SU1147986A1 - Мостовой измеритель параметров п тиэлементных пассивных двухполюсников - Google Patents

Abstract

1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЯТИЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ЛВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий электрический мост, два смежных плеча разных ветвей которого образованы конденсаторами , третье плечо - клеммами дл  подключени  объекта измерени , четвертое плечо - уравновешивающим многоэлементньт пассивным двухполюсником , состо щим из последовательно соединенных первого конденсатора и первого резистора, к смежным выводам которых подключен один из выводов второго конденсатора, генератор импульсов сложной формы, первый выход которого соединен с первой вершиной диагонали питани  электрического моста, второй выход генератора импульсов сложной формы и втора  вершина диагонали питани  электрического ...... ..I М.3:-,х,;,; , i,v«... моста соединены с общей шиной, нульиндикатор , подключенный к измерительной диагонали электрического моста двум  входами, отличающий с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем измерени  параметров п тиэлемектных пассивных двухполюсниковj в него введены второй резистор и третий конденсатор , соединенные между собой параллельно и включенные между вторым : выводом второго конденсатора и вто рым выводом первого резистора, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора. 2. Измеритель по п.1, отли (Л чающийс  тем, что генератор импульсов сложной формы содержит четыре формировател  импульсов пр моугольной формы с изменением напр жени  в импульсе по линейному закону , по Квадратичному и по кубичному , коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, блок син хронизации, четыре выхода которого соответственно соединены с входами формирователей импульсов, п тый вы 00 0д ход - с одним из входов коммутатора, выход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, шестой блока синхрони- зации - с третьим выходом генератора импульсов сложной формы, седьмой выход блока синхронизации- с вторым выходом генератора импульсов сложной формы.

