RU2463614C1 - BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS - Google Patents
BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463614C1 RU2463614C1 RU2011112353/28A RU2011112353A RU2463614C1 RU 2463614 C1 RU2463614 C1 RU 2463614C1 RU 2011112353/28 A RU2011112353/28 A RU 2011112353/28A RU 2011112353 A RU2011112353 A RU 2011112353A RU 2463614 C1 RU2463614 C1 RU 2463614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- bridge
- terminal
- circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения, а также физических величин посредством параметрических датчиков.The invention relates to information and measurement technology, automation and industrial electronics and can be used to control and determine the parameters of measurement objects, as well as physical quantities by means of parametric sensors.
Известен измеритель параметров n-элементных пассивных двухполюсников [1], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, четырехплечую мостовую цепь для определения параметров резистивно-емкостных (R-C двухполюсников и нуль-индикатор.A known parameter meter of n-element passive two-terminal [1], which contains a series-connected pulse generator with voltage change over their duration according to the law of power functions, a four-arm bridge circuit for determining resistive-capacitive parameters (R-C two-terminal and a zero indicator).
Недостатком его является отсутствие возможности определения параметров резистивно-индуктивных (R-L) двухполюсников и двухполюсников с разнородными реактивными элементами (R-L-C).Its disadvantage is the inability to determine the parameters of resistive-inductive (R-L) two-terminal and two-terminal with dissimilar reactive elements (R-L-C).
Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [2], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов напряжения, изменяющегося в течение их длительности по закону степенных функций, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of multi-element passive two-pole [2], containing a series-connected generator of voltage pulses that varies during their duration according to the law of power functions, four-arm bridge circuit and a zero indicator.
Недостатком этого измерителя является отсутствие расширенных функциональных возможностей, то есть он не пригоден для определения пяти, шести и более параметров многоэлементных двухполюсников объектов измерения.The disadvantage of this meter is the lack of advanced functionality, that is, it is not suitable for determining five, six or more parameters of multi-element two-terminal measurement objects.
Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников [3], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов сложной формы, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор.The closest to the claimed device in terms of technical nature and the achieved result is a three-element passive two-terminal device selected as a prototype [3], which contains a series-connected pulse generator, a four-arm bridge circuit and a zero indicator.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей, заключающееся в том, что измеритель позволит определять четыре, пять и более параметров многоэлементных двухполюсников, а также он позволит определять параметры R-C, R-L и R-L-C двухполюсников объектов измерения.The problem to which the invention is directed is to expand the functionality that the meter will allow you to determine four, five or more parameters of multi-element two-terminal devices, and it will also allow you to determine the parameters R-C, R-L and R-L-C of two-terminal objects of measurement.
Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников, содержащий генератор импульсов напряжения, который состоит из формирователей импульсов напряжения, изменяющегося в течение их длительности по закону целочисленной степени времени K0t0, K1t1, K2t2, …, Kn-1tn-1, где Ki - постоянные коэффициенты, t - время, n - число элементов в двухполюснике объекта измерения, коммутатора, входы которого соединены с выходами формирователей, а выход подключен к входу усилителя мощности, выход которого образует первый выход относительно земли генератора импульсов (выход импульсов питания), блока синхронизации, выход которого соединен с входами синхронизации каждого из формирователей импульсов, а также его выход образует второй выход генератора относительно земли (выход синхронизации); первый выход генератора импульсов подключен ко входу четырехплечего электрического моста, в состав первой ветви которого входит первый многоэлементный двухполюсник, где первый резистор соединен с конденсатором, а другой вывод первого резистора соединен с индуктивной катушкой, общий вывод первого резистора и конденсатора подключен к первому выходу генератора импульсов, а общий вывод первого резистора и индуктивной катушки образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи; параллельно первой ветви моста включена его вторая ветвь, состоящая из последовательно соединенных одиночного резистора и двух клемм для подключения двухполюсников объектов измерения, общий вывод одиночного резистора и первой клеммы образуют второй вывод выхода мостовой цепи; свободный вывод одиночного резистора подключен к первому выходу генератора импульсов, а вторая клемма к «земле»; нуль-индикатор, к дифференциальному входу которого подсоединены два вывода выхода мостовой цепи, а ко входу синхронизации - второй выход генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена, введены дополнительный (второй) резистор, вторая, третья и т.