SU1206716A1 - Устройство дл измерени параметров пассивных нерезонансных двухэлементных двухполюсников - Google Patents

Description

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что блок введени  избыточности содержит три ключа и дополнительный образцовый двухполюсник , однородный по характеру одному из параметров исследуемого двухполюсника, причем первый вход блока введени  избыточности подключен к информационным входам первого и второго ключей, управл ющие входы которых соединены с вторым и третьим входами блока введени  из- бытвчности соответственно, четвертый и п тый входы блока введени  избыточности соединены с управл емым и информационным входами третьего ключа соответственно, выходы второго и третьего ключей соединены с первым выводом дополнительного образцового двухполюсника, второй вывод

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров двухполюсников.

Цель изобретени  - повышение точ- ности измерени  параметров комплексных двухполюсников за счет исключени  зависимости результатов измерени  от нагрузки измерительной цепи и расширение функциональных возмож- ностей за счет раздельного измерени  абсолютных значений обоих параметров двухэлементных двухполюсников.

На фиг.1 а,б,в показаны структу- ры мостовых измерительных цепей, где 1 - ток в ветви моста, содержащей исследуемый двухполюсник 6; Ij - ток в ветви моста, не содержащей исследуемый двухполюсник 6; на фиг.2 - структурна  схема устройства дл  измерени  параметров пассивны нерезонансных комплексных двухэлеменных Двухполюсников; на фиг.З - структурна  схема блока введени  избыточ- ности; на фиг.4 - структурна  схема блока коммутации; на фиг.З - структурна  схема блока управлени ; на фиг.6 - структурна  схема блока преобразовани  временных интервалов в код; на фиг.7 - структурна  схема

которого соединен с выходами первого ключа и блока введени  избыточности,

3. Устройство по П.1, отличающее с   тем, что блок коммутации содержит четыре ключа,причем первый вход блока коммутации соединен с информационными входами первого и второго ключей, второй вход - с управл емыми входами первого и четвертого ключей, а третий вход - с управл емыми входами второго и третьего ключей, выход первого ключа соединен с п тым входом блока коммутации и через третий ключ с выходом блока коммутации, четвертый вход блока коммутации соединен с выходом второго ключа и входом четвертого ключа, выход которого соединен с выходом блока коммутации.

микропроцессора; на фиг.8 - времен на  диаграмма работы блока управлени .

Устройство дл  измерени  параметров пассивных нерезонансных комплексных двухэлементных двухполюсников (фиг.2) содержит генератор 1 синусоидального напр жени  с ЭДС Е, параллельно подключенный к диагонали питани  мостовой измерительной цепи 2, одна из ветвей которой составлена из двух последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников 3 (R() и 4 (Rg) друга  состо ща  из последовательно соединенных образцового двухполюсника 5 ;(RO), исследуемого двухполюсника 6 (Zjj) и блока 7 введени  избыточности посредством блока 8 коммутации, параллельно подключена к первой ветви , блок 9 управлени , блоки 10.1 и 10.2 согласовани , один из которых через аналого-цифровой преобразователь 11 -(АЦП) , а другой через ; , блок 12 преобразовани  временных интервалов в цифровой код подключены к первому и второму входам микропроцессора 13, выход которого подключен к входу блока 14 индикации.

Блок 7 введени  избыточности (фиг.З) содержит три ключа 7-. 1-7.3

и соединенный с ними дополнительный образцо.вый двухполюсник 7.4 (Rj) однородный одному из параметров исследуемого двухполюсника 6.

Блок 8 коммутации (фиг.4) состоит из четьфех ключей 8.1-8.4.

Блок управлени  (фиг.5) содержит генератор 9.1 импульсов, соединенный параллельно с инвертором

9.2, триггером 9.3, элементом ИЛИ 9.4 Ю нератора 9.1 поступает на входы

и элементом 9.5 совпадени , инвертор 9.6 и три переключател  9.7- 9.9. . .

Блок 12 преобразовани  временных интервалов в код (фиг.б) содержит фазрвременной преобразователь 12.1, ключ 12.2, генератор 12.3 импульсов и счетчик 12Л, .

Микропроцессор 13 (фиг.7) состоит

триггера 9.3, элемента ИЛИ 9.4 и элемента 9.5 совпадени ,а с выхода инвертора 9.2 - на вторые входы элементов ИЛИ и элементов 15 совпадени . С выходов триггера 9.3, логических элементов 9.4 и элементов 9..5 совпадени , сигналы по- ступают на первые контакты переключателей 9.7-9.9, соответственно

из двух блоков 13.1 и 13.2 сопр же- 20 (Фиг.8,е-и).

ни ,генератора 13.3 тактовых импуль- Управление переключател ми осусов , двух четьфехвходовых запоминающих блоков 13.4 и 13.5 и арифметически-логического блока 13.6.

Измерительна  диагональ мостовой измерительной, цепи нагружена на комплексное входное сопротивление Z( блока IO.I (фиг.1а).

Устройство работает следующим образом.