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, автоматике и промьшшенной электронике и может быть использовано дл  измерени  п ти параметров двухполюсника, содержащего однотипные реактивные элементы. Известен мост дл  измерени  пара метров пассивных трекэлементньрс нер зонансных двухполюсников, который содержит последовательно соединенные генератор, интегратор, шунтированный ключом, объект измерени , операционный усилитель, дифференциа тор, шунтированный ключом, дифферен циальный усилитель, нуль-индикатор, кроме того, к выходу генератора при соединены входы двух операционных усилителей, выходы которых через сумматор подключены к дифференциаль ному усилителю, к выходу дифференци атора подключён детектор определени  линейности переходного напр жени , а к вькоду дифференциального усилител  - детектор выделени  информации о наличии линейной составл ющей lj . Недостатком такого моста  вл етс отсутствие возможности раздельного уравновешивани  и измерени  более чем трех параметров, а также сложность схемы. Известно устройство дл  измерени параметров двухполюсников, содержащее последовательно соединенные сум матор, электрический мост, дифферен циальный усилитель, к выходу которого Через управл емые ключи подсоеди нены три канала обработки и йндикцции сигналов неравновеси , генерато ры длинных и коротких пр моугольных импульсов, выходы которых подключены к входам сумматора, генератор сигналов запуска, выходы которого соединены с входами генераторов длинных и коротких импульсов и с управл юпр ми входами ключей 2 . Недостатком устройства  вл етс  отсутствие возможности раздельного уравновешивани  более чем по трем параметрам. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  электрический мост, который содержит генератор импульсов трапецеидальной формы, соединенный с диагональю питани  электрического моста. конденсаторы в смежных плечах отношени  разных ветвей моста, в плечах сравнени  последовательно соединенные конденсатор и резистор, шунтированный конденсатором, конденсатор в плече с уравновешивающими :элементаМи , один вьгоод которого подключен к общей точке двух конденсаторов и резистора, другой - к общей точке конденсаторов плеч отношени  нуль-индикатор з. Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие возможности уравновешивани  и измерени  более чем трех параметров двухполюсников, что сужает его функциональные возможности . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей мостового измерител  путем измерени  параметров п тиэлементных пассивных двухполюсников. Поставленна  цель достигаетс  TieM, что 3 мостовой измеритель параметров п тиэлементных пассивных двухполюсников, содержащий электрический мост, два смежных ключа разных ветвей которого образованы конденсаторами , третье плечо - клеммами дл  подключени  объекта измерени , четвертое плечо.- уравновешивающим многоэлЁментньм пассивным двухполюсником, состо щим из последовательно соединенных первого конденсатора и первого резистора, к смежным выводам которых подключен один из выводов второго конденсатора , генератор импульсов сложной формы , первый вь1ход которого соединен с первой вершиной диагонали питани  электрического моста, второй выход генератора импульсов сложной формы и втора  вершина диагонали питани  электрического моста соединены с общей П1ИНОЙ, нуль-индикатор, подключенный к измерительной диагонали электрического моста двум  входами, введены второй резистор и третий конденсатор, соединенные между собой параллельно и включенные между вто рьм выводом второго конденсатора и вторым выводом niepBoro резистора, третий вькод генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора. Кроме того, генератор импульсоь сложной формы содержит четыре формировател  импульсов пр моугольной формы с изменением напр жени  в импульсе по линейному закону, по квад ратичному и по кубичному, коммутато соответствующие входы которого соединены с вьпсодами формирователей импульсов, блок синхронизации, четы ре выхода которого соответственно соединены с входами формирователей импульсов, п тый выход - с одним из входов коммутатора, выход которо го соединен с первым выходом генера тора импульсов сложной формы, шесто :выход блока синхронизации - с треть выходом генератора импульсов сложно формы, седьмой выход .блока синхронизации - с вторым выходом генерато ра импульсов сложной формы. На чертеже представлена функциональна  схема мостового измерител  параметров пассивных двухполюсников . Измеритель содержит генератор t импульсов сложной формы, выход кото рого подключен к электрическому мос ту. В смежных плечах разных ветвей моста включены конденсаторы 2 и 3. Плечо с уравновешивающими элементам состоит из -последовательно соединен ных конденсатора А и резистора 5, параллельно которому включены после довательно соединенные конденсатор 6 и резистор 7, шунтированный конденсатором 8. Измep e шй двухполюсник (объект измерени ) содержит последовательно соединенные конденсатор 9 и резистор 10, параллельно которому включены последовательно соединенные конденсатор.t1 и резистор 12 и конденсатор 13. К измерите ной диагонали моста подключен нульиндикатор 14. Генератор 1 импульсов сложной формы содержит формирователь 15 импульсов пр моугольной формы, формирователь 16 импульсов линейно измен ющейс  формы, формиро ватель 17 импульсов квадратичной формы И: формирователь 18 импульсов кубичной фЬрмы. Вькоды их соединены с входами коммутатора 19, выход которого  вл етс  выходом генератора. Входы формирователей и один из входов коммутатора соединены с выходами блока 20 синхронизации. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии напр жение на входе и выходе электрического моста равно нулю. Под воздействием управл ющих импульсов с блока 2,0 86 синхронизации коммутатор 19 вначале подключает к электрическому мосту формирователь 15 импульсов пр моугольной формы. При воздействии очередного пр моугольного импульса в установившемс  режиме в ветв х устанавливаютс  нулевые токи, и напр жение неравновеси  зависит тольС С, ко от емкостей С денсаторов 2,3,4 и 9. Однократной регулировкой емкости С уравиовешивающего конденсатора 4 привод т плоскую вершину сигнала на выходе моста к нулю, т.е. вьтолн ют первое условие равновеси  , (1) равновесие отмечают по иуль-индикатору . После первого уравновешивани  коммутатор 19 подключает к электрическому мосту формирователь 16 импульсов линейно измен ющейс  формы. При воздействии очередного импульса после окончани  переходного процесса в ветв х устанавливаютс  неизмен ющиес  токи, и напр жение неравновеси  зависит от емкостей перечисленных выше конденсаторов и сопротивлений SjR,Q резисторов 5 и 10. Однократной регулировкой сопротивлени  Ry резистора 5 привод т к нулю плоскую вершину сигнала неравновеси , т.е. вьтолн ют второе условие равновеси  . (2) Равновесие здесь и в дальнейщем отмечают по нуль-индикатору 14. Далее блок 20 синхронизации через коммутатор 19 подкточает к электрическому мосту формирователь 17с изменением напр жени  в шАтульсе по квадратичному закону. При воздействии квадратичного гаетульса прсле окончани  переходного процесса через конденсатор 6 устанавливаетс  неизмен ющийс  ток завис гщий от емкости С конденсатора 6 и не завис ш й от значени  сопротивлени  резистора 7 и емкости конденсатора 8. Однократной регулировкой значени  емкости С уравновешивакнцего конденсатора 6 привод т к нулю плескjm вершину сигнала неравновеси , т.е. вьшолн ют условие равновеси  Cf(C,,+C,)-C4C5 0, (3) где С,, C,j - емкости конденсаторов 11 и 13 соответствеино. Блок 20 синхронизации через коммутатор 19 подкточает к мосту формирователь 18 с изменением напр жени  в игтупьсе по кубичному закону. При воздействии кубичного импульса после окончани  переходного процесса напр жение неравновеси  зависит оТ значени  сопротивлени  резистора 7 и не зависит от значени  емкости Cg конденсатора 8. Однократной регулировкой значени  сопротивлени  R уравновешивающего резистора 7 привод т плоскую вершину сигнала неравновеси  к нулю, т.е. выполн ют четвертое условие равновеси  (C,,C,,)4R,,,R,2C,C6C,r-0,{) где К.„ - сопротивление резистора 12, Во врем  переходного процесса напр жение неравновеси , которое имеет форму экспоненциальных всплесков, зависит от всех уравновешивающих параметров. Однократной регулировкой последнего уравновешивающего пара метра - емкости С конденсатора 8 -при вод т всплески к нулю,и вьтолн ют последнее п тое условие равновеси  C.C C tCfel-CjCeCgcO. (5) Определ ют искомые величины: Сг() RjC CCe+Cgj С,С1 С,(С,4С8) Таким образом, предлагаемое устройство позвод ет измер ть п ть параметров двзхполюсника, что расшир ет его функциональные возможности и область применени . Уравновешивание моста раздельное, что перспективно дл  автоматических измерений . Объект измерени  в устройстве может быть другим. Предлагаемое устройство может найти применение при электроскопическйх исследовани х биологических объектов, таких как белковые растворы и живые ткани.