д. одинаковые цепи наращивания, а первая ветвь мостовой цепи состоит из последовательно соединенных двух многоэлементных двухполюсников, одинаковых по количеству элементов, их составу и включению, дополнительный (второй) резистор подключен к свободному выводу конденсатора первого многоэлементного двухполюсника первой ветви моста и свободному выводу индуктивной катушки, имеющийся двухполюсник из первого резистора, конденсатора, второго (дополнительного) резистора и индуктивной катушки образует первую цепь наращивания, общее количество одинаковых цепей наращивания равно частному от деления числа n на четыре (n/4), если n делится на четыре без остатка, и в этом случае последняя цепь наращивания является полной, если же n делится на четыре с остатком, то число цепей наращивания равно целой части частного (n/4) плюс единица и последняя цепь наращивания является неполной и состоит из первого резистора, конденсатора и второго резистора, при этом свободный вывод второго резистора подключен к общему выводу многоэлементных двухполюсников первой ветви моста, либо последняя цепь наращивания состоит из первого резистора и конденсатора, при этом свободный вывод конденсатора подключен к общему выводу многоэлементных двухполюсников первой ветви моста, и, наконец, последняя цепь наращивания может состоять только из одного первого резистора, общее число элементов в первом многоэлементном двухполюснике первой ветви моста равно числу элементов в двухполюснике объекта измерения, каждая последующая (вторая, третья и т.д.) цепь наращивания подключается параллельно индуктивной катушке предыдущей цепи наращивания, свободный вывод второго многоэлементного двухполюсника первой ветви моста заземлен, число формирователей в генераторе импульсов, питающих мостовую цепь, равно числу n элементов в двухполюснике объекта измерения.This is achieved by the fact that in a bridge meter of parameters of n-element two-terminal devices containing a voltage pulse generator, which consists of voltage pulse shapers, which varies during their duration according to the law of an integer degree of time K 0 t 0 , K 1 t 1 , K 2 t 2 , ..., K n-1 t n-1 , where K i are constant coefficients, t is time, n is the number of elements in the two-terminal network of the measurement object, switch, the inputs of which are connected to the outputs of the formers, and the output is connected to the input of the power amplifier, the output which forms the first output rel relative to the ground of the pulse generator (output of the power pulses), the synchronization unit, the output of which is connected to the synchronization inputs of each of the pulse shapers, and its output forms the second output of the generator relative to the ground (synchronization output); the first output of the pulse generator is connected to the input of the four-armed electric bridge, the first branch of which includes the first multi-element two-terminal, where the first resistor is connected to the capacitor and the other output of the first resistor is connected to the inductive coil, the common output of the first resistor and capacitor is connected to the first output of the pulse generator and the common output of the first resistor and inductive coil forms the first output terminal of the four-arm bridge circuit; parallel to the first branch of the bridge, its second branch is included, consisting of a single resistor in series and two terminals for connecting two-terminal measuring objects, the common output of a single resistor and the first terminal form the second output terminal of the bridge circuit; the free output of a single resistor is connected to the first output of the pulse generator, and the second terminal to ground; a null indicator, to the differential input of which two outputs of the bridge circuit output are connected, and to the synchronization input - the second output of the pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded, an additional (second) resistor, a second, third, etc. are introduced. the same extension circuit, and the first branch of the bridge circuit consists of two multi-element bipolar terminals connected in series, identical in number of elements, their composition and inclusion, an additional (second) resistor is connected to the free output of the capacitor of the first multi-element bipolar first branch of the bridge and the free output of the inductive coil the two-terminal network of the first resistor, capacitor, second (additional) resistor and inductive coil forms the first build-up circuit, the total number of equal extension chains is the quotient of dividing the number n by four (n / 4), if n is divided by four without remainder, in which case the last extension chain is complete, if n is divided by four with a remainder, then the number of extension chains is an integer part of the private (n / 4) plus the unit and the last extension circuit is incomplete and consists of the first resistor, capacitor and second resistor, while the free output of the second resistor is connected to the common output of multi-element bipolar terminals of the first branch of the bridge, or the last chain It consists of the first resistor and capacitor, while the free output of the capacitor is connected to the common terminal of the multi-element two-terminal devices of the first branch of the bridge, and finally, the last extension circuit can consist of only one first resistor, the total number of elements in the first multi-element two-terminal device of the first branch of the bridge is equal to the number elements in the bipolar of the measurement object, each subsequent (second, third, etc.) extension circuit is connected in parallel with the inductive coil of the previous extension circuit, free in the output of the second multi-element bipolar of the first branch of the bridge is grounded, the number of formers in the pulse generator supplying the bridge circuit is equal to the number n of elements in the bipolar of the measurement object.
