RU2575626C1 - Meter of dipole parameters - Google Patents
Meter of dipole parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575626C1 RU2575626C1 RU2014137417/28A RU2014137417A RU2575626C1 RU 2575626 C1 RU2575626 C1 RU 2575626C1 RU 2014137417/28 A RU2014137417/28 A RU 2014137417/28A RU 2014137417 A RU2014137417 A RU 2014137417A RU 2575626 C1 RU2575626 C1 RU 2575626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- capacitor
- pulse generator
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 241001442055 Vipera berus Species 0.000 claims description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и управлению и может быть использовано для контроля и определения параметров объектов измерения и физических величин посредством параметрических датчиков.The invention relates to instrumentation, automation and control and can be used to control and determine the parameters of the measurement objects and physical quantities by means of parametric sensors.
Известен измеритель параметров двухполюсников (Патент РФ №2156982, G01R 17/10, БИ 2000, №27), содержащий последовательно соединенный генератор трапецеидальных импульсов, измерительную цепь, аналоговый сумматор, разделительный конденсатор и нуль-индикатор.A known two-terminal parameter meter (RF Patent No. 2156982, G01R 17/10, BI 2000, No. 27), comprising a trapezoidal pulse generator connected in series, a measuring circuit, an analog adder, an isolation capacitor and a zero indicator.
Недостатком его является отсутствие возможности уравновешивать измерительную схему только образцовыми регулируемыми резисторами. Образцовые регулируемые резисторы в изготовлении являются более технологичными, простыми и недорогими, чем изготовление образцовых регулируемых конденсаторов и образцовых регулируемых катушек индуктивности. У них выше класс точности, меньше габаритные размеры и меньше вес. На них меньшее влияние оказывают электрические и магнитные поля, шумы, наводки, случайные флуктуации, а также изменяющиеся атмосферные условия.Its disadvantage is the inability to balance the measuring circuit only with exemplary adjustable resistors. Exemplary adjustable resistors in the manufacture are more technological, simple and inexpensive than the manufacture of exemplary adjustable capacitors and exemplary adjustable inductors. They have a higher accuracy class, smaller overall dimensions and less weight. They are less affected by electric and magnetic fields, noise, interference, random fluctuations, as well as changing atmospheric conditions.
Известен мостовый измеритель параметров двухполюсников (Патент РФ №2474828, G01R 17/10, БИ 2013, №4), содержащий последовательно соединенный генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.A well-known bridge meter of two-terminal parameters (RF Patent No. 2474828, G01R 17/10, BI 2013, No. 4), containing a series-connected pulse generator with voltage change over their duration according to the law of power functions, a bridge electrical circuit and a zero indicator.
Недостатком его является понижение точности измерения за счет составляющей погрешности от отрицательного влияния синфазного сигнала дифференциального усилителя, входящего в состав нуль-индикатора с дифференциальным входом.Its disadvantage is the decrease in measurement accuracy due to the error component of the negative influence of the common-mode signal of the differential amplifier, which is part of the zero indicator with a differential input.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа измеритель параметров двухполюсников (Патент РФ №2152622, G01R 17/10, БИ 2000, №19), содержащий последовательно соединенный генератор последовательностей прямоугольных импульсов, измерительную цепь, неинвертирующий повторитель напряжения, инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления напряжения, равным двум, двухвходовый аналоговый сумматор, разделительный конденсатор и нуль-индикатор.The closest in technical essence and the achieved result is a two-terminal parameter meter selected as a prototype (RF Patent No. 2152622, G01R 17/10, BI 2000, No. 19), containing a series-connected generator of sequences of rectangular pulses, a measuring circuit, a non-inverting voltage follower, inverting an amplifier with a voltage gain of two, a two-input analog adder, an isolation capacitor and a zero indicator.
Недостатком его является отсутствие возможности раздельно уравновешивать измерительную цепь только регулируемыми резисторами.Its disadvantage is the inability to separately balance the measuring circuit only with adjustable resistors.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в обеспечении возможности раздельно уравновешивать измерительную цепь только регулируемыми резисторами.The problem to which the invention is directed, is to provide the ability to separately balance the measuring circuit only adjustable resistors.