Claims (2)

1. МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЯТИЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий электрический мост, два смежных плеча разных ветвей которого образованы конденсаторами, третье плечо - клеммами для подключения объекта измерения, четвертое плечо - уравновешивающим многоэлементньм пассивным двухполюсником, состоящим из последовательно соединенных первого конденсатора и первого резистора, к смежным выводам которых подключен один из выводов второго конденсатора, генератор импульсов сложной формы, первый выход которого соединен с первой вершиной диагонали питания электрического моста, второй выход генератора импульсов сложной формы и вторая вершина диагонали питания электрического моста соединены с общей шиной, нульиндикатор, подключенный к измерительной диагонали электрического моста двумя входами, отличающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения параметров пятиэлемектных пассивных двухполюсников* в него введены второй резистор и третий конденсатор, соединенные между собой параллельно и включенные между вторым _;выводом второго конденсатора и вторым выводом первого резистора, третий выход генератора импульсов сложной формы соединен с третьим входом нуль-индикатора.

2. Измеритель по п.1, о т л и ~ чающийся тем, что генератор импульсов сложной формы содержит четыре формирователя импульсов прямоугольной формы с изменением напряжения в импульсе по линейному закону, по Квадратичному и по кубичному, коммутатор, соответствующие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, блок синхронизации, четыре выхода которого соответственно соединены с входами формирователей импульсов, пятый выход - с одним из входов коммутатора, выход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сложной формы, шестой выход блока синхронизации - с третьим выходом генератора импульсов сложной формы, седьмой выход блока синхронизации- с вторым выходом генератора импульсов сложной формы.