SU1320762A1 - Квазиуравновешенный мост дл раздельного измерени параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элект- .роизмерительной технике. Цель изобретени  - повьшение быстродействи  измерени  и расширение диапазона измерени  за счет использовани  последовательно-параллельного алгоритма при достижении состо ни  квазиравновеси  и возможности проведени  параметров объектов, представл емых трем  схемами замещени . Цель достигаетс  тем, что в квазиуравновешенньй мост дл . раздельного измерени  параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников введены вольтметр 28, фазометр 26, переключатель 6, сумматор 25 напр жени  и управл емые делители 18-21 напр жени . 2 ил. сс (/) СО 1C О ot ю Ф«е. 7

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к измерению пассивньгх параметров слож- ных объектов, и может быть использовано дл  измерени  параметров колебательных контуров и эквивалентных электрических параметров пьезоэлектрических резонаторов.

Цель изобретени  - повьшение быстродействи  измерени  и расширение диапазона измерени  за счет использовани  последовательно-параллельного алгоритма при достижении состо ни  квазиравновеси  и возможности проведени  измерений параметров объектов , представл емых трем  схемами замещени .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - схемы исследуемых объектов.

Устройство содержит генераторы

Iи 2 синусоидальных сигналов, переключатели 3-6, усилитель 7, резистор 8, исследуемьй двухполюсник 9, состощий из резистора 10, индуктивности

IIи конденсаторов 12 и 13, дифферен цирзтощие усилители 14 и 15, интегрирующий усилитель 16, инвертирующий повторитель 17 напр жени , управл емые делители 18-21 напр жени , образцовый элемент 22 (в данном случае образцовый конденсатор), сумматоры 23-25 напр жени , фазометр 26, вольтметры 27 и 28, вычислитель 29, блоки 30 и 31 пам ти, блок 32 вычитани , цифровой отсчетный блок 33 и генератор 34 тактовых импульсов.

I

Генераторы 1 и 2 через переключатель 3 соединены с входом инвертирую- 40 л ющей комплексной функции отношени 

щего повторител  17 непосредственно, с первым входом сумматора 25 через управл емый делитель 21, а через исследуемый двуполюсник 9 - с выходом усилител  7, в цепи обратной св зи которого включен резистор 8. Выход инвертирующего повторител  17 через управл емые делители 19 и 20 соединен с первыми входами сумматоров

23 и 24 соответственно, а через сое- 50 л ющей указанной функции, а определединенные последовательно управл емый делитель 18 и образцовый элемент 22 - с входом усилител  7. Выход последнего соединен с вторым входом сумматора 25 непосредственно, а с вторыми входами сумматоров 23 и 24 соответственно через дифференцирующий 14 и интегрирующий 16 усилители. Выход сумматора 25 соединен с входом

дифференцирующего усилител  15. Вхо- ды переключател  5 соединены с выходами усилител  7, дифференцирующего 14 и интегрирующего 16 усилителей,

а входы переключател  6 соединены с выходами сумматоров 23 и 24 дифференцирующего усилител  15 и переключател  3. Выход переключател  5 соединен с входом вольтметра 27 и одним

входом фазометра 26, другой вход пос-- леднего соединен с входом вольтметра 28 и выходом переключател  6, при этом выходы фазометра и вольтметра соединены с входами вычислител  29, а

выход последнего через переключатель 4 соединен с входами блоков 30 и 31 пам ти. Выходы блоков пам ти соединены с входами блока 32 вычитани , вьпсод которого соединен с цифровым

блоком 33. Управл ющие входы переключателей 3 и 4 соединены с выходом генератора 34 тактовых импульсов 34. Квазиуравновешенньй мост  вл етс  устройством с ручным уравновешиванием путем изменени  коэффициента передачи управл емых,делителей 18-21 напр жени .. Изменение режимов работы устройства также осуществл етс  вручную путем изменени  состо ни  переключателей 5 и 6.

