Устройство для измерения параметров пассивных комплексных двухэлементных двухполюсников

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения параметров двухполюсников. Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, мостовую измерительную цепь 2, включающую образцовые двухполюсники 3, 5 и 6 и исследуемый двухполюсник 4, образующие нижнюю ветвь моста. Кроме того, устройство содержит блоки 7, 8 согласования , блоки 9, 10 разности, усилитель 1 I , фазочувствительные выпрямители 12, 13, фазовращатель 14, амплитудный преобразователь 15, блоки 16, 17 деления и блок 18 индикации . Введение в устройство двух блоков 9, 10 разности, усилителя 1 1 , блока ге индикации и дополнительной ветви, составленной из однородных образцовых двухполюсников, позволяет устранить необходимость в снятии напряжений с исследуемого и образцового двухполюсников. 5 ил. с (Л с Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1! 9) 1111

i d!> q 1; Ql R 17/10

ВСГ1.! - -"q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3627825/24-21 (22) 25.07.83(46) 07.03.86.Бюл. № 9 (71) Пензенский сельскохозяйственный институт (72) А.Ф.Прокунцев, P..М.Юмаев и В.А.Февралев (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 121862, кл. Г Ol R 17/10, 1957.

Авторское свидетельство СССР № 798626, кл. Г 01 R 27/02,,1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ДВУХЭЛЕМЕНТНЬ1Х ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения параметров двухполюсников, Устройство соцержит генератор 1 синусоидального напряжения, мостовую измерительную цепь 2, включающую образцовые двухполюсники 3, 5 и 6 и исследуемый пвухполюсник 4, образующие нижнюю ветвь моста. Кроме того, устройство содержит блоки 7, 8 согласования, блоки 9, 10 разности, усилитель !1, фазочувствительные выпрямители 12, 13, фазовращатель 14, амплитудный преобразователь 15, блоки 16, !7 деления и блок 18 индикации. Введение в устройство двух блоков 9, 10 разности, усилителя 11„ блока !о индикации и дополнительной ветви, составленной из однородных образцовых двухполюсников, позволяет устранить необходимость в снятии напряжений с исследуемого и образцового двухцолюсников. 5 ил.!

216739

Изобретение относится к электроизмерителькой технике и предназначено для измерения параметров комплексных двухполюсников.

Пель изобретения — повышение точкости измерения параметров комплексных двухэлемектных двухполюсников.

Введение в устройство двух блоков р- çíîñòè,,,,усилителя, блока индикации и дополнительной ветви, составленной из последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников, а также наличие связей между вновь введенными блоками и узлами и существующими позволяет повысить точность измерения параметров комплексных двухполюсников за счет устранения необходимости в снятии напряжений с исследуемого и абразцавога двухполюсников.

На фиг,1 изображена структурная схема устройства для измерения параметров пассивных комплексных двухэлементных двухполюсников,", на фиг.2 и 3 — измерительная цепь и векторная диаграмма токов и напряжений соответственна при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника, имеющего емкосткой характер, на фиг.4 и 5 — то же, при параллельной схеме замещения исследуемого двухполюсника, имеющего емкостной характер.

Устройство содержит генератор 1

I синусоидального напряжения, мостовую. измерительную цепь 2, состоящую иэ образцового двухпалюсника 3, исследуемого двухполюсника 4 и образцовых двухполюсников 5 и 6, образующих нижнюю ветвь моста, первый 7 и второй 8 блоки согласования, первый 9 и второй 10 блоки разности, усилитель 11, первый 12 и второй 13 фаэочувствительные выпрямители, фазоврадатель 14, амплитудный преобразователь 15, первый 16 и второй !7 блоки деления, блок !8 индикации.

Генератор l синусоидальнога напряжения подключен параллельно основной ветви мостовой измерительной цепи 2, первый вход первого 7 блока согласова— ния соединен с первым выводом образцавага исследуемого двухпслюсника 3 при последовательной (параллельной) схеме замещения исследуемсго,цвухполюскика, а второй вход первого 7 блока согласования и первый вход второ— га 8 блока согласования ссединены с общей шиной, информационные входы фа.

О аЬ

58= ——

50 ас вектор падения напряжения

J снимаемого с образцового двухполюскика 5; вектор напряжения неба— ланса мостовой цепи; вектор падения напряжения на образцовом (исследуемом) двухполюснике при последовательной (параллельной)схеме замещения эочувствитеш кых выпрямителей !2 и

13 соединены параллелыlo, 3 апорньп1 вход первого фазочувствительнога выпрямителя 2 соединен с первыми входами первого 16 и второго 17 блоков деления и через фаэоврашатель 14 к опорному входу второго 13 фаэочувствительногo выпрямителя, выход которого соединен с вторым входом второго !

О блока 17 деления, второй вывод образцового двухполюсника 3 соединен через второй блок 8 согласования с первым входом первого блока 9 раэнас— ти, второй вход которого соединен с !

5 выходом первого 7 блока согласования и входом усилителя 11,.выход ко-, торого соединен с информационными входами фазочувствительных выпрямителей 12 и 13, а выход первого блока

20 9 разности соединен с входом фаэовращателя 14 и входом амплитудного преобразователя 15, выход которого и выход первого 12 фаэочувствительного выпрямителя соединены с первым и вторым входами второго бло— ка 10 разности соответственно, вы— ход которого соединен с вторым входом первого блока 16 деления, вы— ходы первого 16 и второго 17 блоЗО ков деления соединекы с первым и вторым входами блока !8 индикации соотвеTcTBенно.

Измерительные мостовые цепи составлены иэ последовательно сое— диненных образцового двухпалюсни:а 3 (R ), исследуемого двухэле— мектного двухполюсника 4, состояше— го иэ активного (R ) и реактивкогс (,1.

Л

Х„, элементов, обраэуюпих верхнюю ,дО ветвь моста и двух последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников 5 (R () и 6 (R ), об раэующих нижнюю ветвь моста. !!а векторных диаграммах фиг.3 и 5 приняты следующие обозначения: ! вектор напряжения питания мостовой цепи; исследуемог а двухпалюс— ника;

cÜ вЂ” вектор падения напряжения на исследуемом (образцовом) двухполюснике при последовательной (параллельной) схеме замещения исследуемого двухполюсника; — ток в верхней ветви моста.

T — ток через резистивный эле( мент исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещения;

T — так через емкостный эле—

2 мент исследуемого двухпо— люсника 4 при параллельной схеме замещения; фазовый сдвиг вектора ас относительно вектора ad — фазовый сдвиг вектора cd относительно вектора ad коэффициент деления нижней ветви моста.

Использование амплитудно-фазовых соотношений между сигналами, снимаемыми с мостовой измерительной цепи, позволяет существенно уменьшить методическую погрешность от конечного значения импедансов блоков согласования, так как в результат измерения не входят напряжения, снж аемые с образцового и исследуемого двухполюсников. Шунтирование блоками согласования измерительной диагонали моста для снятия напряже— ния небаланса cd и части напряжения питания (ad) проявляется по сравнению с известным устройством незначительно. Это объясняется тем, что когда в неуравновешенном мосте, при условии R R, модули R и Е„ од-! ного порядка (R как образцовый элемент служит для выбора предела измерения в мостах переменного тока), очевидно можно записать приблизительно следующее равенство

Rq Z««Р. (1)

Эта означает, что напряжение небаланса cd О, т. е.

Z,g -0

Условие (1) будет тем точнее выполняться, чем ближе Е„ будет к Ra, т.е. отсюда следует, что шунтирование со стороны блока согласования измерительной диагонали моста прояв ляется в меньшей степени, нежели в случае шунтирования исследуемого либо образцового двухполюсников.

Крам» i n«o, «« le «H нижней Ветв«т ма— гут быть выбранными низкоамными {««апримар т рянсформата р пита н««я) я следовательно, при снятии напряжения ad эффект шунтирования будет также несущественен.

Устройство работает следующим образам.

