RU2549567C2 - Bridge meter of dipole parameters - Google Patents
Bridge meter of dipole parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549567C2 RU2549567C2 RU2013140545/28A RU2013140545A RU2549567C2 RU 2549567 C2 RU2549567 C2 RU 2549567C2 RU 2013140545/28 A RU2013140545/28 A RU 2013140545/28A RU 2013140545 A RU2013140545 A RU 2013140545A RU 2549567 C2 RU2549567 C2 RU 2549567C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- terminal
- additional
- bridge 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 промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников, а также физических величин посредством параметрических датчиков, включенных в электрический мост.The invention relates to industrial electronics, automation, information-measuring equipment and can be used to control and determine the parameters of two-terminal devices, as well as physical quantities by means of parametric sensors included in the electric bridge.
Известен мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников [А.С. СССР №1157467 G01R. Мостовой измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл., 1985, №19], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульсов по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal [A.S. USSR No. 1157467 G01R. Bridge meter parameters of multi-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky. - Publ. in Bull., 1985, No. 19], containing a series-connected pulse generator with voltage change over the duration of the pulses according to the law of power functions, a bridge electric circuit and a zero indicator.
Недостатком его является отсутствие возможности заземлять оба имеющихся многоэлементных двухполюсника. При прочих равных условиях на практике отдается предпочтение мостовым цепям, где заземлены все имеющиеся многоэлементные двухполюсники. Незаземленный многоэлементный двухполюсник образует паразитную емкость относительно земли, которая вызывает соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, обусловленную этой паразитной емкостью. Кроме того, эта паразитная емкость не стабильна и, как известно, существенно изменяется с течением времени и особенно с изменением температуры. В частном случае, при незаземленном двухполюснике с регулируемыми уравновешивающими элементами и использовании в качестве них матрицы однотипных элементов, управляемых ключей и схемы управления необходимо использовать дополнительные развязывающие элементы - трансформаторы или оптронные пары. Изменение значения уравновешивающего параметра осуществляется здесь замыканием и размыканием ключей под действием сигналов с заземленной электронной схемы управления. Если же уравновешивающий элемент заземлен, то не требуется использовать дополнительные развязывающие элементы. Также в частном случае, при незаземленном двухполюснике объекта измерения и использовании датчика с линией связи на последней наводятся сигналы помех и вызывают соответствующую дополнительную составляющую погрешности измерения, так как здесь линия связи тоже незаземлена. Датчик или датчик совместно с линией связи представляют собой многоэлементную схему замещения. Если же объект измерения заземлен, то сигналы помех и соответствующая составляющая погрешности измерения существенно меньше, так как линия связи заземлена. Незаземленная линия связи также имеет паразитную емкость относительно земли. Можно обратить внимание, что заземлить оба многоэлементных двухполюсника в принципе невозможно в мостах Максвелла [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966. - 88 с., стр. 40, рис. 15], Хея [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966. - 88 с., стр. 40, рис. 16], Андерсона [Нижний С.М. Мосты переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1966. - 88 с., стр. 42, рис. 18].Its disadvantage is the inability to ground both existing multi-element bipolar. All other things being equal, in practice, preference is given to bridge circuits, where all available multi-element bipolar terminals are grounded. An ungrounded multi-element bipolar forms a parasitic capacitance relative to the ground, which causes a corresponding additional component of the measurement error due to this parasitic capacitance. In addition, this parasitic capacitance is not stable and, as is known, varies significantly over time and especially with temperature. In the particular case, with an ungrounded bipolar with adjustable balancing elements and using matrices of the same type as elements, controlled keys and control circuits, it is necessary to use additional decoupling elements - transformers or optocoupler pairs. Changing the value of the balancing parameter is carried out here by closing and opening the keys under the action of signals from a grounded electronic control circuit. If the balancing element is grounded, then no additional decoupling elements are required. Also, in the particular case, when the measurement object is not grounded and a sensor with a communication line is used, interference signals are induced on the latter and cause a corresponding additional component of the measurement error, since here the communication line is also not grounded. A sensor or sensor together with a communication line is a multi-element equivalent circuit. If the measurement object is grounded, then the interference signals and the corresponding component of the measurement error are significantly less, since the communication line is grounded. An ungrounded communication line also has a stray capacitance relative to the ground. It can be noted that it is basically impossible to ground both multi-element bipolar in Maxwell bridges [Nizhny S.M. AC bridges. - M.-L.: Energy, 1966. - 88 p., P. 40, Fig. 15], Heya [Nizhny S.M. AC bridges. - M.-L.: Energy, 1966. - 88 p., P. 40, Fig. 16], Anderson [Nizhny S.M. AC bridges. - M.-L.: Energy, 1966. - 88 p., P. 42, fig. eighteen].