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников содержит генератор 1 импульсов напряжения, в состав которого входят n формирователей импульсов напряжения, изменяющегося в течение их длительности по закону целочисленной степени времени: формирователь 2 напряжения K0t0, формирователь 3 напряжения K1t1, формирователь 4 напряжения K2t2 и т.д., где Ki - постоянные коэффициенты, t - время, выходы формирователей соединены с входами коммутатора 5, выход которого подключен к входу усилителя мощности 6. Выход блока 7 синхронизации соединен с входами синхронизации каждого из формирователей импульсов. Первая ветвь четырехплечей мостовой электрической цепи состоит из двух последовательно включенных многоэлементных двухполюсников. Первый из них содержит первый резистор 8 (R8), параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор 9 (С9), второй резистор 10 (R10) и катушка 11 индуктивности (L11). Элементы 8, 9, 10 и 11 имеют постоянные параметры. Второй многоэлементный двухполюсник выполнен по схеме, аналогичной (одинаковой) схеме первого двухполюсника, и состоит из первого резистора 12 (R12), параллельно которому подключены последовательно соединенные конденсатор 13 (С13), второй резистор 14 (R14) и катушка 15 индуктивности (L15). Элементы 12, 13, 14 и 15 имеют регулируемые параметры и используются для уравновешивания моста. Вторая ветвь мостовой цепи содержит последовательно соединенные одиночный резистор 16 (R16) и две клеммы для подключения двухполюсников объектов измерения. Общий вывод первого резистора 8 и конденсатора 9 первого многоэлементного двухполюсника первой ветви моста соединен со свободным выводом одиночного резистора 16 второй ветви, и они образуют вход мостовой цепи, который подключен к выходу усилителя 6 мощности генератора импульсов. Общий вывод первого резистора 8 и катушки 11 индуктивности первого многоэлементного двухполюсника и первого резистора 12 и конденсатора 13 второго многоэлементного двухполюсника первой ветви мостовой цепи образуют первый вывод выхода мостовой цепи, а общий вывод одиночного резистора 16 второй ветви и первой клеммы для подключения объектов измерения образует второй вывод выхода мостовой цепи (дифференциальный выход моста), оба вывода выхода мостовой цепи соединены с дифференциальным входом нуль-индикатора 17, вход синхронизации которого подключен ко второму выходу генератора импульсов, общая шина нуль-индикатора 17 заземлена. Двухполюсник, образованный параллельно включенными первым резистором 18 и цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора 19, второго резистора 20 и катушки 21, является второй цепью наращивания для первого многоэлементного двухполюсника; она подключена параллельно катушке 11. Аналогично цепь, образованная параллельно включенными первым резистором 22 и последовательно соединенными конденсатором 23, вторым резистором 24 и катушкой 25 индуктивности, является второй цепью наращивания для второго многоэлементного двухполюсника; она подключена параллельно катушке 15. Элементы 22, 23, 24 и 25 имеют регулиремые параметры и служат для уравновешивания моста.The bridge meter of the parameters of n-element two-terminal devices contains a voltage pulse generator 1, which includes n voltage pulse shapers, which varies during their duration according to the law of an integer degree of time: voltage shaper 2 K 0 t 0 , voltage shaper 3 K 1 t 1 , shaper 4 voltages K 2 t 2 , etc., where K i are constant coefficients, t is time, the outputs of the formers are connected to the inputs of the switch 5, the output of which is connected to the input of the power amplifier 6. The output of the synchronization unit 7 is connected to synchronization inputs of each of the pulse shapers. The first branch of the four-arm bridge electric circuit consists of two series-connected multi-element two-terminal devices. The first of them contains a first resistor 8 (R8), in parallel with which are connected in series a capacitor 9 (C9), a second resistor 10 (R10) and an inductor 11 (L11). Elements 8, 9, 10, and 11 have constant parameters. The second multi-element two-terminal is made according to a circuit similar to the (identical) scheme of the first two-terminal, and consists of a first resistor 12 (R12), in parallel with which are connected in series a capacitor 13 (C13), a second resistor 14 (R14) and an inductor 15 (L15). Elements 12, 13, 14 and 15 have adjustable parameters and are used to balance the bridge. The second branch of the bridge circuit contains a single resistor 16 (R16) connected in series and two terminals for connecting two-terminal measuring objects. The common terminal of the first resistor 8 and capacitor 9 of the first multi-element bipolar of the first branch of the bridge is connected to the free terminal of a single resistor 16 of the second branch, and they form the input of the bridge circuit, which is connected to the output of the amplifier 6 of the pulse generator power. The common terminal of the first resistor 8 and the inductance coil 11 of the first multi-element bipolar and the first resistor 12 and the capacitor 13 of the second multi-element bipolar of the first branch of the bridge circuit form the first output terminal of the bridge circuit, and the common terminal of the single resistor 16 of the second branch and the first terminal for connecting measurement objects forms the second bridge circuit output terminal (differential bridge output), both bridge circuit output terminals are connected to the differential input of the null indicator 17, the synchronization input of which dklyuchen to the second output pulse generator common bus null indicator 17 is grounded. A two-terminal network formed in parallel by a first resistor 18 and a circuit consisting of a series-connected capacitor 19, a second resistor 20 and a coil 21 is a second extension circuit for the first multi-element two-terminal network; it is connected in parallel to the coil 11. Similarly, the circuit formed in parallel by the first resistor 22 and connected in series by the capacitor 23, the second resistor 24 and the inductor 25, is the second build-up circuit for the second multi-element bipolar; it is connected parallel to coil 15. Elements 22, 23, 24 and 25 have adjustable parameters and serve to balance the bridge.
