RU2670811C1 - Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit - Google Patents

Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit Download PDF

Info

Publication number
RU2670811C1
RU2670811C1 RU2017130227A RU2017130227A RU2670811C1 RU 2670811 C1 RU2670811 C1 RU 2670811C1 RU 2017130227 A RU2017130227 A RU 2017130227A RU 2017130227 A RU2017130227 A RU 2017130227A RU 2670811 C1 RU2670811 C1 RU 2670811C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
output
branch
extension
terminal
Prior art date
Application number
RU2017130227A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2670811C9 (en
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 RU2017130227A priority Critical patent/RU2670811C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2670811C1 publication Critical patent/RU2670811C1/en
Publication of RU2670811C9 publication Critical patent/RU2670811C9/en

Links

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)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: test and measurement equipment.SUBSTANCE: invention relates to instrumentation, automation and industrial electronics. In particular, it allows to determine the parameters of multi-element two-ports, sensor parameters with a multi-element substitution circuit or parameters of several parametric sensors. Object parameters meter based on the multi-branch bridge circuit contains a series-connected pulse generator with a voltage change according to the law of step functions, a bridge electrical circuit and a null indicator. New is the fact that it introduces an additional resistor, a chain of build-up, and defines these chain build-up: the type of elements in them, the number of elements of each type, their inclusion among themselves and the connection of the subsequent chain of build-up to the previous one, and finally, the number of buildup circuits is determined, an additional resistor is connected between the common terminal of the third resistor of the second branch of the bridge circuit and the inductive coil and the common terminal of the first (signal) output of the pulse generator, a single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, three elements from the bridge circuit available in the second branch, a third resistor, an inductive coil and an additional resistor (two resistors and one inductive coil), form a chain of build-up with the given connection of the elements to each other, the input of each chain of expansion is the free output of the resistor corresponding to the third resistor in the allocated first chain of build-up, the output of each build chain forms a common output of the existing three elements, which corresponds, in particular, to the common conclusion in the allocated first extension circuit of the third resistor, inductive coil and additional resistor, the input of the subsequent chain of build-up is connected to the output of the previous such circuit, in each extension chain the free terminal of the available inductive coil is grounded, and the free terminal of the resistor corresponding to the additional resistor in the allocated first extension circuit is connected to the common terminal of the first (signal) output of the pulse generator, a single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, the reduced second extension circuit includes a first resistor connected to the output of the first extension circuit, and a series-connected second resistor and inductive coil, a second terminal of the first resistor is connected to the common terminal of the latter, the free output of the second resistor is connected to the first (signal) output of the pulse generator, and the free terminal of the inductive coil is grounded, the total number of buildup circuits is n-1.EFFECT: possibility of separately balancing the bridge circuit in several parameters only with adjustable resistors.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, оно позволяет определять параметры многоэлементных двухполюсников, параметры датчиков с многоэлементной схемой замещения или параметры нескольких параметрических датчиков.The invention relates to instrumentation, automation and electronics. In particular, it allows one to determine the parameters of multi-element two-terminal networks, sensor parameters with a multi-element equivalent circuit, or parameters of several parametric sensors.

Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [Передельский Г.И. А.С. 1147986 G01R 17/10, 1985, № 12], содержащий последовательно соединённые генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal [Peredelsky G.I. A.S. 1147986 G01R 17/10, 1985, No. 12], containing a series-connected pulse generator with a voltage change during their duration according to the law of the steppe functions, a bridge electric circuit and a null indicator.

Недостатком его является отсутствие возможности уравновешивать мостовую цепь только образцовыми регулируемыми резисторами. Образцовые регулируемые резисторы в изготовлении являются более технологичными, простыми и недорогими по сравнению с изготовлением образцовых регулируемых конденсаторов и образцовых регулируемых индуктивных катушек. У них выше класс точности, меньше габаритные размеры и вес. На них меньшее влияние оказывают электрические и магнитные поля, а также атмосферные условия. При прочих равных условиях предпочтение отдаётся мостовым цепям с наибольшим числом резисторов в качестве регулируемых уравновешивающих элементов, и лучшим вариантом здесь является уравновешивание мостовых цепей только резистивными уравновешивающими элементами.The disadvantage of it is the inability to balance the bridge circuit only exemplary adjustable resistors. Exemplary adjustable resistors in the manufacture are more technological, simple and inexpensive compared to the manufacture of exemplary adjustable capacitors and exemplary adjustable inductive coils. They have a higher accuracy class, smaller dimensions and weight. They are less affected by electric and magnetic fields, as well as atmospheric conditions. With other things being equal, preference is given to bridge circuits with the largest number of resistors as adjustable balancing elements, and the best option here is to balance bridge circuits only with resistive balancing elements.

