УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТЕЙ КАТУШЕК

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТЕЙ КАТУШЕК


RU (11) 2193210 (13) C2

(51) 7 G01R17/10, G01R27/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2002.11.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000125547/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.10.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.10.11 
(45) Опубликовано: 2002.11.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 834537 A1, 30.05.1981. SU 1361491 A1, 23.12.1987. RU 94028678 A1, 27.08.1996. US 5045786 A, 03.09.1991. DE 3037925 A1, 29.04.1982. 
(71) Имя заявителя: Орловский государственный технический университет 
(72) Имя изобретателя: Передельский Г.И. 
(73) Имя патентообладателя: Орловский государственный технический университет 
(98) Адрес для переписки: 302020, г.Орел, Наугорское ш., 29, Орловский государственный технический университет (ОрелГТУ) 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТЕЙ КАТУШЕК 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерениям параметров электрических цепей и измерениям индуктивности катушек. Технический результат, заключающийся в уменьшении погрешностей измерений, достигается путем того, что в устройство для измерения индуктивностей катушек, содержащее источник постоянного напряжения, один вывод которого заземлен, а другой подключен к первому выводу управляемого электронного ключа, две параллельные ветви, одна из которых состоит из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, а другая - последовательно соединенных резистора и конденсатора, индикатор в виде осциллографа с двумя входами, один вывод его заземлен и является общим для обоих входов, дополнительно введены схема управления, один выход которой соединен с одним входом индикатора, второй выход - с управляющим входом электронного управляемого ключа, незаземленный вывод второго входа индикатора соединен с общим выводом двух резисторов двух ветвей. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к измерительной технике, к измерениям параметров электрических цепей, и может быть использовано при измерении индуктивностей катушек.

Известен четырехплечий мост [1] , в котором в несмежное с измеряемой индуктивностью плечо включены параллельно соединенные образцовая емкость и сопротивление, в оставшиеся два несмежных плеча включены магазины безреактивных образцовых сопротивлений.

Недостатком его является то, что четырехплечие мостовые цепи с конденсаторами постоянной емкости в плечах сравнения и переменными сопротивлениями имеют плохую сходимость при малых значениях коэффициентов добротности, поэтому процесс уравновешивания становится весьма затруднительным и длительным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения индуктивностей катушек [2], содержащее питающий генератор прямоугольных импульсов, две параллельные ветви из катушки индуктивности и резистора в одной ветви и конденсатора и резистора в другой, индикатор (осциллограф), один вход которого подключен к одному из резисторов ветвей, а другой вход - к другому резистору.

Недостатком его является повышение погрешности измерения за счет составляющих погрешности от влияния входных емкостей и входных сопротивлений двух входов индикатора. Эти входные паразитные параметры незримо вносятся в две ветви и искажают работу измерительной цепи. Названные входные параметры нестабильны и существенно изменяются с изменением температуры.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющих погрешности от влияния входной емкости и входного сопротивления индикатора.

Это достигается тем, что в устройство для измерения индуктивностей катушек, содержащее источник постоянного напряжения, один вывод которого заземлен, а другой подключен к первому выводу управляемого электронного ключа, две параллельные ветви, одна из которых состоит из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, а другая - последовательно соединенных резистора и конденсатора, общий вывод катушки индуктивности и конденсатора ветвей соединен с землей, а общий вывод резисторов их соединен со вторым выводом электронного управляемого ключа, индикатор в виде осциллографа с двумя входами, один вывод его заземлен и является общим для обоих входов, введена схема управления, один выход которой соединен с одним входом индикатора, со входом синхронизации, второй выход схемы управления соединен с управляющим входом электронного управляемого ключа, незаземленный вывод второго входа индикатора соединен с общим выводом двух резисторов двух ветвей.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой устройства для измерения индуктивностей катушек (фиг. 1). Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, один вывод которого соединен с землей, а другой - с первым выводом управляемого ключа 2. Ко второму выводу ключа подключены две параллельно соединенные ветви из резистора 3 и катушки индуктивности 4, а также из резистора 5 и конденсатора 6. Второй вывод двух ветвей заземлен. К ветвям подключен первый вход индикатора 7. Ко второму входу его (входу синхронизации) подключен один из выходов схемы управления 8. Другой выход последней соединен с управляющим входом электронного управляемого ключа. В качестве индикатора используется осциллограф. Источник питания 1 и электронный ключ 2 по существу представляют собой формирователь питающих прямоугольных импульсов.

