RU2602997C1 - 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
RU2602997C1
RU2602997C1 RU2015134509/28A RU2015134509A RU2602997C1 RU 2602997 C1 RU2602997 C1 RU 2602997C1 RU 2015134509/28 A RU2015134509/28 A RU 2015134509/28A RU 2015134509 A RU2015134509 A RU 2015134509A RU 2602997 C1 RU2602997 C1 RU 2602997C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
resistor
input
bridge
terminal
Prior art date
Application number
RU2015134509/28A
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 RU2015134509/28A priority Critical patent/RU2602997C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602997C1 publication Critical patent/RU2602997C1/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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to instrumentation, automation and industrial electronics, in particular, it enables to determine parameters of four-element bipoles or parameters of sensors with a four-element equivalent circuit. Bridge meter of bipole parameters comprises a generator of feed pulses, additional capacitor and an integrator. In first branch of bridge circuit additional capacitor is connected in parallel to first resistor, common output of first resistor, capacitor and additional capacitor of first branch of bridge is connected with free terminal of single resistor of second branch, said common lead is grounded, and common lead of single resistor of first branch of bridge and second terminal for connection of bipole of measuring object of second branch is connected to first output of generator of feed pulses. Output of rectangular pulse generator is connected not only with corresponding input of switch, but also with input of ramp voltage pulse generator, output of which is connected not only with corresponding input of switch, but also to input of integrator, output of which is connected to input of cubic pulse generator, output of latter is connected not only with corresponding input of switch, but also with input of pulse shaper with variation of voltage according to law of fourth degree of time.
EFFECT: technical result consists in reduction of measurement error.
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.A well-known bridge meter of passive two-terminal parameters (A.S. USSR No. 1103695, G01R 17/10, BI 1998, No. 3), 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 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 ungrounded 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 containers relative to the "ground" of the adjustable balancing elements and the instability of these spurious containers. 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 K0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения K1t1, импульсов кубичной формы K3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону четвертой степени времени K4t4, где K0, K1, K3, K4 - 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, в каждой ветви имеются последовательно соединенные одиночный резистор плеча отношения и многоэлементный двухполюсник плеча сравнения, общий вывод одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника в первой ветви образует первый вывод выхода мостовой цепи, такой же общий вывод во второй ветви образует второй вывод выхода моста, многоэлементный двухполюсник первой ветви включает в себя параллельно включенные первый резистор и цепь из последовательно соединенных конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней включен второй резистор, вторая ветвь включает одиночный резистор и две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, который состоит из последовательно соединенных первого резистора и индуктивной катушки, параллельно последней включена цепь из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора, свободный вывод первого резистора подключен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод индуктивной катушки и второго резистора подключен ко второй клемме, эта вторая клемма соединена также со свободным выводом одиночного резистора первой ветви мостовой цепи; нуль-индикатор, к первому (дифференциальному) входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко второму входу (входу синхронизации) подключен второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены дополнительный конденсатор и интегратор, в первой ветви мостовой цепи дополнительный конденсатор включен параллельно имеющемуся первому резистору, общий вывод первого резистора, дополнительного конденсатора, индуктивности и второго резистора первой ветви моста соединен со свободным выводом одиночного резистора второй ветви, этот общий вывод заземлен, а общий вывод одиночного резистора первой ветви моста и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения второй ветви соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, 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 pulse generator is connected with 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 cascade is connected to the input of the rectangular pulse shaper, and the output of this cascade forms the second output (synchronization output) of the pulse generator, common bus pulse generator is grounded; a four-arm bridge electric circuit, which consists of two parallel-connected branches, each branch has a single ratio shoulder resistor and a multi-element bipolar comparison shoulder, the common output of a single resistor and a multi-element bipolar in the first branch forms the first output terminal of the bridge circuit, the same common output in the second branch it forms the second output terminal of the bridge, the multi-element bipolar of the first branch includes the first resistor and a circuit from series-connected capacitor and inductive coil, a second resistor is connected in parallel to the latter, the second branch includes a single resistor and two terminals for connecting a two-terminal device of the measurement object, which consists of a series of connected first resistor and inductive coil, a circuit from a series-connected capacitor and second resistor is connected in parallel to the last, the free output of the first resistor is connected to the first terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object, the common output is inductance second coil and a second resistor connected to the second terminal, that the second terminal is also connected with the free terminal of a single first resistor bridge circuit branches; a null indicator, to the first (differential) input of which both outputs of the bridge circuit output are connected, a second output (synchronization output) of the pulse generator is connected to the second input (synchronization output), the common bus of the null indicator is grounded, an additional capacitor and integrator are introduced, in the first branch of the bridge circuit, an additional capacitor is connected in parallel with the first resistor, the common output of the first resistor, additional capacitor, inductance and second resistor of the first branch of the bridge is connected to free m output of a single resistor of the second branch, this common output is grounded, and the common output of a single resistor of the first branch of the bridge and the second terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object of the second branch is connected to the first output of the supply pulse generator, the output of the square-wave generator is connected not only to the corresponding input of the switch, but also with the input of the pulse shaper of a linearly varying voltage, the output of which is connected not only with the corresponding input of the switch, but also with the input of the integrator, for which it is connected to the input of the shaper of cubic pulses, the output of the latter is connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the shaper with voltage change 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 K0t0, и его выход соединен со входом формирователя 4 импульсов, который обеспечивает формирование линейно изменяющихся импульсов, изменяющихся по закону K1t1, и его выход соединен со входом интегатора 5, последовательно включенный с ним формирователь 6 импульсов обеспечивает формирование кубичных импульсов, изменяющихся по закону K3t3, и его выход соединен со входом формирователя 7 импульсов, который обеспечивает формирование импульсов, изменяющихся по закону четвертой степени K4t4, где K0, K1, K3 и K4 - постоянные коэффициенты, a t - текущее время, причем формирователи импульсов 4(K1t1), 6(K3t3) и 7(K4t4) выполнены на основе интеграторов.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. The pulse shaper 3 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 pulse shaper 4, 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, the pulse shaper 6 connected in series 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, changing 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 pulse shapers 4 (K 1 t 1 ), 6 (K 3 t 3 ) and 7 (K 4 t 4 ) are based on integrators.

