 16(R16), 18(L18), 19(C19), 21(R21)заземлены, значения их параметров являются известными и регулируемыми.From the above it follows that the bridge circuit (Fig. 1) has the property of separate dependent balancing, and balancing should be carried out in the above sequence 16 (R16), 18 (L18), 19 (C19), 21 (R21). Of the four equilibrium conditions (1) - (4), the count of the desired four parameters is taken: 10 (R10), 11 (C11), 12 (L12), 13 (R13), The parameter values of the elements are 14 (R14), 15 (R15), 17 (R17), 20 (C20) are constant and known. All adjustable balancing elements - 16 (R16), 18 (L18), 19 (C19), 21 (R21) are grounded, the values of their parameters are known and adjustable.

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, поэтому отсутствуют их паразитные емкости относительно земли, как у незаземленных элементов.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, therefore their parasitic capacitances are absent relative to the ground, as for ungrounded elements.

Claims (1)


Мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов прямоугольной формы К0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения К1t1, импульсов кубичной формы К3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону четвертой степени времени К4t4, где К0, К1; К3, К4 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время, из коммутатора, усилителя мощности и блока синхронизации, выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора, выход его подключен ко входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход генератора питающих импульсов, выход каскада синхронизации соединен со входом формирователя импульсов прямоугольной формы, а также выход этого каскада образует выход синхронизации генератора импульсов, являющийся вторым его выходом, общая шина генератора импульсов заземлена; четырехплечую мостовую электрическую цепь, которая состоит из двух параллельно включенных ветвей, первая из них включает две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и одиночный резистор, первая клемма для подключения двухполюсника объекта измерения подключена к первому выходу генератора импульсов, общий вывод второй клеммы и одиночного резистора образует первый вывод выхода мостовой цепи, свободный вывод одиночного резистора заземлен, двухполюсник объекта измерения состоит из параллельно включенных первого резистора и цепи из последовательно соединенных конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней включен второй резистор, общий вывод первого резистора и конденсатора подключен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод первого, второго резисторов и индуктивной катушки подключен ко второй клемме, вторая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединенных одиночного резистора и двухполюсника с уравновешивающими элементами, двухполюсник с уравновешивающими элементами включает в себя последовательно соединенные первый резистор и индуктивную катушку, параллельно которой включена цепь из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора, свободный вывод одиночного резистора подключен к общему выводу первого выхода генератора импульсов и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод одиночного резистора и первого резистора двухполюсника с уравновешивающими элементами образует второй вывод выхода мостовой цепи, общий вывод индуктивной катушки и второго резистора заземлен; нуль-индикатор, к дифференциальному входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко входу синхронизации подключен выход синхронизации генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что в него введены третий резистор, дополнительный конденсатор и интегратор, во второй ветви мостовой цепи в двухполюсник с уравновешивающими элементами введены третий резистор и дополнительный конденсатор, причем третий резистор включен между точкой соединения выводов одиночного резистора, первого резистора, второго вывода выхода мостовой цепи и «землей», а дополнительный конденсатор включен параллельно имеющейся индуктивной катушке; выход формирователя прямоугольных импульсов соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом интегратора, выход которого соединен со входом формирователя кубичных импульсов, выход последнего соединен не только с соответствующим входом коммутатора, но и со входом формирователя импульсов с изменением напряжения по закону четвертой степени времени.
A two-terminal bridge meter containing a supply pulse generator, which consists of rectangular pulse shapers K 0 t 0 , linearly varying voltage pulses K 1 t 1 , cubic pulses K 3 t 3 and voltage pulses with a change in voltage during the pulse duration according to the fourth law degree of time K 4 t 4 , where K 0 , K 1 ; K 3 , K 4 are constant coefficients, at is the current time from the switch, 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 supply pulse generator, the output of the synchronization stage is connected to the input of a rectangular pulse shaper, and the output of this stage forms the synchronization output of the pulse generator, which is its second output, the generator’s common bus Olsen grounded; a four-arm bridge electrical circuit, which consists of two branches connected in parallel, the first of which includes two terminals for connecting a two-terminal measuring object and a single resistor, the first terminal for connecting a two-terminal measuring object is connected to the first output of the pulse generator, the common output of the second terminal and a single resistor forms the first output of the bridge circuit output, the free output of a single resistor is grounded, the two-terminal device of the measurement object consists of a first resistor connected in parallel a and chains from a series-connected capacitor and inductive coil, a second resistor is connected in parallel with the latter, the common output of the first resistor and capacitor is connected to the first terminal for connecting the two-terminal object of measurement, the common output of the first, second resistors and inductive coil is connected to the second terminal, the second branch of the bridge circuit consists of a series-connected single resistor and a two-terminal with balancing elements, a two-terminal with balancing elements includes a series the first resistor and the inductive coil are connected in parallel, the circuit of the series-connected capacitor and the second resistor is connected in parallel, the free output of the single resistor is connected to the common output of the first output of the pulse generator and the first terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object, the common output of the single resistor and the first two-terminal resistor with balancing elements forms the second output terminal of the bridge circuit, the common output of the inductive coil and the second resistor is grounded; a zero indicator, to the differential input of which both outputs of the bridge circuit output are connected, the synchronization output of the pulse generator is connected to the synchronization input, the common bus of the zero indicator is grounded, characterized in that a third resistor, an additional capacitor and an integrator are introduced into it, in the second branch of the bridge a third resistor and an additional capacitor are introduced into the two-terminal circuit with balancing elements, the third resistor being connected between the connection point of the terminals of a single resistor, the first resistor, torogo O bridge output circuit and the "ground" and the additional capacitor connected in parallel with an existing inductive coil; the output of the rectangular pulse shaper is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the pulse shaper of a linearly varying voltage, the output of which is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the shaper of cubic pulses, the output of the latter not only with the corresponding input of the switch, but also with the input of the pulse shaper with a change in voltage according to the law of the fourth degree of time.
RU2015122607/28A 2015-06-15 2015-06-15 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits RU2598977C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122607/28A RU2598977C1 (en) 2015-06-15 2015-06-15 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122607/28A RU2598977C1 (en) 2015-06-15 2015-06-15 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598977C1 true RU2598977C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122607/28A RU2598977C1 (en) 2015-06-15 2015-06-15 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598977C1 (en)