Устройство для измерения индуктивностей катушек работает следующим образом. Со схемы управления 8 на управляющий вход ключа 2 поступает очередной прямоугольный управляющий импульс и на две параллельные ветви поступает питающий прямоугольный импульс. В реактивных элементах ветвей накапливается электрическая энергия. После окончания питающего импульса эта энергия рассеивается и в течение длительности переходного процесса на ветвях имеется затухающее напряжение. Форма напряжения Ug на двух параллельно соединенных ветвях показана на фиг. 2, вариант 1. Импульсы синхронизации Uс задержаны относительно питающих импульсов и поступают на вход синхронизации индикатора 7, поэтому на экране его высвечивается часть затухающего напряжения на ветвях Uо (фиг. 2). Эквивалентная схема катушки индуктивности 4 содержит индуктивность L4 и активное сопротивление Rк, которое является известным или предварительно измеренным, как и в прототипе [2]. Должно быть выполнено равенство

R3+Rк=r5, (1)

где R3 - сопротивление резистора 3, r5 - сопротивление резистора 5. Оно представляет собой первое условие частотной независимости потенциально частотно-независимого двухполюсника (Передельский Г.И. О независимости от частоты сопротивления некоторых двухполюсников. Электричество, 1995, 2, рис. 2.5), образованного двумя ветвями. Регулировкой емкости конденсатора 6 приводим напряжение Uо на осциллографе к нулю и тем самым выполняем второе условие частотной независимости

L4=С6r5 2, (2)

где С6 - емкость конденсатора 6. Это состояние соответствует варианту 2 на фиг. 2. После выполнения условий частотной независимости (1), (2) две параллельные ветви образуют частотно-независимый двухполюсник, сопротивление Rg которого является активным и равно

Rg=r5=R3+Rк. (3)

Поэтому после размыкания ключа 2 переходный процесс должен отсутствовать. Однако реально он имеется в течение очень короткого времени (вариант 2, фиг. 2) и определяется незримо присутствующей входной емкостью индикатора и возможным переходным процессом в усилителе вертикального отключения осциллографа (индикатора 7). Этот переходный процесс короткий, т.к. реально входная емкость весьма мала и не редко не превышает 10-20 пФ. Входная емкость, входное сопротивление и их нестабильность в малых пределах изменяют длительность обсуждаемого переходного процесса. Основное вредное влияние оказывает входная емкость, т.к. увеличение значения емкости приводит к возрастанию длительности переходного процесса, уменьшение значения входного сопротивления приводит к ее уменьшению. Длительность времени задержки импульса синхронизации не должны быть меньше суммы длительности питающего импульса и длительности переходного процесса, связанного с входной емкостью. В усилителе вертикального отклонения осциллографа (индикатора 7) не должно быть разделительных конденсаторов (усилитель постоянного тока). Отсчет искомой индуктивности катушки берется из (2). Направление регулирования емкости конденсатора 6 однозначно определяется полярностью затухающего импульса Uо на экране осциллографа (индикатор 7). Второй вариант полярности импульса Uо показан пунктирными линиями на фиг. 2, вариант 1.

Таким образом, уменьшена погрешность измерения за счет исключения составляющих погрешности от влияния входной емкости и входного сопротивления индикатора и нестабильности этих параметров. Кроме того, индикация по признаку "кривая линия или прямая" является мало удобным и в более существенной степени субъективным (это в прототипе) по сравнению с признаком "напряжение равно нулю или нет" (это в рассмотренном решении). В прототипе измерительная цепь в виде двух параллельных ветвей включена по схеме четырехполюсника, в рассмотренном варианте она образует частотно-независимый двухполюсник и включена по схеме двухполюсника. Измерительная цепь в таком варианте относится к нулевым цепям, т.к. напряжение информационного сигнала с нее приводится к нулю. Принципиальным отличием ее от известных нулевых измерительных цепей, например мостовой цепи, является то, что информационный сигнал используется после окончания питающего (тестового) сигнала, а не во время его формирования. Такой нулевой измерительной цепи присущи положительные свойства нулевых измерительных цепей с импульсным питанием. Вариант измерительной цепи в виде частотно-независимого двухполюсника может быть и другим (Передельский Г.И. Частотно-независимые двухполюсники на основе четырехплечих мостовых цепей. Электричество, 1998, 1, с. 73-75) и измерять также емкость или сопротивление или можно включать в них соответствующие параметрические датчики. Чувствительность устройства можно повысить повышением коэффициента усиления усилителя вертикального отклонения осциллографа (индикатора 7). Индикация нулевого значения напряжения является признанной и распространенной по сравнению с индикацией по признаку "кривая линия или прямая".

Источники информации

1. Карпов Р.Г., Карпов М.Р. Электроизмерения. - М.: Высшая школа, 1978, с.137.

2. А. с. 834537, МКИ G 01 R 17/10. Устройство для измерения индуктивностей катушек / Н.Ф. Соколов, - опубл. в Б.И., 1981, 20. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для измерения индуктивностей катушек, содержащее источник постоянного напряжения, один вывод которого заземлен, а другой подключен к первому выводу управляемого электронного ключа, две параллельные ветви, одна из которых состоит из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, а другая - из последовательно соединенных резистора и конденсатора, общий вывод катушки индуктивности и конденсатора ветвей соединен с землей, а общий вывод их резисторов соединен со вторым выводом управляемого электронного ключа, индикатор в виде осциллографа с двумя входами, один вывод его заземлен и является общим для обоих входов, отличающееся тем, что в него введена схема управления, один выход которой соединен с одним входом индикатора, со входом синхронизации, второй выход - с управляющим входом электронного управляемого ключа, незаземленный вывод второго входа индикатора соединен с общим выводом двух резисторов двух ветвей.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru