SU892319A1 - Устройство дл допускового контрол одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени (проводимости) двухполюсника - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ОДНОЙ ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИЗМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРОВОДИМОСТИ) ДВУХПОЛЮСНИКА

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерению и контролю составл ющих комплексного сопротивлени  (проводимости) двухполюсников .

Известно устройство, реализующее способ измерени  величин составл ющих комплексного сопротивлени  двухполюсника , выполненного по последовательной схеме замещени , содержащее генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  измерительной цепи, составленной из комплексного сопротивлени , причем вершина цепи, примыкающа  к образцовому элементу, через первое согласующее устройство подключена-параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпр мител  и первым входам первого и второго блоков делени  и через фазовращающее устройство к опорному входу второго фазочувствительного выпр мител , выход которого соединен со вторым входом второго

блока делени , второй вход первого блока делени  подсоединен к выходу первого фазочуветвительного выпр мител , вершина диагонали питани , примыкающа  к измер емому комплексному сопротивлению при последовательной схеме замещени , через второе согласующее устройство соединена с информационными входами первого и второго фазочувствительных выпр ми10 телей 1 .

Данному устройству присуще низкое быстродействие, обусловленное тем, что необходимо выжидать п ть - шесть периодов измер емого сигнала дл  то15 го, чтобы получить посто нный уровень напр жени  на выходе фазочувствительного выпр мител , пропорциональный проекции одного сигнала на другой.

Кроме того, дл  получени  инфор20 мации об абсолютном (относительном) приращении измер емой составл ющей комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника необходимо выполн ть дополнительную косвенную математическую операцию вычитани , что влечет за собой увеличение време ни 1змерени „ Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  более быстродействующее устройство, реализующее способ преобразовани  приращений измер емых составл ющих комплексного сопротивлени  двухполюсника , содержащее генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового элемента и измер емого комплексного сопротивлени , причем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диаго нали питани , примыкающа  к образцовому элементу при последовательной схеме замещени  измер емого комплекс ного сопротивлени  или к измер емом комплексному сопротивлению при парал лельной схеме замещени , через перво согласующее устройство подключена па раллельно к первым входам первого и второго блоков делени , к опорному входу второго фазочуаствительного выпр мител , через фазовращающее уст ройство - к опорному входу первого фазочувствительного выпр мител  и через амплитудный преобразователь к первым еходам первой и второй разнос ных схем, выходы которых подсоединен ко вторым входам первого и второго б блоков делени  соответственно, а вер шина диагонали питани , примыкаща  к измер емому комплексному сопротивлению при последовательной схеме замещени  или к образцовому элементу при параллельной схеме замещени , через второе согласующее устройство подключена параллельно к информацион ным входам первого и второго фазочуветвительных выпр мителей, выходы которых соединены со вторыми входами первой и второй разностных схем соответственно С21. Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие из-за наличи  таких инерционных блоков, как амплитудные преобразователи и фазочувствйтельные выпр мители, и кроме того, данное устройство не поз вол т контролировать параметры комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника, так как в этом случае необходим опорный канал сравнени . 94 Цель изобретени  - повышение быстродействи  допускового контрол  одной из Составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство допускового контрол  одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового элемента и контролируемого двухполюсника, причем вершина диагонали питани , примыкающа  к образцовому элементу (контролируемому двухполюснику ) подключена ко входу первого согласующего устройства, а вершина цели, примыкающа  к образцовому элементу и измер емому комплексному сс1противлению, заземлена, введены втора  ветвь измерительной цепи, составленна  из последова ельно включенных однородных образцовых элементов , формирователь импульсов, блок анализа, блок индикации, причем выход первого согласующего устройства подключен к одному из входов блока анализа и через формирователь импульсов к управл ющему входу блока анализа , вершина измерительной диагонали второй ветви через Btopoe согласующее устройство соединена со вторым входом блока анализа, выход которого подсоединен ко входу блока инди кации, Кроме того, блок анализа состоит из п амплитудных анализаторов, где ГУ - число допусковь1х групп, и блока обработки сигналов, причем первый вход блока анализа соединен параллельно с первыми входами амплитудных анализаторов, а второй вход блока анализа - со вторыми входами амплитудных анализвторов, первые управл ющие входы амплитудных анализаторов подключены к шинам задани  допусков, а вторые управл ющие входы - к выходу формировател  импульсов , выходы амплитудных анализаторов соединены с входами блока обработки сигналов. Причем блок анализа может состо ть из управл емого усилител , вход которого подключен к первому входу блока анализа, а рыход - к одному из входов амплитудного анализатора.