Известен мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников [Патент РФ №2103695 G01R. Мостовой измеритель параметров пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский - Опубл. в Бюл., 1998, №3], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульсов по закону степенных функций, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.Known bridge meter parameters of passive bipolar [RF Patent No. 2103695 G01R. Bridge meter of parameters of passive two-terminal / G.I. Peredelsky - Publ. in Bull., 1998, No. 3], containing a series-connected pulse generator with voltage change over the duration of the pulses according to the law of power functions, a bridge electric circuit and a zero indicator.
Недостатком его является отсутствие возможности заземлять оба имеющихся многоэлементных двухполюсника.Its disadvantage is the inability to ground both existing multi-element bipolar.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников [А.С. СССР №798607, G01R. Мостовой измеритель параметров трехэлементных пассивных двухполюсников / Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл, 1981, №3], содержащий последовательно соединенные генератор импульсов трапецеидальной формы, мостовую электрическую цепь и нуль-индикатор.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is selected as a prototype bridge meter parameters of the three-element passive two-terminal [A.S. USSR No. 798607, G01R. Bridge meter of parameters of three-element passive two-terminal / G.I. Peredelsky. - Publ. in Bul, 1981, No. 3], comprising a trapezoidal pulse generator, a bridge circuit and a null indicator connected in series.
Недостатком его является отсутствие возможности заземлить оба имеющихся многоэлементных двухполюсника.Its disadvantage is the inability to ground both existing multi-element bipolar.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости, за счет использования только заземленных многоэлементных двухполюсников.The problem to which the invention is directed is to reduce the measurement error by eliminating the component error from the parasitic capacitance with respect to the “ground” of the non-earthed multi-element bipolar, as well as the instability of this parasitic capacitance, through the use of only earthed multi-element bipolar.
Это достигается тем, что в мостовой измеритель параметров двухполюсников, содержащий генератор питающих импульсов, состоящий из формирователей импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону K0t0, K1t1, K2t2, K3t3, K4t4, где K0, K1, K2, K3, K4 - постоянные коэффициенты и t - текущее время, из коммутатора, из усилителя мощности и каскада синхронизации, выход каскада синхронизации соединен с каждым входом имеющихся пяти формирователей импульсов, выходы которых подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности образует первый выход генератора питающих импульсов относительно «земли», второй выход генератора питающих импульсов - выход синхронизации образует выход каскада синхронизации, общая шина генератора питающих импульсов заземлена; первый выход генератора питающих импульсов подключен к входу четырехплечей мостовой цепи (моста), который образует общий вывод двух параллельно включенных ветвей четырехплечей мостовой цепи, первая из них состоит из двух последовательно соединенных резисторов, свободный вывод первого из них соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод этих двух резисторов образует первый вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод второго резистора заземлен, вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника, свободный вывод одиночного резистора соединен с первым выходом генератора питающих импульсов, общий вывод одиночного резистора и многоэлементного двухполюсника образует второй вывод выхода четырехплечей мостовой цепи, свободный вывод многоэлементного двухполюсника заземлен, многоэлементный двухполюсник включает в себя последовательно соединенные первый резистор и катушку индуктивности, к общему выводу которых подключен второй резистор, свободный вывод катушки индуктивности заземлен, две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения, который, в частности, состоит из первого резистора, параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных первого конденсатора и второго резистора, параллельно последнему включена цепь из последовательно соединенных второго конденсатора и третьего резистора, общий вывод первого, второго и третьего резисторов соединен с одной из двух клемм и заземлен, общий вывод первого резистора и первого конденсатора соединен с другой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения; нуль-индикатор, два вывода дифференциального (первого) входа которого соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи, второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора соединен со вторым выходом генератора питающих импульсов, общая шина нуль-индикатора заземлена; введены дополнительная катушка индуктивности и четыре дополнительных резистора, дополнительная катушка индуктивности включена в многоэлементный двухполюсник второй ветви моста между свободным выводом второго резистора и «землей», первый дополнительный резистор соединен параллельно дополнительной катушке индуктивности, второй дополнительный резистор включен между свободным выводом первого резистора и вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи, третий дополнительный резистор включен между общим выводом второго дополнительного и первого резисторов и незаземленной клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения, четвертый дополнительный резистор включен между вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи и незаземленной клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения.This is achieved by the fact that in the bridge meter of two-terminal parameters, it contains a supply pulse generator, consisting of pulse shapers with voltage changes over their duration according to the law K 0 t 0 , K 1 t 1 , K 2 t 2 , K 3 t 3 , K 4 t 4 , where K 0 , K 1 , K 2 , K 3 , K 4 are constant coefficients and t is the current time from the switch, from the power amplifier and the synchronization cascade, the output of the synchronization cascade is connected to each input of the available five pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the switch, the output of which is connected to house power amplifier, the power amplifier output forms the first output of generator feeding pulses on the "land", the second output of the generator supplying pulses - synchronization output forms the output stage of synchronization, the overall tire generator feeding pulses grounded; the first output of the supply pulse generator is connected to the input of the four-arm bridge circuit (bridge), which forms the common output of two parallel branches of the four-arm bridge circuit, the first of which consists of two series-connected resistors, the free output of the first one is connected to the first output of the supply pulse generator, the common terminal of these two resistors forms the first terminal output of the four-arm bridge circuit, the free terminal of the second resistor is earthed, the second branch of the bridge consists of a series connection a single resistor and a multi-element bipolar, the free output of a single resistor is connected to the first output of the supply pulse generator, the common output of a single resistor and a multi-element bipolar forms a second output terminal of a four-arm bridge circuit, the free terminal of a multi-element bipolar is grounded, the multi-element bipolar includes a series-connected first resistor inductor, to the common terminal of which a second resistor is connected, the free output of the inductance coil the spacers are grounded, two terminals for connecting the two-terminal device of the measurement object, which, in particular, consists of a first resistor, in parallel with which a circuit is connected from the first capacitor and the second resistor connected in series, a circuit from the second capacitor and the third resistor is connected in series to the last, the common output of the first , the second and third resistors are connected to one of the two terminals and grounded, the common terminal of the first resistor and the first capacitor is connected to the other terminal for connecting two xpole of the measurement object; a null indicator, the two terminals of the differential (first) input of which are connected to the two terminals of the output of the four-arm bridge circuit, the second input (synchronization input) of the null indicator is connected to the second output of the supply pulse generator, the common bus of the null indicator is grounded; an additional inductor and four additional resistors are introduced, an additional inductor is included in the multi-element bipolar of the second branch of the bridge between the free output of the second resistor and ground, the first additional resistor is connected in parallel with the additional inductor, the second additional resistor is connected between the free output of the first resistor and the second output output of the four-arm bridge circuit, a third additional resistor is connected between the common terminal of the second add nogo and the first resistor and an ungrounded terminal for connecting the two-pole measurement object, a fourth further resistor connected between the second output terminal of the bridge circuit and chetyrehplechey ungrounded terminal for connecting the two-pole measurement object.