Citations (6)

* 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
SU918862A1 (en) * 1976-10-08 1982-04-07 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Bridge-type meter of passive four-component two-termal network parameters
RU2473918C1 (en) * 2011-06-17 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge metre of dipoles parameters
RU2499997C2 (en) * 2012-02-28 2013-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2511673C2 (en) * 2012-02-28 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2532695C1 (en) * 2013-03-06 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring device of parameters of bipoles

Patent Citations (6)

* 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
SU918862A1 (en) * 1976-10-08 1982-04-07 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Bridge-type meter of passive four-component two-termal network parameters
RU2473918C1 (en) * 2011-06-17 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge metre of dipoles parameters
RU2499997C2 (en) * 2012-02-28 2013-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2511673C2 (en) * 2012-02-28 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2532695C1 (en) * 2013-03-06 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring device of parameters of bipoles

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
RU2499997C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2284530C1 (en) Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks
RU2471197C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2598977C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2461010C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2473918C1 (en) Bridge metre of dipoles parameters
RU2602997C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2541423C1 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2376608C1 (en) Bridge metre of parametres of two-terminal devices
RU2631540C1 (en) Bridge meter of n-element two-pole parameters
RU2629653C1 (en) Bridge meter of two-terminal network parameters
RU2532695C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2461011C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2511673C2 (en) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2475764C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2427847C1 (en) Bridge resistor gauge of three resistance transducers
RU2569043C2 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2527658C1 (en) Bridge meter of dipole parameters
RU2326389C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2629715C1 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2532604C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170616