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 последовательно включены двухполюсник с элементами уравновешивания и одиночный резистор 15(R15) первого плеча отношения.In the first branch of the bridge circuit, a two-terminal circuit with balancing elements and a single resistor 15 (R15) of the first link arm are connected in series.

Двухполюсник с уравновешивающими элементами образуют параллельно соединенные первый резистор 10(R10) и дополнительный конденсатор 11(C11), параллельно которым включены последовательно соединенные конденсатор 12(C12) и индуктивная катушка 13(L13), параллельно которой включен второй резистор 14(R14). Общий вывод первого резистора 10(R10), дополнительного конденсатора 11(C11), конденсатора 12(C12) и одиночного резистора 15(R15) образует первый вывод выхода мостовой цепи. Общий вывод первого резистора 10(R10), дополнительного конденсатора 11(C11), индуктивности 13(L13) и второго резистора 14(R14) заземлен.A two-terminal device with balancing elements form a parallel connected first resistor 10 (R10) and an additional capacitor 11 (C11), in parallel with which are connected in series a capacitor 12 (C12) and an inductive coil 13 (L13), in parallel with which a second resistor 14 (R14) is connected. The common terminal of the first resistor 10 (R10), additional capacitor 11 (C11), capacitor 12 (C12) and single resistor 15 (R15) forms the first output terminal of the bridge circuit. The common terminal of the first resistor 10 (R10), additional capacitor 11 (C11), inductance 13 (L13) and the second resistor 14 (R14) is grounded.