Известен электрический мост [Передельский Г.И. А.С. 998967 G01R 17/10, 1983, № 7], содержащий последовательно соединённые генератор импульсов трапецеидальной формы, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.Known electric bridge [Peredelsky G.I. A.S. 998967 G01R 17/10, 1983, No. 7], containing a series-connected trapezoidal pulse generator, a bridge electrical circuit and a zero-indicator.

Недостатком его является отсутствие раздельного уравновешивания по двум из четырёх измеряемых параметров.Its disadvantage is the lack of separate balancing in two of the four measured parameters.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа электрический мост [Передельский Г.И. Мостовые цепи с импульсным питанием. М.: Энергоатоммиздат, 1988, стр. 51, мост 48], содержащий питающий генератор, мостовую электрическую цепь и индикатор нуля.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is selected as a prototype electric bridge [Peredelsky G.I. Bridge circuits with pulse power. M .: Energoatommizdat, 1988, p. 51, bridge 48], which contains a power generator, an electric bridge circuit and a zero indicator.

Недостатком его является отсутствие возможности раздельно уравновешивать мостовую цепь только регулируемыми резисторами.The disadvantage of it is the inability to separately balance the bridge circuit only adjustable resistors.

Это достигается тем, что измеритель параметров объектов на основе многоветвийной мостовой цепи, содержащий генератор последовательностей питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степных функций

