Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления /проводимости/ двухполюсника

Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления /проводимости/ двухполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено04. 10. 80 (21) 2991411/18-21 151 М. КП.З

G 01 R 17/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Госуда(ктвенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ЩУДК 621.317..733(088.8) Опубликовано 30. 07. 82Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30 .07.82 (72) Авторы изобретения троФанов

А ф ПРОКУнцев r u LlapoFIQB Р М Юмаев и В.Д.Меливанов

1, |

Пензенский завод-ВТУЗ при Заводе ВЭМ (фил

Пензенского пблитехнического института) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ

ОДНОЙ ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИЗМЕРЯЕМОГО

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРОВОДИМОСТИ) ДВУХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля составляющих комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсников.

Известно устройство, реализующее способ. измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, выполненного по последовательной схеме замещения, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно; соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника, причем вершина . цепи,. примыкающая к образцовому двухполюснику и измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника заземлейа, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому двухполюснику, через первое согласующее устройство подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя, к пер-. вым входам первого и второго блоков деления и через фазовращающее устройство — к опорному входу второго фаэо чувствительного выпрямителя, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления. Второй вход первого блока деления подсоединен к выходу первого фаэочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника, через второе согласующее устройство соединена с информационными входами первого и второго фаэочувствительных выпрямителей (1).

Однако устройство не позволяет производить измерение приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника.

Известно устройство, реализующее способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, которое позволяет измерять приращения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплексного сопротивления двухпо,ЗО,люсника, причем вершина цепи, прими947771 кающая к образцовому двухполюснику и измеряемому комплексному сопротивлению двухпелюсника, заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому (исследуемому) двухполюснику, через первое согласую- щее устройство. подключена параллельно к первым входам первого и второго блоков деления, к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя, через фазовращающее устройство IG к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя и к входу амплитудного преобразователя, рыход которого соединен параллельно с первыми входами блоков разнести, вершина15 диагонали питания, примыкающая к изме. ряемому компдексному сопротивлению двухполюсника (образцовому двухполюснику), через второе согласующее устройство подсоединена параллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых подсоединены к вторым входам первого и второго блока разности, соответственно, выходы которых25 соединены с вторыми входами первого и второго блоков деления соответственно $2).

В данном устройстве для измерения приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника необходимы операции вычитания, что снижает точность измерения, и, кроме того, оно не позволяет производить допусковый контроль составляющих исследуемого двухполюсника, так как в этом слу5 чае необходим опорный канал сравнения.

Цель изобретения — повышение точности допускового контроля одной из составляющих измеряемого комйлекс- 4п ного сопротивления (проводимости) двухполюсника и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового и контролируемого двухполюсников, вершина диагонали питания, примыкающая к контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения, или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещения исследуемого комплексного сопротивления двухполюсника, через согласующий блок подключена к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, а вершина цепи, примыкающая к образцовому и контролируемому комп-60 лексному сопротивлению двухполюсника, заземлена, второй согласующий блок, введены два функциональных преобразователя, блок суммирования, компаратор напряжений, блок обработки сигналов, вторая ветвь, составленная из последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников, причем вершина диагонали питания из мерительной цепи, примыкающая к контролируемому (образцовому)двухполюснику, соединены с одним из зажимов первого из вновь введенных образцовых двухполюсников, а вторая вершина диа-. гонали питания ветви, содержащей конт. ролируемый двухполюсник, подсоединена к одному из зажимов второго вновь введенного образцового двухполюсника, вершина вновь введеной ветви, примыкающая к „общему зажиму соединения однородных образцовых двухполюсников, через второй согласующий блок подключена к информационному входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с одним из входов . компаратора напряжений, выход первого согласующего блока подключен параллельно к входам первого и второго функциональных преобразователей и к входу блока обработки сигналов, управляющие входы функциональных преобразователей подсоединены к шинам задания положительной и отрицательной границ допусков соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к второму входу компаратора напряжений, выход которого подключен к второму входу блока обработки сигналов.