Первый и второй многоэлементные двухполюсники первой ветви мостовой цепи в общем случае содержат по несколько цепей наращивания. Каждая последующая цепь наращивания подключается параллельно индуктивной катушке предыдущей цепи наращивания. Общее количество одинаковых цепей наращивания равно частному от деления числа n на четыре (n/4), если n делится на четыре без остатка, и в этом случае последняя цепь наращивания является полной. Если же n делится на четыре с остатком, то число цепей наращивания равно целой части частного (n/4) плюс единица и последняя цепь наращивания является неполной. Она может состоять из первого резистора, конденсатора и второго резистора, свободный вывод которого соединен с первым выводом выхода мостовой цепи. Последняя цепь наращивания может состоять из первого резистора и конденсатора, свободный вывод которого подключен к первому выводу выхода моста. И, наконец, последняя цепь наращивания может содержать только один первый резистор. Общее число элементов в каждом из двух многоэлементных двухполюсников в первой ветви моста равно количеству элементов в двухполюснике объекта измерения. Также этому числу равно количество формирователей в генераторе импульсов.The first and second multi-element two-terminal circuits of the first branch of the bridge circuit in the general case contain several extension chains. Each subsequent extension circuit is connected in parallel with the inductive coil of the previous extension circuit. The total number of identical extension chains is equal to the quotient of dividing the number n by four (n / 4), if n is divided by four without a remainder, in which case the last extension chain is complete. If n is divided by four with a remainder, then the number of extension chains is equal to the integer part of the quotient (n / 4) plus one and the last extension chain is incomplete. It can consist of a first resistor, a capacitor, and a second resistor, the free output of which is connected to the first output of the bridge circuit output. The last extension circuit may consist of a first resistor and a capacitor, the free output of which is connected to the first output terminal of the bridge. And finally, the last extension circuit may contain only one first resistor. The total number of elements in each of the two multi-element two-terminal devices in the first branch of the bridge is equal to the number of elements in the two-terminal device of the measurement object. Also, this number is equal to the number of shapers in the pulse generator.
Для примера приведены три варианта двухполюсников объектов измерений:For example, there are three options for two-terminal measurement objects:
1) резистивно-емкостный {R-C) двухполюсник, который состоит из первого резистора 26 (R26), параллельно которому соединены последовательно включенные первый конденсатор 27 (С27) и второй резистор 28 (R28), параллельно резистору 28 подключен второй конденсатор 29 (С29);1) resistive-capacitive (R-C) two-terminal device, which consists of a first resistor 26 (R26), in parallel with which the first capacitor 27 (C27) and the second resistor 28 (R28) are connected in series, the second capacitor 29 (C29) is connected in parallel with the resistor 28;
2) резистивно-индуктивный (R-L) двухполюсник, который состоит из последовательно включенных резистора 30 (R30) и первой катушки индуктивности 31 (ZJ7), параллельно которой соединены последовательно включенные второй резистор 32 (R32) и вторая катушка индуктивности 33 (L33);2) a resistive-inductive (R-L) two-terminal device, which consists of a series-connected resistor 30 (R30) and a first inductor 31 (ZJ7), in parallel with which a second resistor 32 (R32) and a second inductor 33 (L33) are connected in series;
3) двухполюсник с разнородными реактивными элементами (R-L-C), который состоит из первого резистора 34 (R34), параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор 35 (С35), второй резистор 36 (R36) и катушка индуктивности 37 (L37).3) a two-terminal device with heterogeneous reactive elements (R-L-C), which consists of a first resistor 34 (R34), in parallel with which a capacitor 35 (C35), a second resistor 36 (R36) and an inductor 37 (L37) are connected in series.
Поясним работу измерителя. Как и в известных мостовых цепях, элементы 8, 9, 10, 11, 18, 19, 20 и 21, а также элемент 16 являются образцовыми элементами с известными постоянными значениями параметров повышенной точности и стабильности. Элементы 12, 13, 14, 15, 22, 23, 24 и 25 - это образцовые регулируемые элементы с известными значениями параметров для уравновешивания электрической мостовой цепи. Элементы 26, 27, 28 и 29 R-C двухполюсника, 30, 31, 32 и 33 R-L двухполюсника и, наконец, 34, 35, 36 и 37 R-L-C двухполюсника - это элементы объектов измерения с неизвестными значениями параметров.Let us explain the operation of the meter. As in the well-known bridge chains, elements 8, 9, 10, 11, 18, 19, 20 and 21, as well as element 16 are exemplary elements with known constant values of parameters of increased accuracy and stability. Elements 12, 13, 14, 15, 22, 23, 24, and 25 are exemplary adjustable elements with known parameter values for balancing the electrical bridge circuit. Elements 26, 27, 28 and 29 R-C of a two-terminal device, 30, 31, 32 and 33 R-L of a two-terminal device and, finally, 34, 35, 36 and 37 R-L-C of a two-terminal device are elements of measuring objects with unknown parameter values.
На каждом этапе измерений в начале питающего импульса и после его окончания в мостовой цепи возникают переходные процессы в виде всплесков напряжения, которые со временем затухают до нуля по экспоненциальному закону. Полезной для измерений является часть выходного импульса моста в интервале времени от окончания переходного процесса до момента окончания питающего импульса. На этом участке импульса приводят к нулю плоскую вершину импульсного напряжения неравновесия на выходе моста. Рассмотрим работу мостового измерителя при подключении к нему резистивно-емкостного (R-C) двухполюсника объекта измерения R26-С27-R28-C29. Вначале на мостовую цепь подают с выхода усилителя 6 последовательность прямоугольных импульсов. При воздействии на мост очередного импульса напряжения прямоугольной формы после окончания переходного процесса в мостовой цепи и до момента окончания питающего мост импульса напряжение неравновесия, которое поступает на нуль-индикатор 17, имеет плоскую вершину. Напряжение этой плоской вершины зависит, в том числе, от соотношения значений сопротивления резисторов 8 (R8) и 12 (R12). Регулировкой значения сопротивления R12 в двухполюснике с уравновешивающими элементами напряжение неравновесия приводят к нулю и, тем самым, выполняют первое условие равновесия мостовой цепиAt each measurement stage, at the beginning of the supply pulse and after its end, transient processes occur in the bridge circuit in the form of voltage surges, which eventually decay to zero according to the exponential law. Useful for measurements is the portion of the bridge output pulse in the time interval from the end of the transient to the end of the supply pulse. In this section of the pulse, the flat top of the pulse voltage of the disequilibrium at the output of the bridge leads to zero. Consider the operation of a bridge meter when a resistive-capacitive (RC) two-terminal device of the measurement object R 26 -C 27 -R 28 -C 29 is connected to it. First, a sequence of rectangular pulses is fed to the bridge circuit from the output of amplifier 6. When the next pulse of rectangular voltage is applied to the bridge after the end of the transition process in the bridge circuit and until the moment of the end of the pulse supplying the bridge, the nonequilibrium voltage, which is supplied to the zero indicator 17, has a flat top. The voltage of this flat top depends, inter alia, on the ratio of the resistance values of the resistors 8 (R 8 ) and 12 (R 12 ). By adjusting the resistance value R 12 in a two-terminal network with balancing elements, the nonequilibrium voltage leads to zero and, therefore, the first condition for the equilibrium of the bridge circuit is fulfilled
Нулевое значение напряжения плоской вершины отмечают по нуль-индикатору 17, в качестве которого, например, можно использовать осциллограф. Отсчет неизвестного сопротивления R26 резистора 26 берут из выражения (1), в котором все остальные величины известны.The zero value of the voltage of the flat peak is noted by the zero indicator 17, for which, for example, an oscilloscope can be used. The count of the unknown resistance R 26 of the resistor 26 is taken from expression (1), in which all other values are known.
