RU2661457C1 - 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
RU2661457C1
RU2661457C1 RU2017130228A RU2017130228A RU2661457C1 RU 2661457 C1 RU2661457 C1 RU 2661457C1 RU 2017130228 A RU2017130228 A RU 2017130228A RU 2017130228 A RU2017130228 A RU 2017130228A RU 2661457 C1 RU2661457 C1 RU 2661457C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
output
resistor
circuit
bridge circuit
Prior art date
Application number
RU2017130228A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
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 RU2017130228A priority Critical patent/RU2661457C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661457C1 publication Critical patent/RU2661457C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/10AC or DC measuring bridges

Landscapes

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

Abstract

FIELD: monitoring and measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to instrumentation, automation and industrial electronics and can be used to monitor and determine the parameters of measurement objects, as well as physical quantities through parametric sensors. Bridge measuring device for measuring parameters of the two-terminal circuits comprises a series-connected pulse generator with voltage variation according to the law of step functions, the bridge electrical circuit and the zero indicator. To achieve the technical result, an additional resistor is introduced and the connection of the elements is changed. Additional resistor is connected to the first terminal for connection of the two-terminal circuits and measuring objects, which is connected to the common terminal of a single resistor in the second branch of the bridge circuit and the two-terminal circuit of the first, second resistors and inductive coil. Second terminal for connecting the two-terminal circuits of the measuring objects is grounded. Two-terminal circuit of a parallel-connected capacitor and a resistor is connected between the free terminal of the additional resistor and the second terminal for connecting the two-terminal circuit of the measurement objects. Combination of the additional resistor, the capacitor and the resistor of the two-element circuit form a two-terminal circuit of the measurement object.
EFFECT: reduction of the measurement error due to the elimination of the error component from the parasitic capacitance relative to the "earth" of the ungrounded multi-element two-terminal circuit, as well as the instability of this parasitic capacitance through the use of only grounded multi-element two-terminal circuits.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения, а также физических величин посредством параметрических датчиков.The invention relates to instrumentation, automation and industrial electronics and can be used to control and determine the parameters of measurement objects, as well as physical quantities by means of parametric sensors.

Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [АС СССР № 1157467, G01R. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл. №19, 1985], содержащий последовательно включенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степных функций, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal [USSR AS No. 1157467, G01R. Bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky. - Publ. in bull. No. 19, 1985], containing a series-connected pulse generator with voltage changes over their duration according to the law of steppe functions, a four-arm bridge circuit and a zero indicator.