Блок обработки сигналов содержит усилитель-ограничитель и два элемента "Запрет", причем первый вход блока обработки сигналов соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен параллельно к пря-. мому входу первого элемента "Запрет" и к инверсному входу второго элемента "Запрет", второй вход блока обработки сигналов подсоединен параллельно к инверсному входу первого элемента "Запрет" и к прямому входу а второго элемента ",Запрет", выходы первого и.второго элементов "Запрут - соединены с первым и вторым входами блока обработки сигналов соответственно., На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 и .3 — векторные диаграммы процесса допускового контроля, например для. последовательной схемы замещения конденсатора, когда в качестве образцового двухполюсника ветви, содержащей исследуемый двухполюсйик, служит конденсатор; на фиг. 4 — временная диаграмма работы устройства (где

d В,)" - обобщенные обозначения, через которые выражены параметры измерительной цепи Х, Х и R соответ.ственно; аЬ вЂ” вектор напряжения питания мостовой измерительной цепи;

947771 асо- вектор напряжейия, снимаемого с образцового двухполюсника при последовательной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника, или с измеряемого комплексного сопротивления двухполюс- 5 ника при параллельной схеме замещения; czd,с d - возможные положения вектора напряжений небаланса; фо,,— фазовые сдвиги векторов напряжений небалансов cpd, с d< относительно опорных векторов асо, ас соответственно: С,, С<- возможные положения потенциальной точки С вершины ветви мостовой измерительной цепи, содержащей измеримое комплексное сопротив-15 ление двухполюсника, при измерении параметра с ; Szd, S d — проекции векторов небалансов с, d, d на опорный вектор ac).

Вйражения для диаметров окружностей Q и Щ имеют вид < Х г+йсг аЪ .dd (1) П. аь. Ыс с (2) 25 где аЫ и Gd — параметры ветви моста, одержащей образцовые двухполюсники (zgq,zoz).

Из анализа векторных диаграмм, например изображенной на фиг. 2, можно получить выражение для относительного изменения контролируемого параметра

К = p(l- q G ) = д В„. а43 . Gd где g = - -, 0= —,(+ -, (3) 35

kf - коэффициент гомотетии для семейства ф"с иод окружностей. 40

При оЫ=Вй уравнение (3) принимает следующий видг

gG, .. асс- 6с 1 ф (4) а 2 Ы 2 сПодобные математические выкладки

45 справедливы и для фиг.3.

Уравнение (4) справедливо как для последовательной схемы замещения, так и для параллельной с той лишь разницей, что необходимо поменять местами в ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление двухполюсника, образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры

Устройство для контроля одной из составляющих измеряемого копмлексного сопротивления (проводимости) (фиг. 1) содержит генератор 1 сину- 60 соидального напряжения, мостовую измерительную цепь 2, верхняя ветвь которой составлена иэ последовательно соединенных образцового двухполюсника 3 и контролируемого двух- 65 полюсника 4 при последовательной схеме замещения контролируемого двухполюсника, или из последовательно соединенных контролируемого двухполюсника 3 и образцового двухполюсника 4 при параллельной схеме замещения контролируемого двухполюсника, нижняи ветвь составлена иэ последовательно включенных однородных образцовых двухполюсников 5 и 6, согласующие блоки 7 и 8, шину 9 задания положительной границы допуска, два функциональных преобразователя (ФП)

10 и 11, шину 12 задания отрицательной границы допуска, фазочувствительный выпрямитель (ФВЧ) 13, блок 14 суммирования, компаратор 15 напряжения, блок 16 обработки сигналов, состоящий из усилителя-ограничителя 17 и двух элементов "Запрет" 18 и 19.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Напряжение U, снимаемое с образцового двухполюсника 3 измерительной цепи 2, через согласующий блок 7 поступает одновременно на информационные входы функциональных преобразователей 10 и 11, опорный вход фаэочувствительного выпрямителя 13 и на вход усилителя-ограничителя 17 (фиг.4 строка а), а напряжение Бсд, снимаемое с измерительной диагонали мостовой измерительной цепи 2, через согласующий блок 8 подается на информационный вход фаэочувствительного выпрямителя 13 (фиг. 4, строка а). Воздействуя на шины задания положительной и отрицательной границ допусков

9 и 11 функциональных преобразователей 10 и 11, осуществляется задание границ допусков, по которым разбрановывается.контролируемый конденсатор (фиг. 4. строки Ь и с). На выходе

ФП 10 получаем сигнал Uu â виде положительной полуволны синусоидального сигнала, который несет информацию о значении положительной границы допуска (фиг. 4, строка d),à на выходе

ФП 11 — сигнал U в виде отрицательной полуволны синусоидального сигнала, который несет информацию о значении отрицательной границы допуска (фиг. 4, строка е). С выхода блока

14 MMH o HH H H U, пропорциональный сумме полуволн положительной границ допусков, поступает на один из входов компаратора 15 напряжений (фиг. 4, строка f).