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор 1 питающих импульсов, состоящий из формирователя 2 прямоугольных импульсов (K0t0), формирователя 3 линейно изменяющихся импульсов (K1t1), формирователя 4 квадратичных импульсов (K2t2), формирователя 5 кубичных импульсов (K3t3), формирователя 6 импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени, (K4t4), где K0, K1, K2, K3 и K4 - постоянные коэффициенты, t - текущее время, усилителя 7 мощности, коммутатора 8 и блока 9 синхронизации. Выход каждого формирователя импульсов соединен с соответствующим входом коммутатора 8, выход которого подключен ко входу усилителя 7 мощности, выход которого образует первый выход генератора 1 питающих импульсов относительно «земли». Выход блока 9 синхронизации соединен со входом (входом синхронизации) каждого формирователя импульсов. Также выход блока 9 синхронизации образует второй выход (выход синхронизации) генератора 1 питающих импульсов относительно «земли». Общая шина генератора 1 питающих импульсов заземлена.The bipolar bridge parameter meter contains a supply pulse generator 1, consisting of a shaper 2 of rectangular pulses (K 0 t 0 ), a shaper of 3 linearly changing pulses (K 1 t 1 ), a shaper of 4 quadratic pulses (K 2 t 2 ), a shaper of 5 cubic pulses (K 3 t 3 ), shaper 6 pulses, the voltage of which varies according to the law of the fourth degree, (K 4 t 4 ), where K 0 , K 1 , K 2 , K 3 and K 4 are constant coefficients, t is the current time, power amplifier 7, switch 8 and synchronization unit 9. The output of each pulse shaper is connected to the corresponding input of the switch 8, the output of which is connected to the input of the power amplifier 7, the output of which forms the first output of the generator 1 of the supply pulses relative to the "ground". The output of the synchronization unit 9 is connected to the input (synchronization input) of each pulse shaper. Also, the output of the synchronization unit 9 forms a second output (synchronization output) of the generator 1 of the supply pulses relative to the "ground". The common bus of the generator 1 of the supply pulses is grounded.
Первый выход генератора 1 питающих импульсов подключен ко входу (к первой вершине генераторной диагонали) четырехплечей мостовой цепи (моста), образованной двумя параллельно включенными ветвями. Первая из этих ветвей состоит из двух последовательно соединенных резисторов 10 (R10) и 11 (R11), образующих соответственно первое и второе плечи четырехплечей мостовой цепи. Свободный вывод первого резистора R10 подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов.The first output of the generator 1 of the supply pulses is connected to the input (to the first vertex of the generator diagonal) of the four-arm bridge circuit (bridge), formed by two parallel connected branches. The first of these branches consists of two series-connected resistors 10 (R10) and 11 (R11), forming the first and second shoulders of the four-arm bridge circuit, respectively. The free output of the first resistor R10 is connected to the first output of the supply pulse generator 1.
Свободный вывод второго резистора R11 заземлен. Общий вывод резисторов R10 и R11 образует первый вывод выхода (первую вершину измерительной диагонали) четырехплечей мостовой цепи.The free terminal of the second resistor R11 is grounded. The common output of resistors R10 and R11 forms the first output terminal (the first peak of the measuring diagonal) of the four-arm bridge circuit.
Вторая ветвь моста состоит из последовательно соединенных одиночного резистора 12 (R12), образующего третье плечо моста, и многоэлементного двухполюсника, составляющего четвертое плечо четырехплечей мостовой цепи. Свободным выводом резистор R12 подключен к первому выходу генератора 1 питающих импульсов. Общий вывод резистора R12 и многоэлементного двухполюсника, составляющего четвертое плечо четырехплечей мостовой цепи, образует второй вывод выхода (вторую вершину измерительной диагонали) моста. Свободный вывод многоэлементного двухполюсника заземлен.The second branch of the bridge consists of a series-connected single resistor 12 (R12), forming the third shoulder of the bridge, and a multi-element bipolar, making up the fourth shoulder of the four-arm bridge circuit. A free output resistor R12 is connected to the first output of the generator 1 of the supply pulses. The common terminal of the resistor R12 and the multi-element bipolar, making up the fourth arm of the four-arm bridge circuit, forms the second output terminal (second vertex of the measuring diagonal) of the bridge. The free terminal of the multi-element bipolar is grounded.
Этот многоэлементный двухполюсник содержит две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения (первая клемма не заземлена, вторая клемма соединена с «землей»), второй дополнительный резистор 13 (R13), включенный между свободным выводом первого резистора 14 (R14), соединенного последовательно с катушкой индуктивности 15 (L15), и вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи. К общему выводу резистора R14 и катушки индуктивности L15 подключен второй резистор 16 (R16). Свободный вывод катушки индуктивности L15 заземлен. Между свободным выводом второго резистора R16 и «землей» включена дополнительная катушка индуктивности 17 (L17), параллельно с которой соединен первый дополнительный резистор 18 (R18). Третий дополнительный резистор 19 (R19) включен между общим выводом второго дополнительного резистора R13 и первого резистора R14 и незаземленной первой клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения. Четвертый дополнительный резистор 20 (R20) включен между вторым выводом выхода четырехплечей мостовой цепи и незаземленной клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения. Двухполюсник объекта измерения, в частности, состоит из первого резистора 21 (R21), параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных первого конденсатора 22 (С22) и второго резистора 23 (R23); параллельно последнему включена цепь из последовательно соединенных второго конденсатора 24 (С24) и третьего резистора 25 (R25). Общий вывод первого R21, второго R23 и третьего R25 резисторов соединен со второй клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения и заземлен. Общий вывод первого резистора R21 и первого конденсатора С22 соединен с первой (незаземленной) клеммой для подключения двухполюсника объекта измерения.This multi-element two-terminal contains two terminals for connecting the two-terminal of the measurement object (the first terminal is not grounded, the second terminal is connected to ground), the second additional resistor 13 (R13) connected between the free terminal of the first resistor 14 (R14) connected in series with the inductor 15 (L15), and the second output terminal of the four-arm bridge circuit. A second resistor 16 (R16) is connected to the common terminal of the resistor R14 and the inductor L15. The free terminal of the inductor L15 is grounded. Between the free terminal of the second resistor R16 and ground, an additional inductor 17 (L17) is connected, in parallel with which the first additional resistor 18 (R18) is connected. The third additional resistor 19 (R19) is connected between the common terminal of the second additional resistor R13 and the first resistor R14 and the ungrounded first terminal for connecting the two-terminal device of the measurement. The fourth additional resistor 20 (R20) is connected between the second output terminal of the four-arm bridge circuit and an ungrounded terminal for connecting the two-terminal object of measurement. The bipolar of the measurement object, in particular, consists of a first resistor 21 (R21), in parallel with which a circuit is connected from a series of connected first capacitor 22 (C22) and a second resistor 23 (R23); parallel to the latter, a circuit is connected from the second capacitor 24 (C24) and the third resistor 25 (R25) connected in series. The common terminal of the first R21, second R23 and third R25 resistors is connected to the second terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object and is grounded. The common terminal of the first resistor R21 and the first capacitor C22 is connected to the first (non-grounded) terminal for connecting the two-terminal device of the measurement object.
Два вывода дифференциального первого входа нуль-индикатора 26 соединены с двумя выводами выхода четырехплечей мостовой цепи. Второй вход (вход синхронизации) нуль-индикатора 26 соединен со вторым выходом генератора 1 питающих импульсов. Общая шина нуль-индикатора 26 соединена с заземленной общей шиной генератора 1 питающих импульсов и со второй вершиной генераторной диагонали моста, образованной общим выводом резисторов R11 и R18, катушек индуктивности L15 и L17 и второй клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения.Two outputs of the differential first input of the null indicator 26 are connected to two outputs of the output of the four-arm bridge circuit. The second input (synchronization input) of the null indicator 26 is connected to the second output of the supply pulse generator 1. The common bus of the null indicator 26 is connected to the grounded common bus of the generator 1 of the supply pulses and to the second peak of the generator diagonal of the bridge, formed by the common output of resistors R11 and R18, inductors L15 and L17 and the second terminal for connecting the two-terminal object of measurement.
В мостовом измерителе параметров двухполюсников сопротивления резисторов R10, R12, R13, R20 известны, постоянны и имеют равные значения (R10=R12=R13=R20). Также известно и постоянно значение сопротивления резистора R19. Значение сопротивления резистора R11 определяется из предварительно выполненного начального условияIn a bridge meter of two-terminal parameters, the resistors R10, R12, R13, R20 are known, constant, and have equal values (R10 = R12 = R13 = R20). The resistance value of the resistor R19 is also known and constant. The resistance value of the resistor R11 is determined from the pre-fulfilled initial condition
Регулируемыми переменными являются известные параметры уравновешивающих элементов - резисторов R14, R16, R18 и катушек индуктивности L15 и L17. Искомыми являются параметры элементов двухполюсника объекта измерения - резисторов R21, R23 и R25 и конденсаторов С22 и С24.Adjustable variables are the known parameters of the balancing elements - resistors R14, R16, R18 and inductors L15 and L17. Searched are the parameters of the bipolar elements of the measurement object - resistors R21, R23 and R25 and capacitors C22 and C24.
Работа мостового измерителя параметров двухполюсников состоит в следующем. В начальный момент времени при отсутствии импульсов с генератора 1 питающих импульсов напряжения на генераторной и измерительной диагоналях четырехплечей мостовой цепи равны нулю. В генераторе 1 питающих импульсов формирователь 2 прямоугольных импульсов, формирователь 3 линейно изменяющихся импульсов, формирователь 4 квадратичных импульсов, формирователь 5 кубичных импульсов, формирователь 6 импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени, формируют последовательности импульсных сигналов соответствующей формы. Через коммутатор 8 и усилитель 7 мощности эти сигналы поочередно поступают на выход генератора 1 питающих импульсов и воздействуют на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи.The work of a bridge measuring device of two-terminal parameters is as follows. At the initial time, in the absence of pulses from the generator 1, the supply voltage pulses on the generator and measuring diagonals of the four-arm bridge circuit are equal to zero. In the generator 1 of the supply pulses, the shaper 2 of the square pulses, the shaper 3 of the linearly changing pulses, the shaper 4 of the quadratic pulses, the shaper 5 of cubic pulses, the shaper 6 of the pulses, the voltage of which varies according to the law of the fourth degree, form a sequence of pulse signals of the corresponding form. Through the switch 8 and the power amplifier 7, these signals are alternately fed to the output of the supply pulse generator 1 and act on the generator diagonal of the four-arm bridge circuit.
В первую очередь на вход четырехплечей мостовой цепи подается последовательность прямоугольных импульсов. При воздействии очередного прямоугольного импульса в измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса устанавливается неизменяющееся в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса напряжение неравновесия. Плоская вершина этого напряжения приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R14. В результате выполняется первое условие равновесия четырехплечей мостовой цепиFirst of all, a sequence of rectangular pulses is fed to the input of the four-arm bridge circuit. Under the influence of the next rectangular pulse in the measuring diagonal of the four-arm bridge circuit after the end of the transient, a non-equilibrium voltage is set that remains unchanged during the time interval from the end of the transient to the end of the pulse. The flat peak of this voltage is reduced to zero by a single adjustment of the variable resistance of the balancing resistor R14. As a result, the first equilibrium condition of the four-arm bridge chain is satisfied.
Во вторую очередь на вход четырехплечей мостовой цепи подается последовательность линейно изменяющихся импульсных сигналов. При воздействии очередного такого импульса в измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса устанавливается неизменяющееся в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса напряжение неравновесия.Secondly, a sequence of linearly changing pulse signals is fed to the input of the four-arm bridge circuit. When the next such pulse is applied, in the measuring diagonal of the four-arm bridge circuit after the end of the transient, a non-equilibrium voltage is established that does not change during the time interval from the end of the transient to the end of the pulse.
Плоская вершина этого напряжения с учетом выполненного первого условия равновесия (2) приводится к нулю однократной регулировкой переменной индуктивности уравновешивающей катушки индуктивности L15. При этом выполняется второе условие равновесия четырехплечей мостовой цепиThe flat peak of this voltage, taking into account the fulfilled first equilibrium condition (2), is reduced to zero by a single adjustment of the variable inductance of the balancing inductance coil L15. In this case, the second equilibrium condition of the four-arm bridge chain is satisfied
Выполнение первого условия равновесия (2) в этом случае сохраняется, поскольку в нем нет переменного параметра уравновешивающей катушки индуктивности L15.The fulfillment of the first equilibrium condition (2) in this case is preserved, since it does not have a variable parameter of the balancing inductance coil L15.