Цикл измерени  состоит из четырех тактов, а-именно, в первых двух тактах осуществл етс  преобразование напр жени  небаланса U и его фазового сдвига У относительно

ществл етс  по команде, поступаю щей по шине управлени  микропроце сора 13. Данна  команда характери 25 ет схему.замещени  двухполюсника и может быть заложена в микропроцессор программным путем через ши задани  программ. Нахождение пере чателей 9.7-9.9 в первом положении J характеризует последователь ную схему замещени  исследуемого двухполюсника 6. Во втором положе II сигналы, поступающие на входы переключателей 9.7-9.8, помен ютс местами, а сигнал, поступающий на

30

напр жени , питани  U, до и после второй вход II переключател  9.9,

взаимной коммутации крайних зажимов верхней ветви измерительной цепи. В последующих третьем и четвертом тактах осуществл етс  аналогичное преобразование с дополнительным двухполюсником 7.4, подключенным к исследуемому двуг попюсннку 6.

По первому из четырех тактовых импульсов , вырабатываемых генератором 13.3 тактовых импульсов в мик- пропроцессоре 13 (фиг.8, a-d) по шине управлени  с выхода микропроцессора 13, поступает команда на запуск генератора 9.1 импульсов в блоке 9 управлени  (фиг.8, е), который генерирует импульсы по длительности , равные тактовым импульсам со скважностью, равной двум.

Сигналы .с выхода генератора 9.1 импульсов через инвертор 9.2 (фиг.8, f) поступают на первый управл ющий выход блока 9 управлени .

40

45

необходимо проинвертировать с вых да триггера 9.3 инвертором 9.6 (фиг.8 h дл  параллельной cxei« i замещени ).

Управл ющие сигналы третьего, четвертого, п того блока управлени  необходимы дл  управле ни  ключами 7.1-7.3 блока 7 введе ни  избыточности. Последний отклю чает .дополнительный образцовый дв полюсник 7.4 в первом и втором та тах работы и включает его в треть и четдерт.ом тактах работы.

Из временной диаграммы (например , дл  последовательной схемы з мещени  двухполюсника) видно (фиг.8,е -п), что в первом и втор тактах сигнал с третьего выхода блока 9 управлени  (фиг.8,е ) за- 55 мыкает контакты ключа 7., сигнал с четвертого выхода замыкает ключ 7.2 (фиг.8,т) в течение всего цик ла работы, а сигнал с п того выход

50

а с генератора 9.1 - на второй управл ющий выход.

Управл ющие противофазные сигналы управл ют работой блока 8 комму- тации, предназначенного дл  взаимной коммутации крайних зажимов верхней ветви, содержащей исследуемый двухполюсник 6.

Одновременна сигнал с выхода генератора 9.1 поступает на входы

триггера 9.3, элемента ИЛИ 9.4 и элемента 9.5 совпадени ,а с выхода инвертора 9.2 - на вторые входы элементов ИЛИ и элементов совпадени . С выходов триггера 9.3, логических элементов 9.4 и элементов 9..5 совпадени , сигналы по- ступают на первые контакты переключателей 9.7-9.9, соответственно

ществл етс  по команде, поступаю щей по шине управлени  микропроцессора 13. Данна  команда характериз - ет схему.замещени  двухполюсника и может быть заложена в микропроцессор программным путем через шину задани  программ. Нахождение переключателей 9.7-9.9 в первом положении J характеризует последовательную схему замещени  исследуемого / двухполюсника 6. Во втором положении II сигналы, поступающие на входы переключателей 9.7-9.8, помен ютс  местами, а сигнал, поступающий на

второй вход II переключател  9.9,

второй вход II переключател  9.9,

необходимо проинвертировать с выхода триггера 9.3 инвертором 9.6 (фиг.8 h дл  параллельной cxei« i замещени ).

Управл ющие сигналы третьего, четвертого, п того блока 9 управлени  необходимы дл  управлени  ключами 7.1-7.3 блока 7 введени  избыточности. Последний отключает .дополнительный образцовый двухполюсник 7.4 в первом и втором тактах работы и включает его в третьем и четдерт.ом тактах работы.

Из временной диаграммы (например , дл  последовательной схемы замещени  двухполюсника) видно (фиг.8,е -п), что в первом и втором тактах сигнал с третьего выхода блока 9 управлени  (фиг.8,е ) за- мыкает контакты ключа 7., сигнал с четвертого выхода замыкает ключ 7.2 (фиг.8,т) в течение всего цикла работы, а сигнал с п того выхода

блока 9 управлени  (фиг.8,1) размыкает ключ 7.3 в течение всего цикла работы. Это означает, что в : первом и втором тактах работы дополнительный образцовый двухполюс- i 5 ник 7.4 отключен, а в -третьем и четвертом тактах работы подключаетс  через ключ 7.2 последовательно с исследуемым двухполюсником 6.