После этого на мостовую цепь с выхода генератора 1 подают импульсы линейно изменяющегося напряжения. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 17, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от параметров R12 резистора 12 и С13 конденсатора 13 двухполюсника с уравновешивающими элементами моста. Регулировкой значения емкости С13 напряжение плоской вершины приводят к нулю и выполняют второе условие равновесияAfter that, a linearly varying voltage pulse is supplied to the bridge circuit from the output of the generator 1. When the next pulse is applied after the end of the transition process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 17 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on the parameters R 12 of the resistor 12 and C 13 of the capacitor 13 of the two-terminal network with balancing elements of the bridge. By adjusting the capacitance value C 13, the voltage of the flat top is brought to zero and the second equilibrium condition is fulfilled
Нулевое значение отмечают по нуль-индикатору 17. Не следует регулировать значение сопротивления R12, так как это приведет к нарушению условия равновесия (1), что недопустимо. Отсчет значения неизвестного параметра С27 (емкости конденсатора 27) берут из выражения (2), так как остальные величины в нем являются известными, в том числе, значение сопротивления R26 из выражения (1).A zero value is indicated by the zero indicator 17. Do not adjust the resistance value R 12 , as this will lead to a violation of the equilibrium condition (1), which is unacceptable. The reference value of the unknown parameter C 27 (capacitor capacitance 27) is taken from expression (2), since the remaining values in it are known, including the resistance value R 26 from expression (1).
Далее на мостовую цепь с выхода генератора 1 подают импульсы квадратичной формы. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 17, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от емкости С13 конденсатора 13 и сопротивления R14 резистора 14 двухполюсника с уравновешивающими элементами моста. Параметр С13 уже был задействован ранее для уравновешивания моста, и его значение изменять нельзя, так как нарушится выполнение предыдущих условий равновесия. Остается параметр R14, который ранее не входил в условия равновесия (1) и (2), и регулировкой его значения приводят напряжение плоской вершины к нулю, отмечая это по нуль-индикатору 17. В результате выполняется третье условие равновесияNext, a quadratic pulse is supplied to the bridge circuit from the output of the generator 1. When the next pulse is applied after the end of the transition process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 17 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on the capacitance C 13 of the capacitor 13 and the resistance R 14 of the resistor 14 of the two-terminal network with balancing elements of the bridge. Parameter C 13 was already used earlier to balance the bridge, and its value cannot be changed, as the fulfillment of the previous equilibrium conditions is violated. There remains the parameter R 14 , which previously was not included in the equilibrium conditions (1) and (2), and by adjusting its values, the voltage of the flat top is brought to zero, noting this by the zero indicator 17. As a result, the third equilibrium condition is satisfied
Из выражения (3) берут отсчет значения неизвестного параметра R28 (сопротивления резистора 28), так как остальные величины в нем являются известными, в том числе, значения сопротивления R26 из выражения (1) и емкости C27 из выражения (2).From expression (3), a reference is taken to the value of the unknown parameter R 28 (resistance of resistor 28), since the remaining values in it are known, including the resistance value R 26 from expression (1) and capacitance C 27 from expression (2).
На следующем, четвертом, этапе на мостовую цепь с генератора подают импульсы кубичной формы. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное выходное напряжение моста, поступающее на нуль-индикатор 17, имеет плоскую вершину. Напряжение ее зависит, в том числе, от сопротивления R12 резистора 12, емкости C13 конденсатора 13, сопротивления R14 резистора 14 и индуктивности L15 катушки 15 двухполюсника с уравновешивающими элементами мостовой цепи. Ранее для уравновешивания были задействованы R12, C13 и R14, поэтому их значения изменять не следует, так как перестанут выполняться предыдущие условия равновесия. Остается параметр L15, который не входил в предыдущие условия равновесия (1)-(3), и регулировкой его значения приводят напряжение плоской вершины к нулю, это отмечают по нуль-индикатору 17. Для примера подробно рассмотрены три этапа уравновешивания и кратко изложен четвертый этап. Далее на последующих этапах уравновешивания используются питающие импульсы с изменением напряжения по закону четвертой, пятой и т.д. степеней. Число этапов уравновешивания и количество используемых форм питающих импульсов равно числу параметров в двухполюсниках объектов измерения. На каждом этапе приводится к нулю плоская вершина напряжения неравновесия в интервале времени от окончания переходного процесса и до окончания питающего импульса. Это осуществляется регулированием параметра уравновешивающего элемента, который не использовался на предыдущих этапах уравновешивания и не входил в предыдущие условия равновесия. В частности, на пятом, шестом, седьмом и т.д. этапах уравновешивания последовательно используются элементы 22 (сопротивление R22), 23 (емкость C23), 24 (сопротивление R24) и т.д.At the next, fourth, stage, cubic pulses are supplied to the bridge circuit from the generator. When the next pulse is applied after the end of the transition process, the pulse output voltage of the bridge supplied to the zero indicator 17 has a flat top. Its voltage depends, inter alia, on the resistance R 12 of the resistor 12, the capacitance C 13 of the capacitor 13, the resistance R 14 of the resistor 14 and the inductance L 15 of the coil 15 of the two-terminal network with balancing elements of the bridge circuit. Previously, R 12 , C 13 and R 14 were used for balancing, so their values should not be changed, as the previous equilibrium conditions will cease to be satisfied. There remains the parameter L 15 , which was not included in the previous equilibrium conditions (1) - (3), and by adjusting its values, the voltage of the flat top is brought to zero, this is indicated by the zero indicator 17. For an example, three stages of balancing are considered in detail and the fourth stage. Further, at the subsequent stages of balancing, power pulses with a change in voltage are used according to the laws of the fourth, fifth, etc. degrees. The number of balancing stages and the number of used forms of supply pulses is equal to the number of parameters in the two-terminal objects of measurement. At each stage, the flat peak of the nonequilibrium voltage is reduced to zero in the time interval from the end of the transition process to the end of the supply pulse. This is done by adjusting the parameter of the balancing element, which was not used in the previous stages of balancing and was not included in the previous equilibrium conditions. In particular, on the fifth, sixth, seventh, etc. stages of balancing sequentially used elements 22 (resistance R 22 ), 23 (capacity C 23 ), 24 (resistance R 24 ), etc.