Затем на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи поступает последовательность импульсов квадратичной формы. При воздействии очередного импульса квадратичной формы на выходе четырехплечей мостовой цепи после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса устанавливается импульсный сигнал неравновесия с плоской вершиной. Эта вершина с учетом выполненного первого (2) и второго (3) условий равновесия приводится к нулю однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего элемента - резистора R16. Третье условие равновесия четырехплечей мостовой цепи запишется в видеThen, a sequence of quadratic pulses arrives at the generator diagonal of the four-arm bridge circuit. Under the influence of the next quadratic-shaped pulse at the output of the four-arm bridge circuit after the end of the transition process, a pulse signal of non-equilibrium with a flat top is established during the time interval from the end of the transition process to the end of the pulse. This peak, taking into account the fulfilled first (2) and second (3) equilibrium conditions, is brought to zero by a single adjustment of the variable resistance of the balancing element - resistor R16. The third equilibrium condition of the four-arm bridge chain is written as
Выполнение первого (2) и второго (3) условий равновесия в этом случае сохраняется, так как они не содержат переменного сопротивления уравновешивающего резистора R16.The fulfillment of the first (2) and second (3) equilibrium conditions in this case is preserved, since they do not contain the variable resistance of the balancing resistor R16.
Далее на генераторную диагональ четырехплечей мостовой цепи воздействуют импульсы кубичной формы. В измерительной диагонали четырехплечей мостовой цепи при воздействии очередного импульса кубичной формы устанавливается импульсный сигнал неравновесия. Этот сигнал после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса имеет плоскую вершину, которая при выполненных условиях (2) - (4) приводится к нулю однократной регулировкой переменного параметра уравновешивающей катушки индуктивности L17. Четвертое условие равновесия четырехплечей мостовой цепи определяется выражениемFurther, cubic-shaped pulses act on the generator diagonal of the four-arm bridge circuit. In the measuring diagonal of the four-arm bridge circuit under the influence of the next pulse of a cubic shape, a pulse signal of disequilibrium is established. This signal after the end of the transient during the time interval from the end of the transient to the end of the pulse has a flat top, which, under the conditions (2) - (4), is reduced to zero by a single adjustment of the variable parameter of the balancing inductor L17. The fourth equilibrium condition of the four-arm bridge chain is determined by the expression
Предыдущие условия равновесия (2) - (4) сохраняются, поскольку в этих условиях отсутствует переменная индуктивность уравновешивающей катушки индуктивности L17.The previous equilibrium conditions (2) - (4) are preserved, since under these conditions there is no variable inductance of the balancing inductor L17.
В последнюю очередь на вход моста подается последовательность импульсов, напряжение которых изменяется по закону четвертой степени. Воздействие на мостовую цепь очередного импульса такой формы приводит к тому, что в измерительной диагонали моста устанавливается импульсный сигнал неравновесия, имеющий после окончания переходного процесса в течение интервала времени от окончания переходного процесса и до окончания импульса плоскую вершину, приводимую к нулю при выполнении условий (2) - (5) однократной регулировкой переменного сопротивления уравновешивающего резистора R18. В результате выполняется пятое и последнее условие равновесия четырехплечей мостовой цепи, имеющее видLastly, a sequence of pulses is fed to the input of the bridge, the voltage of which varies according to the law of the fourth degree. The impact on the bridge circuit of the next pulse of this shape leads to the fact that in the measuring diagonal of the bridge a pulse nonequilibrium signal is established, which, after the end of the transition process, has a flat peak after the end of the transition process and until the end of the pulse, which is reduced to zero under conditions (2 ) - (5) a single adjustment of the variable resistance of the balancing resistor R18. As a result, the fifth and final equilibrium condition of the four-arm bridge chain, which has the form
При этом выполнение условий равновесия (2) - (5) не нарушается, поскольку в них не содержится переменное сопротивление уравновешивающего резистора R18.In this case, the fulfillment of equilibrium conditions (2) - (5) is not violated, since they do not contain the variable resistance of the balancing resistor R18.
Искомые значения параметров пяти элементов двухполюсника объекта измерения R21, С22, R23, С24 и R25 определяются из пяти условий равновесия четырехплечей мостовой цепи (2) - (6). По сути из решения пяти уравнений определяются пять неизвестных параметров.The required values of the parameters of the five elements of the two-terminal object of measurement R21, C22, R23, C24 and R25 are determined from the five equilibrium conditions of the four-arm bridge circuit (2) - (6). In fact, five unknown parameters are determined from the solution of five equations.