Figure 00000001
Figure 00000002
 …,
Figure 00000003
(где
Figure 00000004
 …,
Figure 00000005
 − постоянные коэффициенты, t − время, n − число параметров в объекте измерения), из коммутатора, входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход подключен к усилителю мощности, выход которого образует первый (сигнальный) выход генератора импульсов, из блока синхронизации, выход которого соединён со входами синхронизации каждого формирователя импульсов, а также его выход образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина генератора заземлена; мостовую электрическую цепь, первая ветвь которой состоит из последовательно соединённых одиночного резистора и двух клемм для подключения двухполюсника объекта измерения, свободный вывод одиночного резистора подключен к первому (сигнальному) выходу генератора импульсов, общий вывод одиночного резистора и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения образует первый вывод выхода мостовой цепи, вторая клемма заземлена, двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединённых первого резистора и первой индуктивной катушки, параллельно последней подключена цепь из последовательно соединённых второго резистора и второй индуктивной катушки, свободный вывод первого резистора соединён с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, а общий вывод первой и второй индуктивных катушек − со второй клеммой, вторая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединённых первого и второго резисторов, свободный вывод первого из них соединён с общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов и одиночного резистора первой ветви мостовой цепи, общий вывод первого и второго резисторов образует второй вывод выхода мостовой цепи, а свободный вывод второго резистора заземлён, параллельно последнему резистору включены последовательно соединённые третий резистор и индуктивная катушка; нуль-индикатор, два вывода первого (дифференциального) входа которого соединены с двумя выводами входа мостовой цепи, второй вход нуль-индикатора (вход синхронизации) соединён со вторым выходом (выходом синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены дополнительный резистор, цепи наращивания и определены эти цепи наращивания: тип элементов в них, количество элементов каждого типа, включение их между собой и подключение последующей цепи наращивания к предыдущей и, наконец, определено количество цепей наращивания, дополнительный резистор включен между общим выводом третьего резистора второй ветви мостовой цепи и индуктивной катушки и общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов, одиночного резистора первой ветви мостовой цепи и первого резистора второй ветви, три элемента из имеющихся во второй ветви мостовой цепи, третий резистор, индуктивная катушка и дополнительный резистор (два резистора и одна индуктивная катушка), образуют цепь наращивания с приведённым соединением элементов между собой, входом каждой цепи наращивания является свободный вывод резистора, соответствующего третьему резистору в выделенной первой цепи наращивания, выход каждой цепи наращивания образует общий вывод имеющихся трёх элементов, что соответствует, в частности, общему выводу в выделенной первой цепи наращивания третьего резистора, индуктивной катушки и дополнительного резистора, вход последующей цепи наращивания соединяется с выходом предыдущей такой цепи, в каждой цепи наращивания свободный вывод имеющейся индуктивной катушки заземлён, а свободный вывод резистора, соответствующего дополнительному резистору в выделенной первой цепи наращивания, соединён с общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов, одиночного резистора первой ветви мостовой цепи и первого резистора второй ветви, приведённая вторая цепь наращивания включает в себя первый резистор, подключённый к выходу первой цепи наращивания, и последовательно соединённые второй резистор и индуктивную катушку, к общему выводу последних подключен второй вывод первого резистора, свободный вывод второго резистора соединён с первым (сигнальным) выходом генератора импульсов, а свободный вывод индуктивной катушки заземлен, общее количество цепей наращивания равно n-1.This is achieved by the fact that a parameter meter of objects based on a multi-branch bridge circuit containing a generator of supply pulses, which consists of pulse shapers with a voltage change during their duration according to the law of steppe functions
Figure 00000001
Figure 00000002
 ...,
Figure 00000003
 (Where
Figure 00000004
 ...,
Figure 00000005
 - constant coefficients, t - time, n - the number of parameters in the measurement object), from the switch, the inputs of which are connected to the outputs of the pulse formers, and the output is connected to the power amplifier, the output of which forms the first (signal) output of the pulse generator, from the synchronization unit, the output of which is connected to the synchronization inputs of each pulse shaper, and its output forms the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the generator is grounded; a bridge circuit, the first branch of which consists of a series-connected single resistor and two terminals for connecting a two-terminal measuring object, the free output of a single resistor is connected to the first (signal) output of the pulse generator, the common terminal of a single resistor and the first terminal for connecting the two-terminal of the measuring object form the first the output of the bridge circuit output, the second terminal is grounded, the two-terminal of the measurement object, in particular, consists of the first resistively connected in series ora and the first inductive coil, parallel to the latter, a circuit of a second resistor and a second inductive coil connected in series, the free output of the first resistor is connected to the first terminal for connecting a two-pole measuring object, and the common output of the first and second inductive coils - to the second terminal, the second branch bridge The circuit consists of series-connected first and second resistors, the free terminal of the first one is connected to the common terminal of the first (signal) output of the pulse generator and one Night first branch resistor bridge circuit, the common terminal of the first and second resistors forms a second output circuit outputs the roadway, and the free terminal of the second resistor is grounded, parallel to the last resistor in series connected by a third resistor and the inductor; zero indicator, the two outputs of the first (differential) input of which are connected to two terminals of the bridge circuit input, the second input of the zero indicator (synchronization input) is connected to the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the zero indicator is grounded, an additional resistor is added , chains of extension and these chains of extension are defined: the type of elements in them, the number of elements of each type, their inclusion among themselves and the connection of the subsequent chain of extension to the previous one and, finally, the number of chains on The additional resistor is connected between the common output of the third resistor of the second branch of the bridge circuit and the inductive coil and the common output of the first (signal) output of the pulse generator, a single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, three elements available in the second branch of the bridge circuit, the third resistor, an inductive coil and an additional resistor (two resistors and one inductive coil), form a chain of extension with the given connection of the elements together, the input of each circuit on Raschivaniya is the free output of a resistor corresponding to the third resistor in the selected first chain of extension, the output of each chain of extension forms the common conclusion of the existing three elements, which corresponds, in particular, to the common conclusion in the selected first chain of extension of the third resistor, inductive coil and additional resistor, followed by the extension circuit is connected to the output of the previous such circuit, in each extension circuit the free output of the existing inductive coil is grounded, and the free output resistor corresponding to the additional resistor in the selected first chain of extension, connected to the common output of the first (signal) output of the pulse generator, a single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, the reduced second chain of extension includes the first resistor connected to the output of the first extension chain and a second resistor and an inductive coil connected in series, the second terminal of the first resistor is connected to the common terminal of the latter, the free terminal of the second resistor is connected first (signal) output of the pulse generator, and the free output inductive coils is grounded, the total amount of chain extension is equal to n-1.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1).The invention is illustrated in the drawing (figure 1).

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников содержит генератор 1 последовательностей питающих импульсов, который включает в себя формирователи импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степных функций: формирователь 2 прямоугольных импульсов