5

второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, управл ющий вход управл емого усилител  подключен к шине задани  допуска, а управл ющий вход амплитудного анализатора - к выходу формировател  импульсов , выход амплитудного анализатора соединен с выходом блока анализа .. ,

Кроме этого, амплитудный анализатор содержит дискретный делитель,, первый вход которого соединен с пер вым входом амплитудного анализатора, первый выход дискретного делител  подключен к одному из входов первого дифференциального усилител , втог рой выход - к одному из входов второго дифференциального усилител , вторые входы дифференциальных усилителей соединены параллельно со вторым входом амплитудного анализатора, первый и второй выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены соответственно с R и S входами первого и второго триггеров, синхромизирующие входы которых подключены к выходу формировател  импульсов, выход первого триггера соединен с пр мым входом элемента Запрет, а выход второго - к инверсному входу выход которого соединен с одним из входов блока обработки сигналов.

Принципиальное отличие предлагаемого устройства от известного заключаетс  в том, что существенно повы .шаетс  быстродействие и расшир ютс  функциональные возможности за счет того, что введены втора  образцова  ветвь и получена мостова  измерительна  цепь, формирователь импульсов, блок анализа, блок индикации и наличие новых св зей вновь введенными блоками и известными.

На фиг, 1 представлена структурма  схема устройства; на фиг. 2 и 3 варианты реализаций блока анализа; на фиг. Ц - структурна  схема амплитудного анализатора; на фиг. 5 векторна  диаграмма процесса разбраковни дл  последовательной схемы замещени  конденсатора; на фиг, 6 - временна  диаграмма процесса разбраковки дл  последовательной схемы замещени  конденсаторов.

На фиг. 5 обозначены: jS,- параметры измерительной

цепи в обобщенных обозначени х;

4

аЬ - вектор напр жени  питани  мостовой измерительной цепи;

ас - вектор напр жени , снимаемого с образцового . элемента при последовательной схеме замещени  измер емого двухполюсника или с измер емого двухполюсника при параллельной

схеме замещени ;

pQd,, возможные положени  сектора напр жени  небаланса;

I Ч-1 . возможные положени  фазового сдвига вектора на- пр жени  небаланса относительно опорного век- тора .

Уравнение дл  относительного изменени  синфазной составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости) двухполюсника имеет следующий вид

13,

).

(1)

сМЗ(. 2 /х (,

Bd

aL d где t - ej

При old 8d уравнение (l) можно переписать в следующем виде

1 dc -Q&

1

K.(2)

00 2

Уравнение (2) справедливо как дл  последовательной схемы замещени , так и дл  параллельной с той лишь разницей, что необходимо помен ть местами в ветви, содержащей измер емое комплексное сопротивление, образцовый и измер емый двухполюсники , а параметры dl, В имеют размерность проводимостей.