Измерение параметров исследуемого двухполюсника 9 осуществл етс  в четыре этапа путем приведени  измери- |тельнЬй цепи в четыре состо ни  квазиравновеси  при помощи одного из управл емых делителей 18-21 На каждом этапе измерени . Состо ние квазиравновеси  определ етс  частотной независимостью вещественной составдвух напр жений мостовой цепи. Положение переключателей 5 и 6 определ ет выбор этих напр жений на каждом этапе измерени . Указанные напр же- 45 ни  и фазовьй сдвиг между .ними измер етс  при помощи вольтметров 27 и 28-и фазометра 26. Обработка результатов этих измерений вычислителем 29 дает значение вещественной составние ее частотной независимости производитс  путем сравнени  значений на двух частотах. Дп  этого при помощи переключател  3 к измерительной це- 55 пи поочередно подключаютс  генераторы 1 и 2 сигналов различных частот, а при помощи переключател  4 к выходу вычислител  29 поочередно подключаютс  блоки 30 и 31 пам ти. Сравнение содержимого этих блоков осуществл етс  блоком 32 вычитани , а результат сравнени  индицируетс  на I табло цифрового отсчетного блока 33. Управление переключател ми 3 и 4 осуществл етс  генератором 34 тактовых импульсов,

На первом этапе измерени  переключатели 5 и 6- устанавливаютс  в такое положение, что с выходом переключател  5 соединен выход усилител  7, а с выходом переключател  6 соединен выход переключател  3. Выходное напр жение усилител  7 пропорционально

разности токов, протекающих через ис-15 разцового элемента следует включать

следуемый двухполюсник 9 и образцовы элемент 22. Изменением состо ни  регулирующего органа управл емого делител  18 достигают равенства значений тока образцового элемента 22 и тока в одноэлементной ветви исследуемого двухполюсника, что означает приведение измерительной цепи в первое состо ние квазиравновеси , которое соответствует нулевому значению на табло цифрового отсчетного блока 33. После этого отсчитывают значение емкости конденсатора 12 исследуемого двухполюсника 9 по состо нию регулирующего .органа делител  18.

На втором этапе измерени  выходы переключателей 5 и 6 соединены соответственно с выходами интегрирующего усилител  16 и сумматора 23. Изменением состо ни  регулирующего органа управл емого делител  19 привод т мост во второе состо ние квазиравновси , KOTOpdMy соответствует нулевое |показание блока 33. По состо нию регулирующего органа делител  19 отсчитывают значение индуктивности 11.

На третьем этапе измерени  с выходами переключателей 5 и 6 соединены выходы соответственно дифференцирующего усилител  14 и сумматора 24 напр жени . Нулевого показани  блока 33 достигают изменением сое- и то ни  регулирующего органа управл емого делител  20, по которому в момент третьего квазиравновеси  отсчи- тывают значение емкости конденсатора 13 исследуемого двухполюсника 9.

На четвертом этапе измерени  с выходами переключателей 5 и 6 соединены соответственно выходы интегрирующего 16 и дифференцирующего 15 усилителей. Нулевого показани  цифрового отсчетного блока 33 достигают

изменением состо ни  регулирующего органа управл емого делител  21, по которому в момент четвертого квазиравновеси  отсчитывают значение сопротивлени  резистора 10.

Существенной особенностью работы предлагаемого квазиуравновешенного моста  вл етс  то, чт-о после проведени  первого этапа измерени  последовательность проведени  остальных этапов может быть произвольной.

Если исследуемый объект представл етс  схемой, изображенной на фиг. 26 или фиг. 2в, то в качестве обФ о р

соответственно катушку индуктивности или резистор. При этом принцип работы устройства устройства и алгоритм работы не измен ютс .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет производить измерение параметров обьектов, представл емых трем  схемами замещени .

Ф о р

мула изобретени  Квазиуравновешенный мост дл  раздельного измерени  параметров четы- рехэлементных резонансных двухполюсников , содержащий два генератора синусоидальных сигналов, выходы которых через первый переключатель соёди нены с первой клеммой дл  подключени  , объекта измерени  с входом инвертирующего повторител  напр жени ,, образцовый элемент, первый вывод которого соединен с второй клеммой дл  подключени  обьекта измерени , с первым входом усилител , второй вход которого соединен с общей шиной, а в обратную св зь j :oToporo включен резистор, первый дифференцирующий усилитель, вход которого соединен с выходом усилител , второй дифференцирующий усилитель , два сумматора, выходы которых через второй переключатель соединены с входом первого вольтметра, выход которого соединен с первым входом вычислител , выход которого через третий переключатель соединен с соответствующими входами двух блоков пам ти, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитател  соответственно, генератор тактовых импульсов, выход которого