Figure 00000001
формирователь 3 импульсов линейно изменяющегося напряжения
Figure 00000006
 формирователь 4 квадратичных импульсов
Figure 00000007
 и т.д. до
Figure 00000008
 где
Figure 00000004
 …,
Figure 00000005
 − постоянные коэффициенты, t − время, n − число параметров в двухполюснике объекта измерения. Выход каждого формирователя соединён с соответствующим входом коммутатора 5, выход которого подключен ко входу усилителя 6 мощности. Выход последнего образует первый (сигнальный) выход генератора 1 импульсов. Также в этот генератор входит каскад 7 синхронизации, выход которого соединен со входами (входами синхронизации) каждого формирователя импульсов, а также образует второй выход (выход синхронизации) генератора 1 импульсов. Общая шина этого генератора заземлена.The bridge meter for the parameters of n-element two-terminal networks contains a generator of 1 supply pulse sequences, which includes pulse shapers with voltage changes during their duration according to the law of steppe functions: shaper 2 rectangular pulses
Figure 00000001
 driver of 3 pulses of linearly varying voltage
Figure 00000006
 shaper 4 quadratic pulses
Figure 00000007
 etc. before
Figure 00000008
 Where
Figure 00000004
 ...,
Figure 00000005
 - constant coefficients, t - time, n - the number of parameters in the two-terminal object of measurement. The output of each driver is connected to the corresponding input of the switch 5, the output of which is connected to the input of the amplifier 6 power. The output of the latter forms the first (signal) output of the generator 1 pulses. Also, this generator includes a synchronization stage 7, the output of which is connected to the inputs (synchronization inputs) of each pulse shaper, and also forms the second output (synchronization output) of the pulse generator 1. The common bus of this generator is grounded.

Первая ветвь мостовой цепи включает в себя последовательно соединённые одиночный резистор 8 и две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения. Свободный вывод одиночного резистора 8 соединён с первым (сигнальным) выходом генератора 1 импульсов. Общий вывод этого резистора и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения образует первый вывод выхода мостовой цепи, вторая клемма заземлена. Двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединённых первого резистора 9 и первой индуктивной катушки 10. Параллельно последней включены последовательно соединённые второй резистор 11 и вторая индуктивная катушка 12. Свободный вывод резистора 9 подключен к первой клемме для подключения двухполюсника объекта измерения, а общий вывод индуктивных катушек 10 и 12 − ко второй клемме.The first branch of the bridge circuit includes a series-connected single resistor 8 and two terminals for connecting a two-terminal measuring object. The free output of a single resistor 8 is connected to the first (signal) output of the pulse generator 1. The common terminal of this resistor and the first terminal for connecting a two-pole measuring object forms the first terminal output of the bridge circuit, the second terminal is grounded. The two-terminal of the measurement object, in particular, consists of the first resistor 9 and the first inductive coil 10 connected in series. In parallel, the second resistor 11 and the second inductive coil 12 are connected in series. The free output of the resistor 9 is connected to the first terminal for connecting the two-pole measurement object, and the common output inductive coils 10 and 12 - to the second terminal.

Вторая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединённых резистора 13 и резистора 14. Свободный вывод резистора 13 соединен с первым (сигнальным) выходом генератора 1 импульсов, а свободный вывод резистора 14 заземлён. Общий вывод последних двух резисторов образует второй вывод выхода мостовой цепи.The second branch of the bridge circuit consists of a series-connected resistor 13 and resistor 14. The free output of resistor 13 is connected to the first (signal) output of the pulse generator 1, and the free output of resistor 14 is grounded. The overall output of the last two resistors forms the second output of the bridge circuit.