Устройство дл  контрол  одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости) содержит генератор 1 синусоидального напр жени , измерительную цепь 2, верхн   ветвь которой составлена из последовательно соединенных образцового элемента 3 и контролируемого двухполюсника 4 при последовательной схеме замещени  контролируемого двухполюсника или из последовательно соединенных контролируемого двухполюсника 3 и образцового элемента k при параллельной схеме замещени  контролируемого двухполюсника, нижн   ветвь составлена из последовательно включенных образцовых однородных элемен7 тов 5 и 6, Устройство содержит также согласующие устройства 7 и 8, формирователь 9 импульсов, блок 10 анализа , блок 11 индикации. Блок 10 анализа может состо ть из нескольких, например, четырех амплитудных анализаторов 12-15 и блока 16 обработки сигналов, а во втором случае - из управл емого усилител  17 и амплитудного анализатора 18. В свою очередь амплитудный анализатор содержит дискретный делитель 19, диф ференциальные усилители 20 и 21, син хронные RS-триггеры 22 и 23, элемент Запрет 2, . Рассмотрим работу устройства, например , дл  последовательной схемы замещени  конденсатора по временной диаграмме (фиг 6). Напр жение Ц - снимаемое с образцо вого элемента 3, через согласующее устройство 7 поступает одновременно на вход формировател  9 импульсов и на один из входов блока 10 анализа (фиг 6, I), а напр жение небаланса С(3 согласующее устройство 8 подаетс  на второй вход блока анализа . На выходе формировател  9 импуль сов формируетс  узкий импульс в момент достижени  напр жением Uq -cBoero экстремального значени  (фиг„ 6, II) Блок 10 анализа производит сравнение величин напр жений (Upfl+ Uf)ri) - 0n И {Uta-f- Ug) c +Uj5i M -UOP В момент действи  импульса с выхода формирова-гел  9 импульсов Прос  едим, как проходит процесс разбраковки конденсаторов на допусковые группы по величине емкости, когда б ок to анализа выполнен в виде устройства , изображенного на фиг„ 2, ко торый состоит, например, из четырех амплитудных анализаторов 12-15 и блока 16 обработки сигналов. На шину задани  допуска каждого ИЗ амплитудных анализаторов поступае сигнал, осуществл ющий изменение величины опорного сигнала Ua на величину допуска. Пусть разбраковка производитс  по четырем допусковым группам 4-1, ±5, 410, ±20. При поступлении на вход амплитудных анализаторов сигналов UQC, и и ч происходит срабатывание того амплитудного анализатора в момент подачи сигнала управлени  с формировател  9 импульсов , срабатывание которого находитс  ниже допуска. На выходе амплитудного анализатора имеетс  сигнал ,пропорцио19 Си cosЧ нальныи -г), где К - коэффициент задани  допуска. Сигнал с выхода блока 16 обработки сигналов свидетельствует о нахождении контролируемого конденсатора в той или иной допусковой группе. На фиг. 3 показан вариант выполнени  блока 10 анализа с одним амплитудным анализатором 18 и управл емым усилителем 17, который осуществл ет умножение величины ( в соответствии с допусковой группой, а в остальном процесс разбраковки аналогичен вышеописанному Работа амплитудного анализатора, изображенного на.фиг. осуществл етс  следующим образом. Опорное напр жение и,поступает на вход дискретного делител  19 (фиг, 6, I), на выходе которого получаем - и-зп в соответствии с контролируемой допусковой группой (например +20 и -20%). Сигнал с первого выхода дискретного делител  19, пропорциональный +(iQr (фиг„ 6,1), подаетс  на один из.входов дифференциального усилител  20, а со второго выхода, пропорциональный -UQ,- на один из входов дифференциального усилител  21, на вторые входы дифференциальных усилителей 20 и 21 поступает напр жение небаланса (фиг 6, I). Сигналы с пр мых выходов первого и второго дифференциальных усилителей 20 и 21, пропорциональные соответственно (Ц;(з)-и{5п ) (cct) (оп), подаютс  на R входы ЙЗ-триггеров 22 и 23, а с инверсных выходов сигналы, прюпорциональные t(Uc)-(-Uon)j и r(Uca)-(Uon)3- на S входы триггеров 22 и 23 (фиГоб, |). В момент подачи управл ющего сигнала с выхода формировател  9 импульсов иг, 6, II) на синхронизирующие входы RS-триггеров 22 и 23 последние перебрасываютс  из единичного (нулевого) состо ни  в нулевое (единичное ) , когда уровеньпорога срабатывани  ниже уровн  подаваемого сигнала ,и из нулевого (единичного) в единичное (нулевое), когда порог срабатывани  выше (фиг. 6, 1Н и JV). Сигнал с выхода триггера 22 ( III) поступает на пр мой вход элемента Запрет 2, а с выхода триггера 23 (фиг. 6, IV) на инверсный вход элемента Запрет 2k. Наличие сигнала на выходе элемента Запрет 2k (фиг.6а,//

свидетельствует о нахождении контролируемого конденсатора в допусковой группе, отсутствие (фиг. 6б, V) - за пределами допуска.