Из приведенных положений следует, что на каждом этапе уравновешивания изменяют значение только одного из уравновешивающих параметров, и при этом выполняется только одно из условий равновесия (Ai=0). Таким образом, уравновешивание мостовой цепи является раздельным зависимым.From the above statements it follows that at each stage of balancing only one of the balancing parameters changes, and only one of the equilibrium conditions is satisfied (A i = 0). Thus, the balancing of the bridge chain is separate dependent.
При подключении к мостовой цепи других двухполюсников объектов измерения все приведенные выше операции повторяются. Так, для R-L двухполюсника объекта измерения R30-L31-R32-L33 сохраняются те же формы питающих импульсных сигналов, те же регулируемые параметры и прежний порядок регулирования их значений: R12, C13, R14, …. Приведем условия равновесия для первых трех этапов:When connecting other bipolar measurement objects to the bridge circuit, all the above operations are repeated. So, for the RL bipolar of the measurement object R 30 -L 31 -R 32 -L 33 , the same forms of supplying pulse signals, the same adjustable parameters and the previous procedure for regulating their values are saved: R 12 , C 13 , R 14 , .... We give the equilibrium conditions for the first three stages:
Из них берут отсчет значений искомых параметров: сопротивления R30 резистора 30, индуктивности L31 катушки 31 и сопротивления R32 резистора 32.Of these, a reading of the values of the desired parameters is taken: resistance R 30 of resistor 30, inductance L 31 of coil 31 and resistance R 32 of resistor 32.
При подключении к мостовой цепи R-L-C двухполюсника с разнородными реактивными элементами R34-C35-R36-L37 используют те же регулируемые параметры и порядок регулирования их значений: R12, C13, R14, …. Приведем условия равновесия для первых трех этапов:When connecting a two-terminal device with heterogeneous reactive elements R 34 -C 35 -R 36 -L 37 to the RLC bridge circuit, use the same adjustable parameters and the procedure for regulating their values: R 12 , C 13 , R 14 , .... We give the equilibrium conditions for the first three stages:
Из них берут отсчет значений искомых параметров: сопротивления R34 резистора 34, емкости С35 конденсатора 35 и сопротивления R36 резистора 36.Of these, a reading of the values of the desired parameters is taken: resistance R 34 of the resistor 34, capacitance C 35 of the capacitor 35 and resistance R 36 of the resistor 36.
Таким образом, применение цепей наращивания в многоэлементных двухполюсниках моста с образцовыми и регулируемыми элементами существенно расширяет функциональные возможности мостового измерителя и позволяет определять параметры R-C, R-L и R-L-C двухполюсников объектов измерения с n-элементной схемой замещения, где число n измеряемых параметров может быть равно пяти, шести и более. При этом мостовая цепь сохраняет такое важное свойство, как раздельное уравновешивание.Thus, the use of extension circuits in multi-element bridge diodes with exemplary and adjustable elements significantly expands the functionality of the bridge meter and allows you to determine the parameters RC, RL and RLC of the two-terminal measurement objects with an n-element equivalent circuit, where the number n of measured parameters can be five, six or more. At the same time, the bridge chain retains such an important property as separate balancing.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №1150556, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров n-элементных пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, опубл. 1985, Бюл. №14 (аналог).1. USSR author's certificate No. 1150556, G01R 17/10. Bridge meter parameters n-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky, publ. 1985, Bull. No. 14 (analog).