Недостатком его является отсутствие возможности заземлять оба имеющихся многоэлементных двухполюсника. При прочих равных условиях на практике отдаётся предпочтение мостовым цепям, где заземлены все имеющиеся многоэлементные двухполюсники. Незаземленный многоэлементный двухполюсник образует паразитную емкость относительно земли, которая вызывает соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, обусловленную этой паразитной емкостью. Кроме того, эта паразитная емкость нестабильна и, как известно, существенно изменяется с течением времени и особенно с изменением температуры. В частном случае при незаземленном двухполюснике с регулируемыми уравновешивающими элементами и использовании в качестве них матрицы однотипных элементов, управляемых ключей и схем управления и согласования необходимо использовать дополнительные развязывающие элементы - трансформаторы или оптронные пары. Изменение значения уравновешивающего параметра осуществляется здесь замыканием и размыканием ключей под действием сигналов с заземленной электронной схемы управления. Если же уравновешивающий элемент заземлен, то не требуется использовать дополнительные развязывающие элементы. Также в частном случае при незаземленном двухполюснике объекта измерения и использовании датчика с линией связи на последней наводятся сигналы помех и вызывают соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, так как здесь линия связи тоже незаземлена. Датчик или датчик совместно с линией связи представляют собой многоэлементную схему замещения. Если же объект измерения заземлен, то сигналы помех и соответствующая составляющая погрешности измерения существенно меньше, так как линия связи заземлена. Незаземленная линия связи также имеет паразитную емкость относительно земли. Можно обратить внимание, что заземлить оба многоэлементных двухполюсника в принципе невозможно в мостах Шеринга, Максвела, Хэя, Андерсона, Илювиси [Кольцов А.А. Электрические схемы уравновешивания. - : Энергия, 1976, 272 с., рисунки 4 -7 а, б и е (стр. 119), 4-8 б и г (стр. 123)соответственно].Its disadvantage is the inability to ground both existing multi-element bipolar. All things being equal, in practice, preference is given to bridge circuits, where all available multi-element bipolar terminals are grounded. An ungrounded multi-element bipolar forms a parasitic capacitance relative to the ground, which causes a corresponding additional component of the measurement error due to this parasitic capacitance. In addition, this parasitic capacitance is unstable and, as is known, varies significantly over time and especially with temperature. In the particular case of an ungrounded bipolar with adjustable balancing elements and using the same-type elements matrix, controlled keys and control and matching circuits, it is necessary to use additional decoupling elements - transformers or optocoupler pairs. Changing the value of the balancing parameter is carried out here by closing and opening the keys under the action of signals from a grounded electronic control circuit. If the balancing element is grounded, then no additional decoupling elements are required. Also, in the particular case of an ungrounded two-terminal object of measurement and the use of a sensor with a communication line, interference signals are induced on the latter and cause a corresponding additional component of the measurement error, since here the communication line is also ungrounded. A sensor or sensor together with a communication line is a multi-element equivalent circuit. If the measurement object is grounded, then the interference signals and the corresponding component of the measurement error are significantly less, since the communication line is grounded. An ungrounded communication line also has a parasitic capacitance relative to the ground. It can be noted that it is basically impossible to ground both multi-element bipolar in the bridges of Schering, Maxwell, Hay, Anderson, Ilyuvisi [Koltsov A.A. Balancing circuitry. -: Energy, 1976, 272 pp., Figures 4-7 a, b and f (p. 119), 4-8 b and d (p. 123), respectively].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров трёхэлементных пассивных двухполюсников [АС СССР №798607, G01R. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл. №3, 1981]. Мостовой измеритель содержит последовательно соединённые генератор импульсов сложной формы, четырёхплечую мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is selected as a prototype bridge meter parameters of the three-element passive two-terminal [AS USSR No. 798607, G01R. Bridge meter of parameters of three-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky. - Publ. in bull. No. 3, 1981]. The bridge meter contains a series-connected pulse generator of complex shape, a four-arm bridge electrical circuit and a zero indicator.

Недостатком его является отсутствие возможности заземлить оба имеющихся многоэлементных двухполюсника.Its disadvantage is the inability to ground both existing multi-element bipolar.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземлённого многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости за счет использования только заземлённых многоэлементных двухполюсников.The problem to which the invention is directed is to reduce the measurement error by eliminating the component error from the parasitic capacitance relative to the “ground” of the ungrounded multi-element bipolar, as well as the instability of this parasitic capacitance due to the use of only grounded multi-element bipolar.

Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, состоящий из каскада синхронизации, формирователей последовательностей прямоугольных, линейно изменяющихся и квадратичных импульсов, коммутатора и усилителя мощности, выход каскада синхронизации соединён с каждым входом имеющихся трех формирователей импульсов, выходы которых подключены к входам коммутатора, выход которого соединён с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности образует первый выход генератора питающих импульсов относительно «земли», второй выход генератора питающих импульсов - выход синхронизации образует выход каскада синхронизации, общая шина генератора питающих импульсов заземлена, первый выход генератора питающих импульсов соединён с генераторной диагональю четырехплечей мостовой цепи (с входом моста), которая состоит из двух параллельно включенных ветвей, первая из них состоит из двух последовательно соединённых резисторов, свободный вывод одного из них соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, а свободный вывод другого резистора заземлен, общий вывод двух резисторов образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи состоит из последовательно соединённых одиночного резистора и двухполюсника из последовательно соединённых первого резистора и катушки индуктивности, параллельно последней включен второй резистор, общий вывод одиночного резистора и двухполюсника образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, также в четырехплечей мостовой цепи имеется двухэлементная цепь из конденсатора и резистора; два вывода четырехплечей мостовой цепи соединены с дифференциальным (первым) входом нуль-индикатора, другой вход его - вход синхронизации соединён со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введен дополнительный резистор и изменено соединение элементов, дополнительный резистор соединён с первой клеммой для подключения двухполюсников объектов измерения, которая соединена с общим выводом одиночного резистора во второй ветви мостовой цепи и двухполюсника из первого, второго резисторов и индуктивной катушки, вторая клемма для подключения двухполюсников объектов измерения заземлена, двухэлементная цепь из конденсатора и резистора перенесена из первой ветви мостовой цепи во вторую ветвь, в ней между собой элементы включены параллельно и эта двухэлементная цепь включена между свободным выводом дополнительного резистора и второй клеммой для подключения двухполюсников объектов измерения, совокупность дополнительного резистора, конденсатор и резистор двухэлементной цепи образуют двухполюсник объекта измерения.This is achieved by the fact that in the bridge meter of two-terminal parameters containing a supply pulse generator, consisting of a synchronization cascade, shapers of rectangular, linearly varying and quadratic pulses, a switch and a power amplifier, the output of the synchronization cascade is connected to each input of the available three pulse shapers, the outputs of which connected to the inputs of the switch, the output of which is connected to the input of the power amplifier, the output of the power amplifier forms the first output of the generator power pulses relative to the "ground", the second output of the power pulse generator - the synchronization output forms the output of the synchronization stage, the common bus of the power pulse generator is grounded, the first output of the power pulse generator is connected to the generator diagonal of the four-arm bridge circuit (with the bridge input), which consists of two parallel included branches, the first of them consists of two series-connected resistors, the free output of one of them is connected to the first output of the supply pulse generator, and one terminal of the other resistor is grounded, the common terminal of the two resistors forms the first output terminal of the four-arm bridge circuit, the second branch of the four-arm bridge circuit consists of a series-connected single resistor and a two-terminal circuit from the first resistor and an inductor connected in series, the second resistor is connected in parallel with the last, the common terminal of a single resistor and the two-terminal forms the second output terminal of the four-arm bridge circuit, also in the four-arm bridge circuit there is a two-element chain a capacitor and a resistor; two conclusions of the four-arm bridge circuit are connected to the differential (first) input of the null indicator, its other input, the synchronization input, is connected to the second output of the supply pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded, an additional resistor is introduced and the connection of elements is changed, an additional resistor is connected to the first a terminal for connecting two-terminal measuring objects, which is connected to a common output of a single resistor in the second branch of the bridge circuit and a two-terminal from the first, second resistors and inductor active coil, the second terminal for connecting two-pole measuring objects is grounded, the two-element circuit from the capacitor and resistor is transferred from the first branch of the bridge circuit to the second branch, the elements are connected to each other in parallel and this two-element circuit is connected between the free terminal of the additional resistor and the second terminal for connecting two-terminal objects of measurement, the combination of an additional resistor, a capacitor and a two-element circuit resistor form a two-terminal object of measurement.

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

Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 питающих импульсов, состоящий из формирователя 2 прямоугольных импульсов ( K 0 t 0 ) ,

Figure 00000001
формирователя 3 линейно изменяющихся импульсов ( K 1 t 1 ) ,
Figure 00000002
формирователя 4 квадратичных импульсов ( K 2 t 2 ) ,
Figure 00000003
где K 0 , K 1
Figure 00000004
и K 2
Figure 00000005
− постоянные коэффициенты, t − текущее время, усилителя 5 мощности, коммутатора 6 и каскада 7 синхронизации. Выход каскада 7 синхронизации соединён с каждым входом формирователей прямоугольных, линейно изменяющихся и квадратичных импульсов, выходы которых подключены к коммутатору 6. Выход коммутатора 6 соединён с входом усилителя 5 мощности. Выход усилителя 5 мощности образует первый выход генератора 1питающих импульсов относительно «земли». Второй выход генератора 1 питающих импульсов - выход синхронизации образует выход каскада 7 синхронизации. Общая шина генератора 1 питающих импульсов заземлена. Первый выход генератора 1 импульсов соединён с генераторной диагональю четырёхплечей мостовой цепи (с входом моста), которая состоит из двух параллельно включенных ветвей. Первая ветвь четырёхплечей мостовой цепи образована двумя соединёнными последовательно резисторами 8 (R8) и 9 (R9). Свободный вывод резистора R8 соединен с первым выходом генератора 1 питающих импульсов. Свободный вывод резистора R9 заземлен. Общий вывод резисторов R8 и R9 образует первый вывод выхода (первую вершину измерительной диагонали) четырехплечей мостовой цепи. Вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи состоит из последовательно соединённых одиночного резистора 10 (R10) и двухполюсника составленного из включенных последовательно первого резистора 11 (R11) и индуктивной катушки 12 (L12), параллельно которой включен второй резистор 13 (R13).The bridge meter of the two-terminal parameters contains a generator 1 of supply pulses, consisting of a shaper 2 of rectangular pulses ( K 0 t 0 ) ,
Figure 00000001
shaper 3 linearly changing pulses ( K one t one ) ,
Figure 00000002
4 quadratic pulse shaper ( K 2 t 2 ) ,
Figure 00000003
Where K 0 , K one
Figure 00000004
and K 2
Figure 00000005
- constant coefficients, t - current time, power amplifier 5, switch 6 and synchronization stage 7. The output of the synchronization stage 7 is connected to each input of the formers of rectangular, ramp and quadratic pulses, the outputs of which are connected to the switch 6. The output of the switch 6 is connected to the input of the power amplifier 5. The output of the power amplifier 5 forms the first output of the supply pulse generator 1 relative to the “ground”. The second output of the generator 1 of the supply pulses - the synchronization output forms the output of the synchronization stage 7. The common bus of the generator 1 of the supply pulses is grounded. The first output of the pulse generator 1 is connected to the generator diagonal of the four-arm bridge circuit (with the input of the bridge), which consists of two branches connected in parallel. The first branch of the four-arm bridge circuit is formed by two resistors 8 (R8) and 9 (R9) connected in series. The free output of the resistor R8 is connected to the first output of the supply pulse generator 1. The free terminal of resistor R9 is grounded. The common output of the resistors R8 and R9 forms the first output pin (the first peak of the measuring diagonal) of the four-arm bridge circuit. The second branch of the four-arm bridge circuit consists of a single resistor 10 (R10) connected in series and a two-terminal circuit composed of the first resistor 11 (R11) connected in series and the inductive coil 12 (L12), in parallel with which the second resistor 13 (R13) is connected.