При параллельной схеме замещени  ю работа блока 7 введени  избыточности отличаетс  тем, что дополнительный двухполюсник 7.4 в третьем и четвертом тактах включаетс  параллельо исследуемому 6. Блок 8 ком- 15 мутации по управл ющим сигналам в первом и третьем тактах соедин ет информационный зажим а с о( , а b с Ь , а во втором.и четвертом тактах q с Ь и Ъ с ск , т.е. клю- 20 чи 8.2 и 8.3 в первом такте включены , а ключи 8.1-8.4 отключены, а во втором такт.е работы наоборот. В третьем и четвертом тактах процесс переключени  повтор етс  (фиг.8, ).25

Таким образом, ключи 8.1-8.4 8.2-8.3 работайт в прртивофазе.

Напр жение небаланса ,снимаемое с измерительной диагонали моста при отключенном дополнительном двух- зо полюснике 7.4 в первом такте, через лок 10.1 согласовани  поступает одновременно на вход аналого-цифрового преобразовател  11 и на один з входов блока 12 преобразовани  вре-) менных интервалов в код, на второй вход которого подаетс  часть напр ени  питани  через блок 10.2 согасовани . Аналого-цифровой преобра- 11 и блок 12 преобразуют

поступающие на их входы сигналы в код.

Блок 12 (фиг.6) формирует с помощью фазовременного преобразовател 

12.1временной интервал в виде длительности импульса, пропорциональны фазовому сдвигу-Oej относительно . Uq,. Данный сигнал открывает ключ

12.2и передним фронтом запускает генератор 12.3 импульсов высокой частоты, который за врем  открыти  ключа заносит импульсы в счетчик 12.4. Число импульсов, записанное

в счетчик, пропорционально длительности сформированного импульса. Коды чисел с входов АЦП 11 и блока 1 2, пропорциональные I и р j I и , через блоки 13.1 и 13.2 сопр жени , поступают в первые  чейки пам ти че тырехвходовьпс запоминающих блоков 13.4 и 13.5, которые работают синхронно с генератором 13.3 тактовых импульсов. С выходов запоминак цих блоков сигналы поступают на соответствующие входы арифметически-логического блока 13.6, который осуществл ет вычислени  по программе, заложенной через шину задани  программ.,

Во втором такте снимаютс  те же сигналы с измерительной цепи при взаимном переключении зажимов верхней ветви. В третьем и четвертом тактах измерени  с измерительной цепи снимаютс  отмеченные сигналы при йодключении дополнительного образцового двухполюсника 7.4. Ин- формаш   о параметрах исследуемого двухполюсника индицируетс  на блоке . 14 индикации.

if

-±

,.Z

7-2

7-4

6

. 3

.

Claims (3)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ДВУХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащее неуравновешенную мостовую измерительную цепь, первая ветвь которой, состоящая из последовательно соединенных образцовых однородных двухполюсников, подключена , к вершинам диагонали питания, соединенным с выходом генератора синусоидального напряжения, а вторая ветвь состоит из образцового двухполюсника и клемм для подключения объекта измерения, при этом одна из них соединена с первым выводом образцового двухполюсника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей,

в него введены блок введения избыточности, блок коммутации, блок управления, два блока согласования, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования временных интервалов в код, микропроцессор, блок индикации, причем вторая клемма для подключения объекта измерения соединена с первым входом блока введения избыточности, диагональ питания мостовой измерительной цепи подключена параллельно первому входу и первому выходу блока коммутации соответственно, второй и третий входы которого подсоединены к первому и второму выходам· блока управления, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока введения избыточности, пятый вход которого подключен к первой вершине измерительной диагонали мостовой измерительной цепи и входу первого блока согласования, выход которого соединен с первым входом аналогоцифрового преобразователя и первым входом блока преобразования временных интервалов в код, выходы которых подключены к первому и второму входам микропроцессора соответственно, управляемый вход которого подсоединен к шине задания программ, первый и второй выходы микропроцессора соединены с входами блока управления и блока индикации соответственно, вторая вершина измерительной диагонали мостовой измерительной цепи подсоединена к общей шине, второй вывод образцового двухполюсника второй'ветви соединен с четвертым входом блока коммутации, пятый вход которого соединен с выходом блока введения избыточности, одна из вершин диагонали питания соединена с входом второго блока согласования, выход которого соединен с вторым входом блока преобразования временных интервалов в код.

$Ц 1206716

2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что блок введения избыточности содержит три ключа и дополнительный образцовый двухполюсник, однородный по характеру одному из параметров исследуемого двухполюсника, причем первый вход блока введения избыточности подключен к информационным входам первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с вторым и третьим входами блока введения избытечности соответственно, четвертый и пятый входы блока введения избыточности соединены с управляемым и информационным входами третьего ключа соответственно, выходы второго и третьего ключей соединены с первым выводом дополнительного образцового двухполюсника, второй вывод

1206716

которого соединен с выходами первого ключа и блока введения избыточности.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит четыре ключа,причем первый вход блока коммутации соединен с информационными входами первого и второго ключей, второй вход - с управляемыми входами первого и четвертого ключейа третий вход с управляемыми входами второго и третьего ключей, выход первого ключа ¹ соединен с пятым входом блока коммутации и через третий ключ с выходом блока коммутации, четвертый вход блока коммутации соединен с выходом второго ключа и входом четвертого ключа, выход которого соединен с выходом блока коммутации.

1