Как видно из временной диаграммы,, изображенной на фиг 6, формирование информации о нахождении контролируемого конденсатора в той или иной допусковой группе осуществл етс  в течение четверти периода опорного.сиг- ю

нала, что значительно выше, чем в известном устройстве.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает, по сравнению с известными , более высокое быстродействие и широкие функциональные возможности , что позвол ет использовать это устройство не только дл  разбраковки конденсаторов (индуктивности) на допусковые группы по емкости (индуктивности ) , но и дл  контрол  допустимых напр жений на вращащихс  детал х и в системах автоматизированного управлени  контролем качества технологических процессово

Claims (3)

1. Устройство дл  допускового контрол  одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани  измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового элемента и контролируемого двухполюсника , причем вершина диагонали питани , примыкающа  к образцовому элементу (контролируемому двухполюснику) подключена ко входу первого согласующего устройства, а вершина цепи, примыкающа  к образцовому элементу и измер емому комплексному сопротивлению , заземлена, отличающее:С   тем, что, с целью повышени  быстродействи  допускового контрол  одной из составл ющих, измер емого комплексного сопротивлени  (проводимости ) двухполюсника, введены втора  ветвь измерительной цепи, составленна  из последовательно включенных однородных образцовых элементов, формирователь импульсов, блок анализа , блок индикации, причем выход первого согласующего устройства подключен к одному из входов блока анализа и через формирователь импульсов к управл ющему входу блока анализа,

вершина измерительной диагонали второй ветви через второе согласующее устройство соединена со вторым вхо- дом блока анализа, выход которого подсоединен ко входу блока индикации,

2. Устройство по п,1, о т л и чающеес  тем, что блок анализа состоит из п амплитудных анализаторов , где п - число допусковых

причем первый вход блока анализа соединен параллельно с первыми входами амплитудных анализаторов, а второй вход блока анализа - со вторыми входами амплитудных анализа- . торов, первые управл ющие входы амплитудных анализаторов подключены к шинам задани  допусков, а вторые управл ющие входы - к выходу формировател  импульсов, выходы амплитудных анализаторов соединены с входами блока обработки сигналов,

3. Устройство по По1, отличающеес  тем, что блок анализа состоит из управл емого усилител , вход которого подключен к первому входу блока анализа, а выход - к одному из входов амплитудного анализатора , второй вход которого соединен j со вторым входом блока анализа,

управл ющий вход управл емого усилител  подключен к шине задани  допуска, а управл ющий вход амплитудного анализатора - к выходу формировател  импульсов , выход амплитудного анализатора соединен с выходом блока анализа .

4„ Устройство по пп. 2 и 3| о т личающеес  тем, что ампли0 тудный анализатор содержит дискретный делитель, первый вход которого соединен с первым входом амплитудного анализатора, первый выход дискретного делител  подключен к одному

5 из входов первого дифференциального усилител , второй выход - к одному из входов второго дифференциального усилител , вторые входы дифференциальных усилителей соединены параллель0 но со вторым входом амплитудного анализатора, первый и второй выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены соответственно с R и S входами первого и второго

5 триггеров, синхронизирующие входы которых подключены к выходу формировател  импульсов, выход первого триггера соединен с пр мым входом групп, и блока обработки сигналов. 118923 элемента Запрет, а выход второго к инверсному входу, выход которого соединен с одним из входов блока обработки сигналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 19 1.Авторское свидетельство СССР поза вке № 2380702/21, кл, G 01 R 27/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке ff 25 1б31/21, кл. G 01 R 27/02, 1977 (прототип).

Ui

16

,

фиг. 2.

±-,

ОН

18

,

П

-ТФиг . 3

4

{fl

w

f/t

t

9n

Ik

LP

n

ФигЛ

l4i ill 14

25

HJ

44, -w a

-w

4J J