Общий вывод одиночного резистора и двухполюсника образует второй вывод выхода мостовой цепи. Первая клемма для подключения двухполюсников объектов измерения соединена с общим выводом одиночного резистора, двухполюсника и второго вывода выхода мостовой цепи. Вторая клемма заземлена. Двухполюсник объекта измерения образуют последовательно соединённые первый 14 (R14) и второй 15 (R15) резисторы, параллельно последнему включен конденсатор 16 (R16). Свободный вывод резистора 14 соединён с первой клеммой для подключения двухполюсников объектов измерения, а общий вывод резистора 15 и конденсатора 16 − со второй клеммой.The common output of a single resistor and a two-terminal network forms the second output terminal of the bridge circuit. The first terminal for connecting the two-terminal objects of measurement is connected to the common output of a single resistor, two-terminal and the second output of the bridge circuit output. The second terminal is grounded. The bipolar of the measurement object is formed by the first 14 (R14) and second 15 (R15) resistors connected in series, the capacitor 16 (R16) is connected in parallel with the last. The free terminal of the resistor 14 is connected to the first terminal for connecting two-terminal measuring objects, and the common terminal of the resistor 15 and capacitor 16 is connected to the second terminal.

Два вывода выхода четырехплечей мостовой цепи соединены с дифференциальным (первым) входом нуль-индикатора 17. Другой вход нуль-индикатора 17 - вход синхронизации соединен со вторым выходом генератора 1 питающих импульсов. Общая шина нуль-индикатора соединена со второй вершиной генераторной диагонали четырехплечей мостовой цепи и заземлена. В четырёхплечей мостовой цепи значения сопротивлений резисторов R8 , R9 и R10 известны и постоянны. Искомыми являются параметры резисторов R14 и R15 и конденсатора С16, образующих двухполюсник объекта измерения. Регулируемыми переменными уравновешивающими являются параметры резисторов R11 и R13 и индуктивной катушки L12.Значения их параметров являются известными.Two outputs of the four-arm bridge circuit output are connected to the differential (first) input of the null indicator 17. Another input of the null indicator 17 is a synchronization input connected to the second output of the supply pulse generator 1. The common bus of the zero indicator is connected to the second peak of the generator diagonal of the four-arm bridge circuit and is grounded. In the four-arm bridge circuit, the resistance values of the resistors R8, R9 and R10 are known and constant. The parameters are the resistors R14 and R15 and the capacitor C16, which form the two-terminal device of the measurement object. Adjustable balancing variables are the parameters of the resistors R11 and R13 and the inductive coil L12. The values of their parameters are known.