Параллельно резистору 14 включены последовательно соединённые резистор 15 и индуктивная катушка 16. Резистор 17 включен между общим выводом резистора 15 и индуктивной катушки 16 и первым (сигнальным) выходом генератора 1 импульсов. Последовательно соединённые индуктивная катушка 16 и резистор 17 образуют третью ветвь мостовой цепи. Четвёртую ветвь её образуют последовательно соединённые резистор 18 и индуктивная катушка 19. Резистор 20 включен между общим выводом элементов 15, 16 и 17 и общим выводом элементов 18 и 19. Резистор 15 является элементом связи между второй ветвью на элементах 13 и 14 и третьей ветвью на элементах 16 и 17. Резистор 20 тоже является элементом связи между третьей (16, 17) и четвёртой (18, 19) ветвями мостовой цепи. Элемент связи 15 и третья ветвь (16, 17) образуют первую цепь наращивания. На фиг. 1 она выделена пунктирными линиями. Элемент связи 20 совместно с четвёртой ветвью (18, 19) являются второй цепью наращивания, которая на фиг. 1 тоже выделена пунктирными линиями. Вход каждой цепи наращивания относительно «земли» образует свободный вывод резистора связи. Выход каждой цепи наращивания относительно «земли» образует общий вывод всех трёх имеющихся в них элементов. Например, в первой такой ветви это общий вывод резистора 15, индуктивной катушки 16 и резистора 17. Вход каждой последующей цепи наращивания соединяется с выходом предыдущей такой цепи. Исходная (классическая) мостовая электрическая цепь содержит четыре плеча и две ветви. Известные мосты, имеющие более четырёх плеч, относятся к многоплечим мостовым электрическим цепям. Аналогично мосты, содержащие более двух ветвей, являются многоветвийными мостовыми цепями. В рассматриваемом измерителе имеется многоветвийная мостовая электрическая цепь.Parallel to the resistor 14 are connected in series the resistor 15 and the inductive coil 16. The resistor 17 is connected between the common terminal of the resistor 15 and the inductive coil 16 and the first (signal) output of the pulse generator 1. Series-connected inductive coil 16 and resistor 17 form the third branch of the bridge circuit. The fourth branch is formed by series-connected resistor 18 and inductive coil 19. Resistor 20 is connected between the common terminal of elements 15, 16 and 17 and the common terminal of elements 18 and 19. Resistor 15 is the coupling element between the second branch on elements 13 and 14 and the third branch on elements 16 and 17. Resistor 20 is also an element of communication between the third (16, 17) and fourth (18, 19) branches of the bridge circuit. The coupling element 15 and the third branch (16, 17) form the first chain of extension. FIG. 1, it is highlighted by dashed lines. The coupling element 20 together with the fourth branch (18, 19) is the second chain of extension, which in FIG. 1 is also highlighted by dashed lines. The input of each chain of extension relative to the "ground" forms a free output of a coupling resistor. The output of each chain of extension relative to the “ground” forms the general conclusion of all three elements contained in them. For example, in the first such branch, this is the common output of resistor 15, inductive coil 16 and resistor 17. The input of each subsequent extension circuit is connected to the output of the previous such circuit. The original (classical) electric bridge circuit contains four shoulders and two branches. Famous bridges that have more than four shoulders, are multi-shouldered bridge circuits. Similarly, bridges containing more than two branches are multi-branch bridge chains. In the meter under consideration, there is a multi-branch electric circuit.

Два вывода выхода мостовой цепи подключаются к первому (дифференциальному) входу нуль-индикатора 21. Общая шина его заземлена. Второй вход (вход относительно «земли») нуль-индикатора соединён со вторым выходом (выходом синхронизации) генератора 1 импульсов.Two outputs of the bridge circuit output are connected to the first (differential) input of the null indicator 21. Its common bus is grounded. The second input (input relative to the “ground”) of the null indicator is connected to the second output (synchronization output) of the pulse generator 1.

Перед началом работы реактивные элемента мостовой цепи свободны от запасов электрической энергии. Входное и выходное напряжения моста равны нулю.Before work, the reactive elements of the bridge circuit are free from stocks of electrical energy. The input and output voltages of the bridge are zero.

Измеритель параметров объектов на основе многоветвийной мостовой цепи работает следующим образом.Measuring parameters of objects on the basis of a multi-chain bridge circuit works as follows.

Вначале посредством коммутатора 5 на мостовую цепь подается последовательность импульсов прямоугольной формы. При воздействии на мост очередного прямоугольного импульса после окончания переходного процесса выходное напряжение мостовой цепи зависит от значений сопротивлений резисторов 8, 9, 13, 14 и 15. В интервале времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса импульсное напряжение на дифференцальном входе нуль-индикатора 21, в качестве которого может использоваться осциллограф, имеет плоскую вершину. Однократной регулировкой значения сопротивления уравновешивающего резистора 14 значение напряжения этой плоской вершины приводят к нулю. В результате выполняется первое условие равновесияFirst, through the switch 5 to the bridge circuit is fed a sequence of pulses of rectangular shape. When a next rectangular pulse is applied to the bridge after the end of the transition process, the output voltage of the bridge circuit depends on the resistance values of the resistors 8, 9, 13, 14 and 15. In the time interval from the end of the transition process to the end of the pulse, the pulse voltage at the differential input of the zero indicator 21 , which can be used as an oscilloscope, has a flat top. A single adjustment of the value of the resistance of the balancing resistor 14 to the value of the voltage of this flat top leads to zero. As a result, the first equilibrium condition is satisfied.

Figure 00000009
(1)
Figure 00000009
 (one)

где

Figure 00000010
и
Figure 00000011
 - сопротивления резисторов 8, 9, 13, 14 и 15 соответственно.Where
Figure 00000010
 and
Figure 00000011
 - Resistors 8, 9, 13, 14 and 15, respectively.

Полярность импульсного дифференциального напряжения на первом входе нуль-индикатора 21 определяет направление регулирования уравновешивающего резистора 14: в сторону увеличения значения сопротивления или в сторону его уменьшения. Сигнал синхронизации со второго выхода генератора 1 импульсов на второй вход нуль-индикатора 21 здесь и в дальнейшем обеспечивает устойчивые показания нуль-индикатора.The polarity of the pulse differential voltage at the first input of the null indicator 21 determines the direction of regulation of the balancing resistor 14: upwards or downwards. The synchronization signal from the second output of the generator 1 pulses to the second input of the null indicator 21 here and further provides stable readings of the null indicator.