Во второй ветви моста последовательно соединены одиночный резистор 16(R16) второго плеча отношения, первая клемма для подключения одного из выводов двухполюсника объекта измерения, двухполюсник объекта измерения и вторая клемма для подключения другого его вывода. Общий вывод первой клеммы и одиночного резистора 16(R16) образует второй вывод выхода мостовой цепи. Свободный вывод одиночного резистора 16(R16) заземлен. Двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединенных первого резистора 17(R17) и индуктивности 18(L18), параллельно которой включены последовательно соединенные конденсатор 19(C19) и второй резистор 20(R20). Свободный вывод одиночного резистора 15(R15) первого плеча отношения, индуктивности 18(L18) и второго резистора 20(R20) двухполюсника объекта измерения соединены с первым выходом генератора импульсов. Оба вывода выхода моста соединены с дифференциальным входом нуль-индикатора 21. Общая шина нуль-индикатора 21 заземлена, вход синхронизации нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов (выходом синхронизации).In the second branch of the bridge, a single resistor 16 (R16) of the second ratio arm, a first terminal for connecting one of the terminals of the two-terminal object of measurement, a two-terminal device for measurement and a second terminal for connecting its other terminal are connected in series. The common terminal of the first terminal and single resistor 16 (R16) forms the second terminal of the bridge circuit output. The free output of a single resistor 16 (R16) is grounded. The bipolar of the measurement object, in particular, consists of a series-connected first resistor 17 (R17) and an inductance 18 (L18), in parallel with which a capacitor 19 (C19) and a second resistor 20 (R20) are connected in series. The free output of a single resistor 15 (R15) of the first arm of the ratio, inductance 18 (L18) and the second resistor 20 (R20) of the two-terminal device of the measurement object are connected to the first output of the pulse generator. Both pins of the bridge output are connected to the differential input of the null indicator 21. The common bus of the null indicator 21 is grounded, the synchronization input of the null indicator is connected to the second output of the pulse generator 1 (synchronization output).

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 последовательность прямоугольных импульсов посредством коммутатора 8. 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), 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 apply a sequence of rectangular pulses to the bridge from the signal generator using switch 8. When a 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 (bridge output voltage). It depends on the values of resistance 10 (R10), 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 10(R10) 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 1 на второй вход нуль-индикатора 21 обеспечивает устойчивость его показаний.By adjusting the value of the grounded resistor 10 (R10) once, the flat top of the impulse nonequilibrium signal is reduced 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 1 to the second input of the zero indicator 21 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 емкости 11(C11) 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 11 в него не входит.By a single adjustment of the value of the grounded capacitance 11 (C11), 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 11 adjustable here is not included.

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 индуктивности 13(L13) 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 13 в них не входит.By adjusting the value of the grounded inductance 13 (L13) once, we bring the voltage of the flat peak 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 parameter 13 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. 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 fourth condition for equilibrium of the bridge is