Напряжение cd, снимаемое с измерительной диагонали мостовой измерительной цепи 2 через блок 8 согласования, подается на один иэ входов блока 9 разности, на другой вход которого подается через блок 7 согла15 сования напряжение ай, снимаемое с образцового двухпалюсника 5; раэностный сигнал, пропорциональный напряжению ac=ad-cd на образцовом (исследуемом) двухполюснике 3, при после20 давательной (параллельной) схеме замещения исследуемого двухполюсника

4 с выхода блока 9 разности одновременно подается на опорный вход фазочувствительного выпрямителя 12 через фазавращатель 14, повернутый на l, на опорный вход фаэочувствительного выпрямителя 13, через амплитудный преобразователь 15 на один иэ входов блока 10 разности на первые входы !

30 первого 16 и второго 17 блоков деления, на информационные входы фазочувствительных выпрямителей 12 и 13 подается напряжение питания a b, сформированное путем увеличения по амплитуде на усилителе 11 í K раз напряжения ad, снимаемого с образ— цового двухполюсника 5. Сигнал в виде постоянного уровня с выхода фазочувствительного выпрямителя 12

40 пропорциональный ad.k ñîa 1 поступает на второй вход блока 10 разности, на котором из него вычитается амплитудное значение напряжения /ас/= /ad cd/ результат с выхода блока 10 разности поступает на второй вход блока

16 деления, с выхода которого на первь«й вход блока 18 индикации подается. сигнал, пропорциональный по величине кото50 )a3 - с31 рого судят об одном из параметров исследуемого двухполюсника. Сигнал с выхода фазочувствительного выпрямителя 13, пропорциональный

55 ad 4 п, поступает На второи вход блока 17 деления с выхода которого на второй вход блока 18 индикации подается сигнал, пропорциоl2l6739

nо нелянтором парадвухполюсни% д(k si n !!!

HBJI b HblH

i a - с-А( чине которОго судят о метре исследуемого ка, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Устройство для измерения параметрон пассинных комплексных двухэле- !г! ментных двухполюсников, содержащее генератор синусоидального напряжения, подключенный параллельно основной ветви, содержащей последовательно соединенные образцовый двух- 15 полюсник и зажимы для подключения исследуемого двухполюсника„ дна бло— ка согласования, первый вход первого из них .соединен с первым выводом образцового !,исследуемого) двухпо- О люсника при последовательной (параллельной) схеме замещения исследуемого двухполюсника, а второй вход перного блока согласонания и первый вход второго блока согласования соединены с общей шиной, два фазочувствительных выпрямителя, информационные входы которых соединены параллельно, а опорный вход первого иэ них подключен к первым входам О первого и второго блоков деления и через фазовращатель к опорному входу второго фазочувстнительного выпрямйтеля, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, î " л и ч а ю щ е е с я тем >, что > с целью повышения 1 о :,!!о . ти измерения, в него введет!!! два блока разности, усилитель, блок и! дикации, амплитудный преобразователь, дополнительная ветвь, состоящая иэ последовательно соединенных однородных образцовых двухполюсников, первые выводы которых соединены с первой вершиной измерительной диагонали, соединенной с общей шиной, а вторые выводы подключены соответственно к выводам генератора синусоидального напряжения, второй вывод образцового двухполюсника и первый зажим для подключения иссле— дуемого двухполюсника основной вет— ви через второй блок согласования подключены к первому входу первого блока разности,. второй вход которого подсоединен к выходу первого бло— ка согласонания и входу усилителя, выход которого соединен с информа— ционными входами фазочувствительных выпрямителей, а выход первого блока разности подсоединен к нходу фаэовращателя и к входу амплитудного преобразователя, выходы амплитудного преобразователя и первого фазочувствительного выпрямителя подклю "-ены к первому и второму входам второго блока разности соответственно, ьыход которого соединен с вторым входом первого блока деления, выходы первого и второго блоков деления подсоедине:nr к первому и второму входам бло.=.- .а индикации соответственно. а 1

1216739

Составитель В. Семенчук

Редактор Г.Волкова Техред О.Ващншина Корректор С.Шекмар

Заказ 10.10/56 Тираж 730 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4