Посредством коммутатора 5 подключают к усилителю 6 мощности формирователь 3 импульсов линейно изменяющегося напряжения, и эти импульсы имеются теперь на первом (сигнальном) выходе генератора 1 импульсов. При воздействии очередного такого импульса после окончания переходного процесса импульсное напряжение на дифференциальном входе нуль-индикатора 21 имеет плоскую вершину. Однократной регулировкой значения сопротивления уравновешивающего резистора 17 значение напряжения плоской вершины приводится к нулю и выполняется второе условие равновесияThrough the switch 5 is connected to the amplifier 6, the power driver 3 pulses of linearly varying voltage, and these pulses are now on the first (signal) output of the generator 1 pulses. When exposed to the next such pulse after the end of the transition process, the pulse voltage at the differential input of the null indicator 21 has a flat top. By a single adjustment of the resistance value of the balancing resistor 17, the value of the flat top voltage is reduced to zero and the second equilibrium condition is satisfied

Figure 00000012
(2)
Figure 00000012
 (2)

где

Figure 00000013
− сопротивление резистора 17,
Figure 00000014
 и
Figure 00000015
− индуктивности индуктивных катушек 10 и 16 соответственно. Как и ранее, полярность импульсного напряжения на дифференциальном (первом) входе нуль-индикатора 21 определяет направление регулирования значения сопротивления уравновешивающего резистора 17. Регулирование его не нарушает выполнение первого условия равновесия (1), т.к. это сопротивление в него не входит.Where
Figure 00000013
 - resistance of resistor 17,
Figure 00000014
 and
Figure 00000015
 - inductance of inductive coils 10 and 16, respectively. As before, the polarity of the pulse voltage at the differential (first) input of the null indicator 21 determines the direction of the regulation of the resistance value of the balancing resistor 17. Its regulation does not violate the fulfillment of the first equilibrium condition (1), since this resistance does not enter it.

Для примера приведены и описаны два этапа уравновешивания мостовой цепи. Последующие этапы уравновешивания являются аналогичными. На каждом из них используется очередная (последующая) форма импульсов генератора 1, приводится к нулю после окончания переходного процесса напряжение плоской вершины импульса с выхода мостовой цепи регулировкой значения сопротивлений, аналогичных вышеназванным уравновешивающим резисторам, а именно тех, которые на предыдущих этапах уравновешивания не входили в предыдущие условия равновесия, чтобы при регулировании не нарушать выполнение этих предыдущих условий равновесия.For example, two stages of balancing a bridge circuit are described and described. The subsequent stages of balancing are similar. Each of them uses the next (subsequent) pulse generator 1, leads to zero after the end of the transient process the voltage of the flat top of the pulse from the output of the bridge circuit by adjusting the resistance values similar to the above-mentioned balancing resistors, namely those that were not included in the previous balancing steps previous equilibrium conditions in order not to disturb the fulfillment of these previous equilibrium conditions during regulation.

Отсчёт искомых параметров двухполюсника объекта измерения берётся из условий равновесия. По существу, n параметров находятся из n уравнений (условий равновесия).The reading of the desired parameters of the two-terminal object of measurement is taken from the equilibrium conditions. Essentially, n parameters are found from n equations (equilibrium conditions).

Таким образом, в измерителе параметров объектов на основе многоветвийной мостовой цепи имеется раздельное уравновешивание при однократных регулировках значений сопротивлений только образцовыми резисторами.Thus, in the parameter meter of objects based on the multi-branch bridge circuit there is a separate balancing with one-time adjustments of the resistance values only with exemplary resistors.

Claims (1)