Это достигается тем, что в измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор последовательностей питающих импульсов, который состоит из формирователя прямоугольных импульсов, из коммутатора, который имеет первый и второй входы, первый вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход коммутатора подключен к усилителю мощности, выход которого образует первый (сигнальный) выход генератора импульсов, из блока синхронизации, выход которого соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, а также образует второй выход (выход синхронизации) генератора импульсов, общая шина генератора импульсов заземлена, измерительную цепь, которая включает в себя последовательно соединенный первый и второй резисторы, свободный вывод первого из них соединен с первым (сигнальным) выходом генератора импульсов, а к их общему выводу подключен первый конденсатор, второй конденсатор включен параллельно второму резистору, свободный общий вывод второго резистора и второго конденсатора заземлен, неинвертирующий повторитель напряжения, инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления напряжения, равным двум, вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, двухвходовый аналоговый сумматор, первый вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, а второй вход - с первым (сигнальным) входом генератора импульсов, к выходу которого подключен разделительный конденсатор, нуль-индикатор, первый (сигнальный) вход которого подключен к свободному выводу разделительного конденсатора, второй его вход (вход синхронизации) соединен со вторым выходом (выходом синхронизации) генератора импульсов, общие шины неинвертирующего повторителя напряжения, инвертирующего усилителя, двухвходового аналогового сумматора и нуль-индикатора заземлены, введены в генератор импульсов формирователь импульсов линейно изменяющегося напряжения, в измерительную цепь дополнительный резистор и изменено включение выхода этой измерительной цепи, вход формирователя импульсов линейно изменяющегося напряжения соединен с выходом формирователя импульсов прямоугольной формы, а выход подключен ко второму входу коммутатора, дополнительный резистор включен между свободным выходом первого конденсатора и общим выводом первого, второго резисторов и второго конденсатора, выход измерительной цепи образует общий вывод дополнительного резистора и первого конденсатора, этот выход соединен со входом неинвертирующего повторителя напряжения.This is achieved by the fact that in a two-terminal parameter meter containing a generator of sequences of supply pulses, which consists of a rectangular pulse shaper, from a switch that has first and second inputs, the first input is connected to the output of the rectangular pulse shaper, and the output of the switch is connected to a power amplifier, the output of which forms the first (signal) output of the pulse generator from the synchronization unit, the output of which is connected to the input of the square-pulse generator, as well as develops the second output (synchronization output) of the pulse generator, the common bus of the pulse generator is grounded, a measuring circuit that includes the first and second resistors connected in series, the free output of the first one is connected to the first (signal) output of the pulse generator, and to their common output the first capacitor is connected, the second capacitor is connected in parallel with the second resistor, the free common output of the second resistor and the second capacitor is grounded, a non-inverting voltage follower, inverting gain an amplifier with a voltage gain of two, the input of which is connected to the output of the voltage follower, a two-input analog adder, the first input of which is connected to the output of the inverting amplifier, and the second input is connected to the first (signal) input of the pulse generator, to the output of which an isolation capacitor is connected, a zero indicator, the first (signal) input of which is connected to the free output of the isolation capacitor, its second input (synchronization input) is connected to the second output (synchronization output) The pulse generator, the common buses of a non-inverting voltage follower, an inverting amplifier, a two-input analog totalizer and a zero indicator are grounded, a ramp pulse generator is introduced into the pulse generator, an additional resistor is changed into the measuring circuit, and the output of this measuring circuit is changed, the input of the ramp voltage generator connected to the output of the rectangular pulse shaper, and the output is connected to the second input of the switch, an additional a resistor is connected between the free output of the first capacitor and the common output of the first, second resistors and the second capacitor, the output of the measuring circuit forms the common output of an additional resistor and the first capacitor, this output is connected to the input of a non-inverting voltage follower.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1).The invention is illustrated in the drawing (figure 1).
Измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 последовательностей питающих импульсов. Он состоит из каскада 2 синхронизации, формирователя 3 прямоугольных импульсов, формирователя 4 импульсов линейно изменяющегося напряжения, коммутатора 5 и усилителя 6 мощности. Выход каскада 2 синхронизации соединен со входом формирователя 3 прямоугольных импульсов, а его выход - со входом формирователя 4 импульсов линейно изменяющегося напряжения и с первым входом коммутатора 5. Выход формирователя 4 соединен со вторым входом коммутатора 5. В формирователь 4 входит аналоговый интегратор, который преобразует входные прямоугольные импульсы в импульсы линейно изменяющегося напряжения. Это является функцией аналогового интегратора. Выход коммутатора 5 соединен со входом усилителя 6 мощности. Выход последнего образует первый (сигнальный) выход генератора 1 импульсов. Выход каскада 2 синхронизации также образует второй выход (выход синхронизации) генератора 1 импульсов. Общая шина этого генератора заземлена. Первый (сигнальный) выход генератора 1 соединен со входом измерительной цепи. Она состоит из последовательно соединенных резистора 7 и резистора 8. Свободный вывод резистора 7 соединен с первым выходом генератора 1. К их общему выводу подключен конденсатор 9. Конденсатор 10 включен параллельно резистору 8. Их общий свободный вывод заземлен. Дополнительный резистор 11 включен между свободным выводом конденсатора 9 и общим выводом резисторов 7, 8 и конденсатора 10. Выход измерительной цепи образует общий вывод конденсатора 9 и дополнительного резистора 11.The bipolar parameter meter contains a generator 1 of sequences of supply pulses. It consists of a
Вход неинвертирующего повторителя 12 напряжения соединен с выходом измерительной цепи. Использование такого повторителя объясняется известным его достоинством - это большое входное сопротивление. Вход инвертирующего усилителя 13 с коэффициентом усиления напряжения, равным двум, соединен с выходом неинвертирующего повторителя, а выход - с первым входом двухходового аналогового сумматора 14. Второй вход его соединен с первым (сигнальным) выходом генератора 1 импульсов. К выходу сумматора 14 подключен разделительный конденсатор 15.The input of the
Первый (сигнальный) вход нуль-индикатора 16 подключен к свободному выводу разделительного конденсатора 15. Второй его вход (вход синхронизации) соединен со вторым выходом (выходом синхронизации) генератора 1 импульсов. Общие шины генератора 1 импульсов, неинвертирующего повторителя 12 напряжения, инвертирующего усилителя 13, двухвходового аналогового сумматора 14 и нуль-индикатора 16 заземлены.The first (signal) input of the
Измеритель параметров двухполюсников работает следующим образом.The bipolar parameters meter works as follows.
С первого сигнального входа генератора 1 снимаются последовательности питающих импульсов. При воздействии на измерительную цепь очередного импульса прямоугольной формы после окончания переходного процесса напряжение на выходе ее не зависит от значения емкостей конденсаторов 9 (С9), 10 (С10) и сопротивления 11 (R11) и определяется только значениями сопротивлений резисторов 7 (R7) и 8 (R8). В интервале времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса импульсное напряжение на входе нуль-индикатора 16, в качестве которого может использоваться осциллограф, имеет плоскую вершину. Однократной регулировкой уравновешивающего резистора 7 (R7) она приводится к нулю, в результате чего выполняется первое условие равновесияFrom the first signal input of the generator 1 are removed the sequence of power pulses. When an alternating rectangular pulse is applied to the measuring circuit after the end of the transition process, the output voltage does not depend on the capacitance values of capacitors 9 (C9), 10 (C10) and resistance 11 (R11) and is determined only by the values of the resistors 7 (R7) and 8 (R8). In the time interval from the end of the transition process to the end of the pulse, the pulse voltage at the input of the
R7 - R8=0. (1)R 7 - R 8 = 0. (one)
Полярность импульсного напряжения на входе нуль-индикатора определяет направление регулирования уравновешивающего резистора 7 (R7): в сторону увеличения значения сопротивления или в сторону его уменьшения.The polarity of the pulse voltage at the input of the zero indicator determines the direction of regulation of the balancing resistor 7 (R7): in the direction of increasing the resistance value or in the direction of decreasing it.
Посредством коммутатора 5 подключаем к усилителю мощности 6 формирователь 4 импульсов линейно изменяющегося напряжения, и эти импульсы имеются теперь на первом (сигнальном) выходе генератора 1 импульсов. При воздействии очередного импульса после окончания переходного процесса импульсное напряжение на входе нуль-индикатора 16 имеет плоскую вершину. Однократной регулировкой уравновешивающего резистора 11 (R11) она приводится к нулю. В результате чего выполняется второе условие равновесияBy means of the
C10R7R8 - C9(R7R8+R8R11+R7R11)=0. (2)C 10 R 7 R 8 - C 9 (R 7 R 8 + R 8 R 11 + R 7 R 11 ) = 0. (2)
Как и ранее, полярность импульсного напряжения на входе нуль-индикатора 16 определяет направление регулирования уравновешивающего резистора 11 (R11). Регулирование его не приводит к нарушению первого условия, т.к. это сопротивление не входит в условие (1).As before, the polarity of the pulse voltage at the input of the
В измерительной цепи конденсатор 9 (С9) имеет известное постоянное значение емкости, резисторы 7 (R7) и 11 (R11) - известные регулируемые значения сопротивлений. Параметры R8 и С10 следует определить. Из (1) находится значение R8, из (2) - значение емкости С10, т.к. R8 и другие параметры в (2) являются известными.In the measuring circuit, the capacitor 9 (C9) has a known constant capacitance value, the resistors 7 (R7) and 11 (R11) have known adjustable resistance values. Parameters R8 and C10 should be determined. From (1) is the value of R8, from (2) is the value of the capacitance C10, because R8 and other parameters in (2) are known.