2. Патент РФ №2365921, G01R 17/00. Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, В.И.Иванов, опубл. 2009, Бюл. №24 (аналог).2. RF patent No. 2365921, G01R 17/00. Bridge meter of parameters of passive two-terminal / G.I. Peredelsky, V.I. Ivanov, publ. 2009, Bull. No. 24 (analogue).
3. Авторское свидетельство СССР №798606, G01R 17/10. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников / Г.И.Передельский, опубл. 1981, Бюл. №3 (прототип).3. USSR Author's Certificate No. 798606, G01R 17/10. Bridge meter parameters of three-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky, publ. 1981, Bull. No. 3 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112353/28A RU2463614C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112353/28A RU2463614C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2463614C1 true RU2463614C1 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112353/28A RU2463614C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2463614C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538946C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of parameters of bipoles |
RU2542640C2 (en) * | 2013-04-23 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of n-element dipoles |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2246879B3 (en) * | 1973-10-04 | 1976-08-27 | Nevoux Suzanne | |
DD149711A1 (en) * | 1980-03-28 | 1981-07-22 | Ulrich Mueller | BALANCE CIRCUIT |
SU1157467A1 (en) * | 1983-06-01 | 1985-05-23 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge meter of multielement passive two-pole network parameters |
SU1247762A1 (en) * | 1984-12-26 | 1986-07-30 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge meter of parameters of multicomponent passive two-terminal networks |
RU2141672C1 (en) * | 1998-07-03 | 1999-11-20 | Орловский государственный технический университет | Electric bridge for measuring n-port network parameters |
US7088108B2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-08-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for detecting an offset drift in a wheatstone measuring bridge |
JP2007051905A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | Auto-balance circuit for measuring impedance |
US7521920B2 (en) * | 2006-08-23 | 2009-04-21 | Schneider Electric Motion Deutschland Gmbh & Co. Kg | Measuring device for measuring the output current of a clocked half-bridge circuit |
RU2399918C1 (en) * | 2009-09-23 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices |
-
2011
- 2011-03-31 RU RU2011112353/28A patent/RU2463614C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2246879B3 (en) * | 1973-10-04 | 1976-08-27 | Nevoux Suzanne | |
DD149711A1 (en) * | 1980-03-28 | 1981-07-22 | Ulrich Mueller | BALANCE CIRCUIT |
SU1157467A1 (en) * | 1983-06-01 | 1985-05-23 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge meter of multielement passive two-pole network parameters |
SU1247762A1 (en) * | 1984-12-26 | 1986-07-30 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge meter of parameters of multicomponent passive two-terminal networks |
RU2141672C1 (en) * | 1998-07-03 | 1999-11-20 | Орловский государственный технический университет | Electric bridge for measuring n-port network parameters |
US7088108B2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-08-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for detecting an offset drift in a wheatstone measuring bridge |
JP2007051905A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | Auto-balance circuit for measuring impedance |
US7521920B2 (en) * | 2006-08-23 | 2009-04-21 | Schneider Electric Motion Deutschland Gmbh & Co. Kg | Measuring device for measuring the output current of a clocked half-bridge circuit |
RU2399918C1 (en) * | 2009-09-23 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542640C2 (en) * | 2013-04-23 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of n-element dipoles |
RU2538946C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge measuring device of parameters of bipoles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2399918C1 (en) | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices | |
RU2461840C2 (en) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS | |
RU2463614C1 (en) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS | |
RU2447452C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
RU2499997C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
RU2501025C1 (en) | Bridge meter of parameters of n-element dipoles | |
RU2376608C1 (en) | Bridge metre of parametres of two-terminal devices | |
RU2538946C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
RU2365921C1 (en) | Passive impedor profile bridge | |
RU2461013C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
RU2511673C2 (en) | Bridge measuring instrument of parameters of dipoles | |
RU2523763C1 (en) | N-terminal device parameter bridge meter | |
RU2471197C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices | |
RU2631540C1 (en) | Bridge meter of n-element two-pole parameters | |
RU62711U1 (en) | BRIDGE DEVICE FOR MEASURING TWO-POLE PARAMETERS | |
RU2527658C1 (en) | Bridge meter of dipole parameters | |
RU2670811C1 (en) | Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit | |
RU2379696C1 (en) | Bridge metre of dipole parametres | |
RU2473918C1 (en) | Bridge metre of dipoles parameters | |
RU2475764C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters | |
RU2509312C1 (en) | Metre of dipole parameters | |
RU2537740C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
RU2427847C1 (en) | Bridge resistor gauge of three resistance transducers | |
RU2499264C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
RU2629715C1 (en) | Bridge meter of two-terminal circuit parameters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130401 |