SU1397842A1 - Способ измерени параметров многоэлементных пассивных двухполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной те.чнике, автоматике, электронике дл  контрол  и измерени  параметров объектов с многоэлементной схемой замещени . Способ измерени  параметров многоэлементных пассивных двухполюсников (ДП) реализован в устройстве и заключаетс  в следующем: вк.мю- чают исследуемый ДП 8 в плечо ii.mefie- ни  четырехплсчевого измерительного мос- Td, плечо 3 сравнени  которого выполнено в виде эта.юнного ДП, соде)жап1его резисторы 4, 6, катушку 5 индуктивности и конденсатор 7, подают напр жение питани  в виде носледовательностей импульсных сигналов с изменением напр жени  в импульсах по закону степенной функции от времени вида К„ где К, - посто нные коэффициенты; i - О, 1, 2 уравновепжвают мост путем регулировани  соответствующего параметра эталонного ДП, если же оно не достигаетс  при каком-либо значении i, осуществл ют уравновеп1ивание при значении i, превышающем предыдущее на две или три единицы. По получении равновеси  моста и значению параметра эталонного ДП суд т о соответствующем значении параметра исследуемого ДП 8. Устройство имеет возмож- пость измерени  параметров П1ироког о класса ДП. 2 ил. i (Л

Description

I

оо Х)

00

ю

1

Изобретение относитс  к области измерени  физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока, и может быть использовано в информационно- измерите.пьной технике, в автоматике и промышленной электронике д:1  контрол  и измерени  параметров об ьектов с мно1 О :: лемент- ной схемой замещени .

Цель изобретени  расн1ирение облас- 1и п)именени  за счет возможности изме- liinpoKoio класса двухрении парамсгрон полюсникои.

На фиг. 1 h цнс) схе.мы.

фиг. 1 работает следующим

(1 3) и пр жени  ( 1 4).

Схема по образо.м.

Пусть цепи моста свободны от запасов электрической энергии. Схема плеча 3 сравнени  совпадает по построению со схемой п.теча сравнени  в одном из дев ти основных вариантов уравновешивающих ветвей. В нем отсутствует только первый конденсатор . Известна  мостова  цепь питаетс 

2 представлены функ- но сн юшие cnoc(j6 измерени  параметров мноюэлементных пассивных двухполюспиков.

С.хема по фиг. I содержит конденсаторы I и 2 в каждом из смежных плеч OTHonicHiui разпы.х BCTBCII четырсхплече- го моста. Плечо 3 сравнени  в первой ветви имеег пос,ледова ге:1ьно включенные резистор 4 и катуп1ку 5 индуктивности, относительно последнейпараллельно

включепны11 резистор (i и конденсатор 7. ()б1,ект 8 измерени  во второй ветви , схема замещени  которого по содержанию и включению в данном частном случае соинадает со схемой п, 1еча сравнени , имеет резистор 9, катушку 1(J индуктивности , резистор II п конденсатор 12. Генераторы 13 15 импульсов питающих .мост 13 линейно измеп юшего нагф жени  (i 1), .мост 14 с изменением напр жени  по квадратичному закону (1 2) и мост 15 с изменением напр жени  по кубичному закону (i 3).

Схема по фиг. 2 содержит конденсаторы I и 2 в каждом из смежных плеч отно- П1ени  разных ветвей четырехплечего моста. Плечо 3 сравнении в первой ветви имеет пара;1ле.чык) включенные резистор 4 и ка- ту1пку 5 индуктивности, относительно которых параллельно включены пос. к-дователь- но соединенные резистор 6 и конденсатор 7. Об ьект 8 измерени  во второй ветви, схема за.мепК ни  которого по содержанию и включению в данном частном случае совпадает со схе.мой плеча сравнени , имеет резистор 9, катушку 10 индуктивности, резистор 11 и конденсатор 12. Генераторы 13- 15 импульсов питают мост, при это.м генератор 13 с изменением напр жени  по квадратичному закону (), генератор 14 с изменением напр жени  по кубичному закону генератор 15 с изменением на- по закону четвертой степени

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пос,ледовательност ми импульсов с изменением напр жени  по закону степениых функций с i О, I, 2... Поскольку в плече сравнени  рассматриваемого моста отсут ствует первый конденсатор, то вначале к мостовой цепи подключают генератор 13 линейно измен юш.егос  напр жени  (). Регулировкой значени  сопротивлени  резистора 4 плоскую вершину импульсного сигнала неравновеси  привод т к нулю и тем самым выполн ют первое условие равновеси 

CiR4 - C2R9 0,С1)