Измеритель параметров объектов на основе многоветвийной мостовой цепи, содержащий генератор последовательностей питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степных функций
Figure 00000016
Figure 00000017
 …,
Figure 00000018
(где
Figure 00000019
 …,
Figure 00000020
− постоянные коэффициенты, t − время, n − число параметров в объекте измерения), из коммутатора, входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выход подключен к усилителю мощности, выход которого образует первый (сигнальный) выход генератора импульсов, из блока синхронизации, выход которого соединён с входами синхронизации каждого формирователя импульсов, а также его выход образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина генератора заземлена, мостовую электрическую цепь, первая ветвь которой состоит из последовательно соединённых одиночного резистора и двух клемм для подключения двухполюсника объекта измерения, свободный вывод одиночного резистора подключен к первому (сигнальному) выходу генератора импульсов, общий вывод одиночного резистора и первой клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения образует первый вывод выхода мостовой цепи, вторая клемма заземлена, двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из последовательно соединённых первого резистора и первой индуктивной катушки, параллельно последней подключена цепь из последовательно соединённых второго резистора и второй индуктивной катушки, свободный вывод первого резистора соединён с первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, а общий вывод первой и второй индуктивных катушек − со второй клеммой, вторая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединённых первого и второго резисторов, свободный вывод первого из них соединён с общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов и одиночного резистора первой ветви мостовой цепи, общий вывод первого и второго резисторов образует второй вывод выхода мостовой цепи, а свободный вывод второго резистора заземлён, параллельно последнему резистору включены последовательно соединённые третий резистор и индуктивная катушка; нуль-индикатор, два вывода первого (дифференциального) входа которого соединены с двумя выводами входа мостовой цепи, второй вход нуль-индикатора (вход синхронизации) соединён со вторым выходом (выходом синхронизации) генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, отличающийся тем, что в него введены дополнительный резистор, цепи наращивания и определены эти цепи наращивания: тип элементов в них, количество элементов каждого типа, включение их между собой и подключение последующей цепи наращивания к предыдущей и, наконец, определено количество цепей наращивания, дополнительный резистор включен между общим выводом третьего резистора второй ветви мостовой цепи и индуктивной катушки и общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов, одиночного резистора первой ветви мостовой цепи и первого резистора второй ветви, три элемента из имеющихся во второй ветви мостовой цепи, третий резистор, индуктивная катушка и дополнительный резистор (два резистора и одна индуктивная катушка), образуют цепь наращивания с приведённым соединением элементов между собой, входом каждой цепи наращивания является свободный вывод резистора, соответствующего третьему резистору в выделенной первой цепи наращивания, выход каждой цепи наращивания образует общий вывод имеющихся трёх элементов, что соответствует, в частности, общему выводу в выделенной первой цепи наращивания третьего резистора, индуктивной катушки и дополнительного резистора, вход последующей цепи наращивания соединяется с выходом предыдущей такой цепи, в каждой цепи наращивания свободный вывод имеющейся индуктивной катушки заземлён, а свободный вывод резистора, соответствующего дополнительному резистору в выделенной первой цепи наращивания, соединён с общим выводом первого (сигнального) выхода генератора импульсов, одиночного резистора первой ветви мостовой цепи и первого резистора второй ветви, приведённая вторая цепь наращивания включает в себя первый резистор, подключённый к выходу первой цепи наращивания, и последовательно соединённые второй резистор и индуктивную катушку, к общему выводу последних подключен второй вывод первого резистора, свободный вывод второго резистора соединён с первым (сигнальным) выходом генератора импульсов, а свободный вывод индуктивной катушки заземлен, общее количество цепей наращивания равно n-1.Measuring the parameters of objects on the basis of a multi-branch bridge circuit containing a generator of supply pulses, which consists of pulse shapers with a voltage change during their duration according to the law of steppe functions
Figure 00000016
Figure 00000017
 ...,
Figure 00000018
 (Where
Figure 00000019
 ...,
Figure 00000020
 - constant coefficients, t - time, n - the number of parameters in the measurement object), from the switch, the inputs of which are connected to the outputs of the pulse formers, and the output is connected to the power amplifier, the output of which forms the first (signal) output of the pulse generator, from the synchronization unit, the output of which is connected to the synchronization inputs of each pulse shaper, and its output forms the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the generator is grounded, the bridge electric circuit, the first branch of which consists of a series-connected single resistor and two terminals for connecting a two-terminal measuring object, the free output of a single resistor is connected to the first (signal) output of the pulse generator, the common output of a single resistor and the first terminal for connecting a two-pole measuring object form the first output of the bridge circuit, the second terminal grounded, the two-terminal of the measurement object, in particular, consists of a series-connected first resistor and the first inductive coil, parallel to A circuit of a second resistor and a second inductive coil connected in series is connected, the free output of the first resistor is connected to the first terminal for connecting a two-pole measuring object, and the common output of the first and second inductive coils is connected to the second terminal, the second branch of the bridge circuit consists of the first and second connected the second resistors, the free output of the first of them is connected to the common output of the first (signal) output of the pulse generator and a single resistor of the first branch of the bridge circuit, total The first output of the first and second resistors forms the second output of the bridge circuit output, and the free output of the second resistor is grounded, the series-connected third resistor and the inductive coil are connected in parallel with the last resistor; null indicator, the two outputs of the first (differential) input of which are connected to two outputs of the bridge circuit input, the second input of the null indicator (synchronization input) is connected to the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the zero indicator is grounded, that an additional resistor was added to it, extension chains and these extension chains were determined: the type of elements in them, the number of elements of each type, their inclusion among themselves and the connection of the subsequent extension chain to the previous one and, finally, op the number of extension circuits is divided, an additional resistor is connected between the common output of the third resistor of the second branch of the bridge circuit and the inductive coil and the common output of the first (signal) output of the pulse generator, the single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, three elements available in the second branch a bridge circuit, a third resistor, an inductive coil and an additional resistor (two resistors and one inductive coil), form a chain of extension with a reduced connection of elements between itself, the input of each chain of extension is the free output of a resistor corresponding to the third resistor in the selected first chain of extension, the output of each chain of extension forms the common terminal of the existing three elements, which corresponds, in particular, to the common terminal of the selected first chain of extension of the third resistor, inductive coil and an additional resistor, the input of the subsequent extension circuit is connected to the output of the previous such circuit, in each extension circuit the free output of the existing inductive coil is grounded and the free terminal of the resistor corresponding to the additional resistor in the selected first chain of extension is connected to the common terminal of the first (signal) output of the pulse generator, a single resistor of the first branch of the bridge circuit and the first resistor of the second branch, the reduced second chain of extension includes the first resistor connected to the output of the first chain of extension, and the second resistor and the inductive coil connected in series, the second terminal of the first resistor is connected to the common terminal of the latter, the free terminal the second resistor is connected to the first (signal) output of the pulse generator, and the free output of the inductive coil is grounded, the total number of extension circuits is n-1.
RU2017130227A 2017-08-27 2017-08-27 Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit RU2670811C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130227A RU2670811C9 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130227A RU2670811C9 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2670811C1 true RU2670811C1 (en) 2018-10-25
RU2670811C9 RU2670811C9 (en) 2018-11-28