Работа мостового измерителя параметров двухполюсников состоит в следующем. Изначально напряжение на входе и выходе четырехплечей мостовой цепи равны нулю. В первую очередь на вход четырехплечей мостовой цепи подаётся последовательность импульсных сигналов прямоугольной формы. Эти сигналы формирует формирователь 2 прямоугольных импульсов в генераторе 1 питающих импульсов, и через коммутатор 6 и усилитель 5 мощности они поступают на выход генератора 1 питающих импульсов. В установившемся режиме при воздействии очередного импульса прямоугольной формы на выходе четырёхплечей мостовой цепи устанавливается неизменяющееся напряжение в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса. Плоская вершина этого напряжения неравновесия приводится к нулю однократной регулировкой переменного уравновешивающего элемента R11, что обеспечивает выполнение первого условия равновесия четырехплечей мостовой цепиThe work of a bridge measuring device of two-terminal parameters is as follows. Initially, the voltage at the input and output of the four-arm bridge circuit is zero. First of all, a four-arm bridge circuit is fed with a rectangular pulse train. These signals are generated by the square-wave generator 2 in the supply pulse generator 1, and through the switch 6 and the power amplifier 5 they are supplied to the output of the supply pulse generator 1. In the steady state, under the influence of the next pulse of a rectangular shape at the output of the four-arm bridge circuit, an unchanging voltage is established during the time interval from the end of the transition process to the end of the pulse. The flat peak of this nonequilibrium voltage is reduced to zero by a single adjustment of the variable balancing element R11, which ensures the fulfillment of the first equilibrium condition of the four-arm bridge chain

A 1 = R 9 R 10 ( R 11 + R 14 + R 15 ) R 8 R 11 ( R 14 + R 15 ) = 0.            (1)

Figure 00000006
A one = R 9 R 10 ( R eleven + R fourteen + R fifteen ) - R 8 R eleven ( R fourteen + R fifteen ) = 0. (one)
Figure 00000006

Затем на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи воздействует последовательность импульсов линейно изменяющегося напряжения. При воздействии очередного такого импульса после окончания переходного процесса в измерительной диагонали четырёхплечей мостовой цепи устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Эта вершина с учётом выполненного первого условия равновесия (1) приводится к нулю однократной регулировкой переменного уравновешивающего элемента L12. При этом выполняется второе условие равновесия четырехплечей мостовой цепиThen, the pulse train of a linearly varying voltage acts on the generator diagonal of the four-arm bridge circuit. When another such impulse is exposed, after the end of the transient process, the impulse non-equilibrium signal with a flat top is established in the measuring diagonal of the four-arm bridge circuit. This vertex, taking into account the fulfilled first equilibrium condition (1), is reduced to zero by a single adjustment of the variable balancing element L12. In this case, the second equilibrium condition of the four-arm bridge chain is satisfied

А 2 = R 9 R 10 [ L + 12 C 16 R 15 ( R 11 + R 14 ) ] R 8 [ L 12 ( R 14 + R 15 ) + C 16 R 11 R 14 R 15 ] = 0.                      (2)

Figure 00000007
BUT 2 = R 9 R 10 [ L + 12 C 16 R fifteen ( R eleven + R fourteen ) ] - R 8 [ L 12 ( R fourteen + R fifteen ) + C 16 R eleven R fourteen R fifteen ] = 0. (2)
Figure 00000007

В этом случае выполнение первого условия равновесия (1) не нарушается, поскольку это условие не содержит переменный регулируемый уравновешивающий элемент L12.In this case, the fulfillment of the first equilibrium condition (1) is not violated, since this condition does not contain a variable adjustable balancing element L12.

В последнюю очередь посредством коммутатора 6 с генератора 1 питающих импульсов подаётся на генераторную диагональ четырёхплечей мостовой цепи импульсы квадратичной формы. В ее измерительной диагонали при воздействии очередного такого импульса устанавливается импульсный сигнал неравновесия. Этот сигнал после окончания переходного процесса имеет плоскую вершину, которая при выполненных условиях (1) и (2) приводится к нулю однократной регулировкой переменного уравновешивающего элемента R13. В результате имеет место выполнение третьего условия равновесия четырёхплечей мостовой цепиLastly, through a switch 6 from the generator 1 of the supply pulses, quadratic pulses are fed to the generator diagonal of the four-arm bridge circuit. In its measuring diagonal under the influence of the next such pulse, a pulse nonequilibrium signal is established. This signal after the end of the transition process has a flat top, which under the conditions (1) and (2) is reduced to zero by a single adjustment of the variable balancing element R13. As a result, the third equilibrium condition of the four-arm bridge chain is satisfied

А 3 = R 9 R 10 ( R 11 + R 13 + R 14 ) R 8 R 14 ( R 11 + R 13 ) = 0.                   (3)

Figure 00000008
BUT 3 = R 9 R 10 ( R eleven + R 13 + R fourteen ) - R 8 R fourteen ( R eleven + R 13 ) = 0. (3)
Figure 00000008

При этом выполнение первого (1) и второго (2) условий равновесия не нарушается, поскольку эти условия не содержат переменный регулируемый уравновешивающий элемент R13.In this case, the fulfillment of the first (1) and second (2) equilibrium conditions is not violated, since these conditions do not contain a variable adjustable balancing element R13.