Figure 00000004
Figure 00000004

Однократной регулировкой значения сопротивления заземленного резистора 14(R14) 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 14 в них не входит.By adjusting the resistance value of the grounded resistor 14 (R14) once, we bring the flat peak of the impulse nonequilibrium voltage to zero and fulfill the fourth equilibrium condition (4), while the first three equilibrium conditions (1) - (3) are not violated, because parameter 14 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 10(R10), 11(C11), 13(L13), 14(R14). Из четырех уравнений [четырех условий равновесия (1) - (4)] берется отсчет искомых четырех параметров: 17(R17), 18(L18), 19(C19), 20(R20). Значения параметров элементов 12(C12), 15(R15), 16(R16) являются постоянными и известными. Все регулируемые уравновешивающие элементы - 10(R10), 11(C11), 13(L13), 14(R14) заземлены, значения их параметров являются известными и регулируемыми.It follows from the above that the bridge circuit (Fig. 1) has the property of separate dependent balancing and balancing should be carried out in the above sequence 10 (R10), 11 (C11), 13 (L13), 14 (R14). Of the four equations [four equilibrium conditions (1) - (4)], the required four parameters are counted: 17 (R17), 18 (L18), 19 (C19), 20 (R20). The values of the parameters of the elements 12 (C12), 15 (R15), 16 (R16) are constant and known. All adjustable balancing elements - 10 (R10), 11 (C11), 13 (L13), 14 (R14) 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 K0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения K1t1, импульсов кубичной формы K3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону четвертой степени времени K4t4, где K0, K1, K3, K4 - 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, в каждой ветви имеются последовательно соединенные одиночный резистор плеча отношения и многоэлементный двухполюсник плеча сравнения, общий вывод одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника в первой ветви образует первый вывод выхода мостовой цепи, такой же общий вывод во второй ветви образует второй вывод выхода моста, многоэлементный двухполюсник первой ветви включает в себя параллельно включенные первый резистор и цепь из последовательно соединенных конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней включен второй резистор, вторая ветвь включает одиночный резистор и две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, который состоит из последовательно соединенных первого резистора и индуктивной катушки, параллельно последней включена цепь из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора, свободный вывод первого резистора подключен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения, общий вывод индуктивной катушки и второго резистора подключен ко второй клемме, эта вторая клемма соединена также со свободным выводом одиночного резистора первой ветви мостовой цепи; нуль-индикатор, к первому (дифференциальному) входу которого подключены оба вывода выхода мостовой цепи, ко второму входу (входу синхронизации) подключен второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что в него введены дополнительный конденсатор и интегратор, в первой ветви мостовой цепи дополнительный конденсатор включен параллельно имеющемуся первому резистору, общий вывод первого резистора, дополнительного конденсатора, индуктивности и второго резистора первой ветви моста соединен со свободным выводом одиночного резистора второй ветви, этот общий вывод заземлен, а общий вывод одиночного резистора первой ветви моста и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения второй ветви соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, 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-changing pulses 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 - constant coefficients, at - current time, from the switch, power amplifier and synchronization unit, the output of each pulse shaper is connected to the corresponding input 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 cascade is connected to the input of the rectangular pulse shaper, and the output of this cascade forms the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the pulse generator is grounded ; a four-arm bridge electric circuit, which consists of two parallel-connected branches, each branch has a single ratio shoulder resistor and a multi-element bipolar comparison shoulder, the common output of a single resistor and a multi-element bipolar in the first branch forms the first output terminal of the bridge circuit, the same common output in the second branch it forms the second output terminal of the bridge, the multi-element bipolar of the first branch includes the first resistor and a circuit from series-connected capacitor and inductive coil, a second resistor is connected in parallel to the latter, the second branch includes a single resistor and two terminals for connecting a two-terminal device of the measurement object, which consists of a series of connected first resistor and inductive coil, a circuit from a series-connected capacitor and second resistor is connected in parallel to the last, the free output of the first resistor is connected to the first terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object, the common output is inductance second coil and a second resistor connected to the second terminal, that the second terminal is also connected with the free terminal of a single first resistor bridge circuit branches; a null indicator, to the first (differential) input of which both outputs of the bridge circuit output are connected, a second output (synchronization output) of the pulse generator is connected to the second input (synchronization output), the common bus of the null indicator is grounded, characterized in that an additional capacitor and integrator, in the first branch of the bridge circuit an additional capacitor is connected in parallel with the existing first resistor, the common output of the first resistor, additional capacitor, inductance and second resistor of the first branch and the bridge is connected to the free terminal of a single resistor of the second branch, this common terminal is grounded, and the common terminal of a single resistor of the first branch of the bridge and the second terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object of the second branch is connected to the first output of the supply pulse generator, the output of the rectangular pulse shaper is connected not only to the corresponding input of the switch, but also with 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 the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the cubic pulse output of the last connected not only to the corresponding input of the switch, but also to the input of the pulse generator with a change in voltage on the fourth power of the law of time.
RU2015134509/28A 2015-08-17 2015-08-17 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits RU2602997C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015134509/28A RU2602997C1 (en) 2015-08-17 2015-08-17 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015134509/28A RU2602997C1 (en) 2015-08-17 2015-08-17 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602997C1 true RU2602997C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015134509/28A RU2602997C1 (en) 2015-08-17 2015-08-17 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602997C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2399918C1 (en) * 2009-09-23 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices
RU2447452C1 (en) * 2010-11-10 2012-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2399918C1 (en) * 2009-09-23 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices
RU2447452C1 (en) * 2010-11-10 2012-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
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

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
RU2473918C1 (en) Bridge metre of dipoles parameters
RU2471197C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2461010C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2602997C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2598977C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2541423C1 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2629653C1 (en) Bridge meter of two-terminal network parameters
RU2631540C1 (en) Bridge meter of n-element two-pole parameters
RU2511673C2 (en) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2532695C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2461011C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2427847C1 (en) Bridge resistor gauge of three resistance transducers
RU2475764C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2463614C1 (en) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2527658C1 (en) Bridge meter of dipole parameters
RU2532604C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2569043C2 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2629715C1 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2326389C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters

Legal Events

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

Effective date: 20170818