соединен с управл ющш-ш входами первого и третьего переключателейj интегрирующий усилитель, цифровой от- счетный блок, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

быстродействи  измерени  и расширени  диапазона измерени  за счет использовани  последовательно-параллельного алгоритма при достижении состо ни  квазиравновеси  и возмож- ности проведени  измерений параметров объектов, представленных трем  схемами замещени , в него введены- первьш, второй, третий и четвертьй управл емые делители напр жени ,тре- тий сумматор напр жени , четвертьш переключатель, фазометр, второй вольтметр , причем выход первого переключател  соединен с третьим входом второго переключател  и через первый управл емый делителъ с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилител  и с входом интегрирующего усилител , выход третьего сумматора через второй дифференцирующий усилитель соединен с четвертым входом второго переключател , выход инвертирующего повторител  напр жени  соединен чере

второй .управл емый делитель напр жени  с вторым выводом образцового элемента , через третий управл емый делитель напр жени  с первым входом первого сумматора, второй вход которого соедине с выходом первого дифференцирующего усилител  и с первым входом четвертого переключател , через четвертый управл емый делитель напр жени  с первым входом второго сзп матора, второй вход которого соединен с вьгходом интегрирующего усилител  и с вторым входом четвертого переключател , третий вход которого соединен с выходом усилител , а выход четвертого переключател  соединен через второй вольтметр с вторым входом вычислител  и непосредственно с первым входом фазометра , второй вход которого соединен с выходом второго переключател , а выход фазометра соединен с третьим входом вычислител , при этом выход вычитател  соединен с цифровым от- счетным блоком.

11

Редактор Е.Копча

Составитель В.Семенчук

Техред М.Ходанич Корректор В.Бут га

Заказ 2656/49Тираж 730 Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри ти, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

(рив. 2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Квазиуравновешенный мост для раздельного измерения параметров четырехэлементных резонансных двухполюсников, содержащий два генератора синусоидальных сигналов, выходы которых через первый переключатель соёди· йены с первой клеммой для подключения ή объекта измерения с входом инвертирующего повторителя напряжения, образцовый элемент, первый вывод которого соединен с второй клеммой для подключения объекта измерения,' с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а в обратную связь ^которого включен резистор, первый дифференцирующий усилитель, вход которого соединен с выходом усилителя, второй дифференцирующий усилитель , два сумматора, выходы которых через второй переключатель соединены с входом первого вольтметра, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого через третий переключатель соединен с соответствующими входами двух блоков памяти, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя соответственно, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего переключателей, интегрирующий усилитель, цифровой отсчетный блок, отличающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения и расширения диапазона измерения за счет использования последовательно-параллельного алгоритма при достижении состояния квазиравновесия и возмож- 5 ности проведения измерений параметров объектов, представленных тремя схемами замещения, в него введеныпервый, второй, третий и четвертый управляемые делители напряжения,тре- 10 тий сумматор напряжения, четвертый переключатель, фазометр, второй вольтметр, причем выход первого переключателя соединен с третьим входом второго переключателя и через первый 15 управляемый делитель с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя и с входом интегрирующего'усилителя, выход третьего сумматора через 20 второй дифференцирующий усилитель соединен с четвертым входом второго переключателя, выход инвертирующего повторителя напряжения'соединен через второй управляемый делитель напряжения с вторым выводом образцового элемента, через третий управляемый делитель напряжения с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого дифференцирующего усилителя и с первым входом четвертого переключателя, через четвертый управляемый делитель напряжения с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя и с вторым входом четвертого переключателя, третий вход которого соединен с выходом усилителя, а выход четвертого переключателя соединен через второй вольтметр с вторым входом вычислителя и непосредственно с первым входом фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго переключателя, а выход фазометра соединен с третьим входом вычислителя, при этом выход вычитателя соединен с цифровым отсчетным блоком.

   Фиг. 2