Таким образом, представленный измеритель уравновешивается только регулируемыми резисторами. При этом сохранилось такое важное свойство, как раздельное уравновешивание. В рассмотренном измерителе отсутствует нуль-индикатор с дифференциальным входом, поэтому отсутствует дифференциальный усилитель и, следовательно, исключена составляющая погрешности измерения от синфазного сигнала, т.к. у дифференциального усилителя не идеальное подавление синфазного сигнала. Допустима небольшая нестабильность амплитуды питающих импульсов генератора, т.к. напряжение этой амплитуды не входит в условие равновесия (1), (2) и соответственно в формулы для отсчета искомых параметров. Допустима также небольшая нестабильность длительности импульсов питающего генератора и их частоты повторения.Thus, the presented meter is balanced only by adjustable resistors. At the same time, such an important property as separate balancing was preserved. In the considered meter there is no null indicator with a differential input, therefore there is no differential amplifier and, therefore, the component of the measurement error from the common mode signal is excluded, since the differential amplifier does not have perfect common mode rejection. A slight instability of the amplitude of the supply pulses of the generator is admissible, since the voltage of this amplitude is not included in the equilibrium condition (1), (2) and, accordingly, in the formulas for reading the desired parameters. A slight instability of the duration of the pulses of the supply generator and their repetition frequency is also acceptable.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575626C1 true RU2575626C1 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3473117A (en) * | 1965-12-15 | 1969-10-14 | Hewlett Packard Yokogawa | Bridge circuit having phase shifter and nulling direction indicator |
| SU1147986A1 (en) * | 1983-04-27 | 1985-03-30 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge-type meter of five-element passive two-terminal network parameters |
| RU2105315C1 (en) * | 1993-06-23 | 1998-02-20 | Курский Политехнический Институт | Bridge-type meter of parameters of three-element passive one-ports |
| RU2152622C1 (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-10 | Орловский государственный технический университет | Two-port device parameter meter |
| RU2474828C1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of bipoles parameters |
| RU2499997C2 (en) * | 2012-02-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of dipoles |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3473117A (en) * | 1965-12-15 | 1969-10-14 | Hewlett Packard Yokogawa | Bridge circuit having phase shifter and nulling direction indicator |
| SU1147986A1 (en) * | 1983-04-27 | 1985-03-30 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Bridge-type meter of five-element passive two-terminal network parameters |
| RU2105315C1 (en) * | 1993-06-23 | 1998-02-20 | Курский Политехнический Институт | Bridge-type meter of parameters of three-element passive one-ports |
| RU2152622C1 (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-10 | Орловский государственный технический университет | Two-port device parameter meter |
| RU2474828C1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of bipoles parameters |
| RU2499997C2 (en) * | 2012-02-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Bridge meter of parameters of dipoles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2447452C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2499997C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2575626C1 (en) | Meter of dipole parameters | |
| RU2471197C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2631540C1 (en) | Bridge meter of n-element two-pole parameters | |
| RU2461010C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2591877C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits | |
| RU2461013C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2012118464A (en) | BRIDGE METER OF PARAMETERS OF N-ELEMENT TWO-POLE | |
| RU2473918C1 (en) | Bridge metre of dipoles parameters | |
| RU2541423C1 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2463614C1 (en) | BRIDGE GAUGE OF n-ELEMENT BIPOLES PARAMETERS | |
| RU2247398C1 (en) | Two-terminal network | |
| RU2629715C1 (en) | Bridge meter of two-terminal circuit parameters | |
| RU2495442C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2532695C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2525717C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters | |
| RU2523772C1 (en) | Two-terminal device parameter bridge meter | |
| RU2152622C1 (en) | Two-port device parameter meter | |
| RU2509312C1 (en) | Metre of dipole parameters | |
| RU2229141C1 (en) | Meter measuring parameters of two-terminal networks | |
| RU2326389C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters | |
| RU2670811C1 (en) | Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit | |
| RU2537740C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2495441C2 (en) | Measuring device of parameters of bipoles |