Искомые значения параметров трёх элементов двухполюсника объекта измерения R14, С16 и R15 определяются из трёх условий равновесия четырехплечей мостовой цепи (1) - (3). Следовательно, три неизвестных параметра находятся из решения трёх уравнений.The required values of the parameters of the three elements of the two-terminal object of measurement R14, C16 and R15 are determined from the three equilibrium conditions of the four-arm bridge circuit (1) - (3). Therefore, three unknown parameters are found from the solution of three equations.

Таким образом, предлагаемый мостовой измеритель параметров двухполюсников позволяет уменьшить погрешность измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости за счёт использования только заземлённых многоэлементных двухполюсников. Также в предлагаемом мостовом измерителе параметров двухполюсников реализуется зависимое раздельное уравновешивание.Thus, the proposed bipolar bridge parameter meter allows to reduce the measurement error by eliminating the component error from the parasitic capacitance relative to the “ground” of the non-earthed multi-element two-terminal device, as well as the instability of this parasitic capacitance due to the use of only grounded multi-element two-terminal devices. Also, in the proposed bridge meter of two-terminal parameters, dependent separate balancing is implemented.

Claims (1)

Мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, состоящий из каскада синхронизации, формирователей последовательностей прямоугольных, линейно изменяющихся и квадратичных импульсов, коммутатора и усилителя мощности, выход каскада синхронизации соединён с каждым входом имеющихся трех формирователей импульсов, выходы которых подключены к входам коммутатора, выход которого соединён с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности образует первый выход генератора питающих импульсов относительно «земли», второй выход генератора питающих импульсов - выход синхронизации образует выход каскада синхронизации, общая шина генератора питающих импульсов заземлена, первый выход генератора питающих импульсов соединён с генераторной диагональю четырехплечей мостовой цепи (с входом моста), которая состоит из двух параллельно включенных ветвей, первая из них состоит из двух последовательно соединённых резисторов, свободный вывод одного из них соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, а свободный вывод другого резистора заземлен, общий вывод двух резисторов образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, вторая ветвь четырехплечей мостовой цепи состоит из последовательно соединённых одиночного резистора и двухполюсника из последовательно соединённых первого резистора и катушки индуктивности, параллельно последней включен второй резистор, общий вывод одиночного резистора и двухполюсника образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, также в четырехплечей мостовой цепи имеется двухэлементная цепь из конденсатора и резистора; два вывода четырехплечей мостовой цепи соединены с дифференциальным (первым) входом нуль-индикатора, другой вход его - вход синхронизации соединён со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что в него введены дополнительный резистор и изменено соединение элементов, дополнительный резистор соединён с первой клеммой для подключения двухполюсников объектов измерения, которая соединена с общим выводом одиночного резистора во второй ветви мостовой цепи и двухполюсника из первого, второго резисторов и индуктивной катушки, вторая клемма для подключения двухполюсников объектов измерения заземлена, двухэлементная цепь из конденсатора и резистора перенесена из первой ветви мостовой цепи во вторую ветвь, в ней между собой элементы включены параллельно и эта двухэлементная цепь включена между свободным выводом дополнительного резистора и второй клеммой для подключения двухполюсников объектов измерения, совокупность дополнительного резистора, конденсатор и резистор двухэлементной цепи образуют двухполюсник объекта измерения.A bridge two-terminal parameter meter containing a supply pulse generator consisting of a synchronization cascade, rectangular, linearly varying and quadratic pulse shapers, a switch and a power amplifier, the output of the synchronization cascade is connected to each input of three available pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the switch, the output which is connected to the input of the power amplifier, the output of the power amplifier forms the first output of the supply pulse generator relative specifically “ground”, the second output of the supply pulse generator — the synchronization output forms the output of the synchronization cascade, the common bus of the supply pulse generator is grounded, the first output of the supply pulse generator is connected to the generator diagonal of the four-arm bridge circuit (with the bridge input), which consists of two branches connected in parallel , the first of them consists of two series-connected resistors, the free output of one of them is connected to the first output of the supply pulse generator, and the free output of the other The ora is grounded, the common terminal of the two resistors forms the first output terminal of the four-arm bridge circuit, the second branch of the four-arm bridge circuit consists of a series-connected single resistor and a two-terminal circuit from series-connected first resistor and an inductor, a second resistor is connected in parallel with the last, the common terminal of a single resistor and a two-terminal circuit the second output terminal of the four-arm bridge circuit, also in the four-arm bridge circuit there is a two-element circuit from the capacitor and a resistor pa; two conclusions of the four-arm bridge circuit are connected to the differential (first) input of the null indicator, its other input, the synchronization input, is connected to the second output of the supply pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded, characterized in that an additional resistor is introduced into it and the connection of elements is changed , an additional resistor is connected to the first terminal for connecting two-terminal measuring objects, which is connected to the common output of a single resistor in the second branch of the bridge circuit and the two-terminal from the first of the second, second resistors and inductive coils, the second terminal for connecting the two-terminal measuring objects is grounded, the two-element circuit from the capacitor and resistor is transferred from the first branch of the bridge circuit to the second branch, the elements are connected to each other in parallel and this two-element circuit is connected between the free output of the additional resistor and a second terminal for connecting two-terminal measuring objects, the combination of an additional resistor, a capacitor and a two-element circuit resistor form a two-terminal object of measurement.
RU2017130228A 2017-08-27 2017-08-27 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits RU2661457C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130228A RU2661457C1 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130228A RU2661457C1 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661457C1 true RU2661457C1 (en) 2018-07-16