На выходе ФВЧ 13 сигнал в виде постоянного уровня напряжения U

947771

"Запрет" 18 и на инверсный вход элемента "Запрет" 19. На выходе компаратора 15 напряжений получается импульсный сигнал в том случае, когда амплитуда U>7 U< . cos $ (фиг. 4, строка Е), который подается на инверсный вход элемента "Запрет" 18.и на прямой вход элемента "Запрет" 19. Отсутствие сигнала на выходе элемента

"Запрет" 18 (фиг.4а, строка е) и наличие сигнала на выходе элемента 10

"Запрет" 19 (фиг. 4а, строка m) свидетельствуют о том, что относительное отклонение контролируемого конденсатора от номинального значения находится в пределах отрицательной 15 границы допуска, а наличие сигнала на выходе элемента "Запрет" 18 фиг. 4б, строка е) и отсутствие сигнала на выходе элемента "Запрет" 19 (фиг. 4б,строка m) свидетельствует о том, что относительное отклонение контролируемого конденсатора от номинального значения находится в пределах положительной границы допуска.

Устройствб позволяет определить конкретно, в какОй из границ допусков (положительной или отрицательной) находится контролируемый объект.

При параллельной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника предлагаемое устройство можно использовать для контроля допустимых значений напряжений на вращающихся деталях при тензометрировании, если на верхнюю ветвь моста последовательно с образцовым 35 двухполюсником включить вращающийся трансформатор, к вторйчной обмотке которого подключить контролируемый параметр.

Предлагаемое устройство обеспечи- 4П вает высокую точность контроля параметров двухполюсников и расширяет функциональные возможности, что позволяет использовать его для разбраковки конденсаторов (индуктивностей) 45 на допусковые группы по емкости (индуктивности), для тензометрирования вращающихся деталей и в системах

АСУТП.

Формула изобретения

1. Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, содержащее гейератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового и контролируемого двухполюсников, 60 .вершина диагонали питания, примыкающая к контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения, или к образцовому двухполюснику при па- 65 раллельной схеме замещения исследуемого комплексного сопротивления двухполюсника, через согласующий блок подключена к опорному входу фаэочувствительного выпрямителя, а вершина цепи, примыкающая к образцовоМУ и контролируемому комплексному сопротивлению двухполюсника, заземлена, второй согласующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности допускового контроля и расширения функциональных возможностей, в него введены вторая ветвь, составленная из последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников, два функциональных преобразователя, блок суммирования, компаратор напряжений, блок обработки сигналов, причем вершина диагонали питания измерительной цепи, примыкающая к контролируемому (образцовому) двухполюснику, соединена с одним из зажимов первого и вновь введенных образцовых двухполюсников, а вторая вершина диагонали питания ветви, содержащей контролируемый двухполюсник, подсоединена к одному из зажимов второго вновь введенного образцового двухполюсника, вершина вновь введеной ветви, примыкающая к общему зажиму соединения однородных образцовых двухполюсников, через второй согласующий блок подключена к информационному входу фа очувствительного выпрямителя, выход которого соединен с одним из входов компаратора напряжений„ выход первого согласующего блока подключен парал/ лельно в входам первого и второго функциональных преобразователей и к входу блока обработки сигналов, управляющие входы функциональных преобразователей подсоединены к шинам задания положительной и отрицательной границ допусков соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к второму входу компаратора напряжений, выход которого подключен к второму входу блока обработки сигналов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, блок обработки сигналов выполнен в виде усилителя-ограничителя и двух элементов

"Запрет", причем первый вход блока обработки сигналов соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен параллельно к прямому входу первого элемента "Запрет" и к инверсному входу второго элемента

"Запрет", второй вход блока обработки сигналов подсоединен параллельно к инверсному входу первого элемента

"Запрет" и к прямому входу второго элемента "Запрет", выходы первого и второго элементов "Запрет" соединены

947771

10 с первым и вторым выходами блока обработки сигналов соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское свидетельство СССР по совмещенным заявкам 9 2380702 и 9 2420387, кл. С 01 К 27/02, 12.10.79.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2541631, кл.G 01 R 27/02, 19.10.79 (прототип).

947771

Составитель В. Семенчук

Техред Т. Маточка Корректор У. Пономаренко

Редактор Н. Гришанова

Филиал ПНП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5624/68 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5