Таким образом, предлагаемый мостовой измеритель параметров двухполюсников позволяет уменьшить погрешность измерения за счет исключения составляющей погрешности от паразитной емкости относительно «земли» незаземленного многоэлементного двухполюсника, а также нестабильности этой паразитной емкости, за счет использования только заземленных многоэлементных двухполюсников. Кроме того, в предлагаемом мостовом измерителе параметров двухполюсников реализуется такое важное свойство мостовых цепей, как зависимое раздельное уравновешивание.Thus, the proposed bridge meter of the two-terminal parameters allows to reduce the measurement error by eliminating the component error from the parasitic capacitance relative to the “ground” of the non-earthed multi-element two-terminal, as well as the instability of this parasitic capacitance, due to the use of only grounded multi-element two-terminal devices. In addition, the proposed bridge meter of the two-terminal parameters implements such an important property of bridge circuits as dependent separate balancing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013140545/28A RU2549567C2 (en) | 2013-09-02 | 2013-09-02 | Bridge meter of dipole parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013140545/28A RU2549567C2 (en) | 2013-09-02 | 2013-09-02 | Bridge meter of dipole parameters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013140545A RU2013140545A (en) | 2015-03-10 |
| RU2549567C2 true RU2549567C2 (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53279662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013140545/28A RU2549567C2 (en) | 2013-09-02 | 2013-09-02 | Bridge meter of dipole parameters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2549567C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU798607A1 (en) * | 1976-10-01 | 1981-01-23 | Томский Институт Автоматизирован-Ных Систем Управления И Радио-Электроники | Bridge for measuring resistance of object with polarizing processes |
| 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 |
| RU2284530C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks |
| JP2007051905A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | Automatic balancing circuit for impedance measurement |
| US7742318B2 (en) * | 2008-06-10 | 2010-06-22 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Multi-element resonant converters |
| 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 |
| RU2011146030A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE TWO-POLE PARAMETER |
-
2013
- 2013-09-02 RU RU2013140545/28A patent/RU2549567C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU798607A1 (en) * | 1976-10-01 | 1981-01-23 | Томский Институт Автоматизирован-Ных Систем Управления И Радио-Электроники | Bridge for measuring resistance of object with polarizing processes |
| 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 |
| RU2284530C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks |
| JP2007051905A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | Automatic balancing circuit for impedance measurement |
| US7742318B2 (en) * | 2008-06-10 | 2010-06-22 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Multi-element resonant converters |
| 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 |
| RU2011146030A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | BRIDGE TWO-POLE PARAMETER |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| G. I. Peredel'skii. BRIDGE CIRCUITS WITH FREQUENCY-INDEPENDENT TWO-TERMINAL ELEMENTS // Measurement Techniques, Vol. 43, No. 8. 2000 (фиг. 1) . Ю.В. Диденко и др. ГРУППА МОСТОВЫХ ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНО-НЕЗАВИСИМЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ ДЛЯ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов. Ч. 2. Курск, 2008. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013140545A (en) | 2015-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2399918C1 (en) | Bridge circuit for measuring parametres of passive two-terminal devices | |
| RU2447452C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2284530C1 (en) | Bridge meter for measuring parameters of two-terminal networks | |
| RU2499997C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2511673C2 (en) | Bridge measuring instrument of parameters of dipoles | |
| RU2549567C2 (en) | Bridge meter of dipole parameters | |
| RU2527658C1 (en) | Bridge meter of dipole parameters | |
| RU2461013C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2569043C2 (en) | Bridge meter of two-terminal circuit parameters | |
| RU2499264C2 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2471197C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2475764C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters | |
| RU2473918C1 (en) | Bridge metre of dipoles parameters | |
| RU2581776C1 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits | |
| RU2525717C1 (en) | Bridge meter of bipoles parameters | |
| RU2575794C1 (en) | Two-terminal device parameter bridge meter | |
| RU2461011C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2461010C1 (en) | Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices | |
| RU2697893C2 (en) | Bridge meter of bipole parameters | |
| RU2538946C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles | |
| RU2661457C1 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits | |
| RU2523763C1 (en) | N-terminal device parameter bridge meter | |
| RU2427847C1 (en) | Bridge resistor gauge of three resistance transducers | |
| RU2541423C1 (en) | Bridge meter of parameters of dipoles | |
| RU2532695C1 (en) | Bridge measuring device of parameters of bipoles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150903 |