Family

ID=63923452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130227A RU2670811C9 (en) 2017-08-27 2017-08-27 Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2670811C9 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3406331A (en) * 1966-03-23 1968-10-15 Rosemount Eng Co Ltd Compensating power supply circuit for non-linear resistance bridges
DD149711A1 (en) * 1980-03-28 1981-07-22 Ulrich Mueller BALANCE CIRCUIT
SU998967A1 (en) * 1979-12-17 1983-02-23 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Electric bridge
RU2390785C1 (en) * 2009-02-17 2010-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет Method of measuring parametres of multielement passive two-terminal networks and device for implementing said method
RU2461840C2 (en) * 2010-12-03 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2501025C1 (en) * 2012-05-03 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of parameters of n-element dipoles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3406331A (en) * 1966-03-23 1968-10-15 Rosemount Eng Co Ltd Compensating power supply circuit for non-linear resistance bridges
SU998967A1 (en) * 1979-12-17 1983-02-23 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Electric bridge
DD149711A1 (en) * 1980-03-28 1981-07-22 Ulrich Mueller BALANCE CIRCUIT
RU2390785C1 (en) * 2009-02-17 2010-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет Method of measuring parametres of multielement passive two-terminal networks and device for implementing said method
RU2461840C2 (en) * 2010-12-03 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2501025C1 (en) * 2012-05-03 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Bridge meter of parameters of n-element dipoles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2670811C9 (en) 2018-11-28

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
RU2461840C2 (en) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2284530C1 (en) Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks
RU2499997C2 (en) Bridge meter of parameters of dipoles
RU2670811C1 (en) Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit
RU2631540C1 (en) Bridge meter of n-element two-pole parameters
RU2501025C1 (en) Bridge meter of parameters of n-element dipoles
RU2523763C1 (en) N-terminal device parameter bridge meter
RU2376608C1 (en) Bridge metre of parametres of two-terminal devices
RU2463614C1 (en) BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS
RU2591877C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
RU2538946C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2586084C1 (en) Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage
RU2471197C2 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices
RU2692109C2 (en) Parameters bridge meter of n-element two-terminal devices
RU2537740C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2629715C1 (en) Bridge meter of two-terminal circuit parameters
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2461010C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2474828C1 (en) Bridge meter of bipoles parameters
RU2427847C1 (en) Bridge resistor gauge of three resistance transducers
RU2365921C1 (en) Passive impedor profile bridge
RU2658077C2 (en) Bridge measuring device for parameters of n-element two-terminal networks
RU2473918C1 (en) Bridge metre of dipoles parameters

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190828