где С.|, Са - значени  емкостей конденсаторов 1 и 2 соответственно; R, Ro - значени  сопротивлени  резисторов 4 и 9 соответственно. Затем от мостовой цепи отключают генератор 13 и подключают генератор 14 квадратичных импульсов (). Регулировкой значени  индуктивности катушки 5 плоскую вершину сигнала неравновеси  привод т к нулю, выполн   второе условие равновеси 

CiLr. - C2Lio 0,(2)

где L.-, и LIO - значени  индуктивнос- тей катушек 5 и 10 соответственно. Далее к мостовой цепи подключают генератор 15 кубичных импульсов (). Регулируют значение сопротивлени  резистора 6. Плоскую вершину сигнала неравновеси  гфнво- д т к нулю и в результате выполн ют третье условие равновеси 

CiRo О, (3)

где RK, RII - значени  сопротивлений резисторов 6 и 11 соответственно.

При прежних питаюших импульсах с генератора 15 регулировкой значени  емкости кондченсатора 7 привод т к нулю экспоненциальные всплески во врем  переходного процесса в измерительной диагонали моста, тем самым выполн ют четвертое условие равновеси 

С,С,.-С2С7 О,(4)

где Ci2, Су - значени  емкостей конденсаторов 12 и 7 соответственно. Мост полностью уравновешен, из условий равновеси  (1) - (4) берут отсчет искомых параметров объекта 8 измерени . Равновесие мостовой цепи при каждом уравновешивании можно отмечать по осциллографу.

Схема плеча 3 сравнени  (фиг. 2) отличаетс  от известной схемы плеча сравнени  одного из дев ти основных вариантов уравновешивающих ветвей отсутствием первого конденсатора и первого резистора. В данном случае вначале к мосту подключают генератор 13 квадратичных импульсов () и регулируют значение индуктивности катушки 5. Затем к мосту подключают генератор 14 кубичных импульсов (i 3) и регулируют значение сопротивлени  резистора 4, генератор 15 импульсов с изменением напр жени  по закону четвертой степени () и регулируют значение емкости конденсатора 7, а после этого - значение сопротивлени  резистора 6. Трижды

привод т к нулю плоские вершины сигналов неравновеси , а при последнем уравновешивании - экспоненциальные всплески во врем  переходных процессов. В результате последовате.чьно выполнены услови  равновеси 

CiL5-C2Lin 0; CiR4 C2R.,0, CiR,,-C2Rii 0; C|C|,.-C,C,o. (5)

Из них определ ют искомые параметры. Способ измерени  параметров много- элементных пассивных двухполюсников решает задачу раздельного уравновешивани  соответствующих мостовых цепей, имеюп1их плечи сравнени  с меньшим числом элементов в отдельных  чейках их структур по сравнению с дев тью основными вариантами уравновешивающих ветвей. Пол рность выходного сигнала моста однозначно определ ет направление уравновешивани  по каждому параметру, что упрошает и ускор ет процесс уравновешивани  и измерени  и расп1ир ет сферу применени  мостовых цепей В каждой  чейке плеча сравнени  основных дев ти ветвей уравновешивани  не может отсутствовать более двух элементов, а в  чейках CRLR недопустимо отсутствие катуп ки индуктивности, поэтому недопустимо, например, исключение тре.х генераторов с , , . Схема объектов измерений может быть другой дл  выбранных частных случаев. Рассмотренный путь измерени  параметров многоэлементных двухполюсников  вл етс  перспективнум.

0

5

0

5

0

так как не требует сложной обработки сигналов неравновеси  с мостовых цепей.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  параметров мно1Ч)у,1е- ментных пассивных двухполюсников, ;к1клк)- чаюшийс  в том, что включают исследуемый двухполюсник н п. 1ечо измерени  четырехплечего измерительного моста, плечо сравнени  ке)торого выполнено в виде ыга- л он но го много эле мент но го двухполюсника, подают на мост напр жение питани  в виде носледователыюстей импчльсных сигналов с изменением напр жени  в импульсах по (,- кону степепной функции от времени ви.ча К где К, - посто нные коэффицис1П1 1, i - показатель степени, 1 0,1,2..., при г.ода- че последовательности импульсов каждой формы осуществл ют уравновеп иван1:г MI,- та путем регулировани  соответствующего параметра эталонного дву.чно.пюсника, по полученному при равновесии моста значению параметра эталонного двухполюсника суд т о соответствующем параметре исследуемого двухпо, 1Юсника, отличакнцийс  тем, что, с целью расп1ирепи  области применени  за счет возможности измерени  парамег- ров ninpoKoro класса двухполюспиков, в c. iy- чае недостижени  мостом сосго ни  равновеси  при каком-либо значении i осуществл ют уравновеп1ивание последовательно при подаче импульсов папр жени  питани , соответствуюп1их значени м i, превы- шаюпшм предыдущее на две или три единицы .