Family

ID=62917291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130228A RU2661457C1 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661457C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU798607A1 (en) * 1976-10-01 1981-01-23 Томский Институт Автоматизирован-Ных Систем Управления И Радио-Электроники Bridge for measuring resistance of object with polarizing processes
SU1762247A1 (en) * 1991-01-08 1992-09-15 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова Bridge for measurement of characteristics of three- element two-poles
DE10216344A1 (en) * 2002-04-13 2003-10-23 Hottinger Messtechnik Baldwin Bridge measurement circuit has an amplification device together with sample and comparison means that allow direct determination of a measurement value from a modulated measurement signal sample over a signal half period
WO2008039849A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Ladybug Technologies, Llc Self-balancing frequency determining bridge
RU2471197C2 (en) * 2011-01-18 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2525717C1 (en) * 2013-01-28 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of bipoles parameters

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU798607A1 (en) * 1976-10-01 1981-01-23 Томский Институт Автоматизирован-Ных Систем Управления И Радио-Электроники Bridge for measuring resistance of object with polarizing processes
SU1762247A1 (en) * 1991-01-08 1992-09-15 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова Bridge for measurement of characteristics of three- element two-poles
DE10216344A1 (en) * 2002-04-13 2003-10-23 Hottinger Messtechnik Baldwin Bridge measurement circuit has an amplification device together with sample and comparison means that allow direct determination of a measurement value from a modulated measurement signal sample over a signal half period
WO2008039849A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Ladybug Technologies, Llc Self-balancing frequency determining bridge
RU2471197C2 (en) * 2011-01-18 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2525717C1 (en) * 2013-01-28 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of bipoles parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2399918C1 (en) Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices
RU2499997C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2284530C1 (en) Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks
RU2661457C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2697893C2 (en) Bridge meter of bipole parameters
RU2538946C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2511673C2 (en) Bridge measuring instrument of parameters of dipoles
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2569043C2 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2523763C1 (en) N-terminal device parameter bridge meter
RU2527658C1 (en) Bridge meter of dipole parameters
RU2501025C1 (en) Bridge meter of parameters of n-element dipoles
RU2525717C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2461011C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2591877C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU62711U1 (en) BRIDGE DEVICE FOR MEASURING TWO-POLE PARAMETERS
RU2471197C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2631540C1 (en) Bridge meter of n-element two-pole parameters
RU2575794C1 (en) Two-terminal device parameter bridge meter
RU2532695C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2581776C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2499264C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2365921C1 (en) Passive impedor profile bridge
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2549567C2 (en) Bridge meter of dipole parameters

Legal Events

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

Effective date: 20190828