Устройство для измерения параметров комплексных двухполюсников
Изобретение относится к области измерения и контроля параметров исследуемого комплексного двухполюсника . Цель изобретения - повьшение точности измерения параметров двухполюсников , достигается путем снижения уровня помех в результате подключения всех двухполюсников И генератора 1 гармонического сигнала к общей шине, а также введением преобразователей тока 5,1 - 5.3, блоков вычитания 6.1 и 6.2, блока фазовременных преобразований 7 и микро-ЭВМ 8. Кроме того, устройство содержит образцовые двухполюсники 2.и 4, однородные активной и реактивной составляющим исследуемого двухполюсника 3 соответственно . Б микро-ЭВМ входные сигг: налы преобразуются в код, который заносится в соответствующие ячейки памяти. Использование только фазовых соотношений между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи, повышает точность измерения в области низких частот за счет исключения влияния амплитудной погрешности. 2 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (И) (51) 4 С О1 R 17/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781901/24-21 (22) 15.08.84 (46) 15.05.86 ° Бюл.¹ 18 (71) Пензенский сельскохозяйственный институт (72) А.Ф.Прокунцев, P.Ì.Þìàåâ, В.Г.Евсеев и P.M.Àêìàåâ (53) 621.317.733 (088.8) (56) Карандеев К.Б. Специальные мег тоды электрических измерений. М.: Государственное знергетическое издательство. П., 1963, с. 162.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1026062, кл. G 01 R 17/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПАРАИЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к области измерения и контроля параметров исследуемого комплексного двухполюсника. Цель изобретения — повышение точности измерения параметров двухполюсников, достигается путем снижения уровня помех в результате подключения всех двухполюсников и генератора 1 гармонического сигнала к общей шине, а также введением преобразователей тока 5,1 — 5.3, блоков вычитания 6.1 и 6.2, блока фазовременных преобразований 7 и микро-ЭВИ 8. Кроме того, устройство содержит образцовые двухполюсники 2 и 4, однородные активной и реактивной составляющим исследуемого двухполюсника 3 соответственно. В микро-ЭВМ входные сиг-.. налы преобразуются в код, который заносится в соответствующие ячейки памяти. Использование только фазовых соотношений мелку сигналами, снимаемыми с измерительной цепи, повышает точность измерения в области низких частот за счет исключения влияния амплитудной погрешности. 2 ил.
1231466 подключены соответственно к четвертому и пятому входам блока фазовременных преобразователей, шесть выходов фазовременных преобразователей подключены к шести соответствующим входам микро-ЭВИ 8.
Рассмотрим работу устройства, например при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника.
Генератор 1 вырабатывает гармо-, нический сигнал. Через двухполюсники 2,3 и 4 протекает соответственно ток (1 < r I и 1э) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля параметров исследуемого комплексного двухполюсника. 5
Целью изобретения является повышение точности измерения параметров двухполюсников за счет снижения уровня помех путем подключения всех двухполюсников и генератора гармони- 10 ческого сигнала к общей шине.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2— векторная диаграмма, поясняющая его работу. 1<<
В устройстве генератор 1 гармонического сигнала одним выводом подключен к образцовому двухполюснику 2 (R»,) однородному активной составляющей исследуемого двухполюсника, 20 первые выводы исследуемого двухполюсника 3 и образцового двухполюсника
4(X ), однородного реактивной составляющей исследуемого двухполюсника, подключены к первым выводам генератора 1 и образцового двухполюсника 2, однородного активной составляющей исследуемого двухполюсника, вторые выводы двухполюсников подключены соответственно к первым входам преоб- 30 разователей 5.1 — 5.3 тока, вторые входы которых подключены к второму выводу генератора 1, выход первого преобразователя 5.1 тока подключен к первым входам первого 6.1 из двух бло-З;, ков 6.1 и 6.2 вычитания и блока 7 фазовременных преобразователей, выход второго преобразователя 5.2 тока подключен к первому входу второго блока 6.2 вычитания и к второму входу блока 7 фазовременных преобразователей, выход третьего преобразователя 5.3 тока подсоединен к вторым входам блоков вычитания и к третьему входу блока фазовременных преобразователей, выходы блоков вычитания (2) . (3) Взяв отношение соответственно токов I< и I к току I получим выражения
Rr + i Xg
I,/Е
R о (4) Rr+ ч Xr
Е /I
Х (5) Выразив в праной и левой части уравнения (4) мнимую и вещественную части, получим
Е<СовЮ, + j Е $1пЧ . R« + Xr
I Созю2 + j I> $1пср2 R> (6) Умножим числитель и знаменатель левой части уравнения (6) на выражение, сопряженное со знаменателем, получим уравнение х + ° Хх I< I2,Сов »< Cos R0 R I (Cos q2+ Sin y ) I, I< Sin Ч< Cosz — I » Iz СозсР, $10<»2 .1 Е2 (COS 2(у + Sinzy ) (7) R, I< Iz Совч< Cos 92+ I Iz $1п:»< Sin@2 Е2(Соз Ч,+»n <2) (8) Приравнивания соответственно мни- мые и вещественные части уравнения (7) 123!466. < l г (.о я Ж S in Sin (g ) (9) исследуемый двухполюсник 3, с помощью преобразователя 5.2 тока поступает на вторые входы блоков 6.1 и 6.2 вычитания и блока 7 фазовременных преобразователей. Ток I, протекающий через образцовый двухполюсник 4, с 10 помощью преобразователя 5.3 тока поступает на первый вход блока 6.2 вычитания и третий вход блока 7 фазовременных преобразователей. Блок 6.1 вычитания вырабатывает сигнал I+, равный разности I< — I, который поступает на четвертый вход блока 7 фазовременных преобразователей, I,Cos(-Ч,) (10) Ro Аналогично преобразовав уравнение (5),,получим выражение Х„ (когда С либо 1..„ не зависят от частоты) Как видно из уравнений (10), (11), р0 (12), в них присутствуют как значения токов, так и фазовых сдвигов между ними. Зная значения токов I, I I, из векторной диаграммы (фиг. 2) берем разность I — Is и I — I и >5 соответственно находим значения токов I4 и 1 . Построим треугольник, из которого, используя теорему сину-. сов, находим амплитудные значения токов через фазовые сдвиги. < I< Sin@ Еп< По программе, составленной в соответствии с уравнениями (15) и (16), микро-3ВМ 8 вычисляет значе<. 35 ния R«Хк ° Использование только фазовых соотношений между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи, позволяет повысить точность измерения в области 40 низких частот,.за счет исключения влияния амплитудной погрешности. Использование устройства позволяет повысить точность измерения, что создает возможность для разработки на их основе новых высокоточных устройств для измерения параметров комплексных двухполюсников. (13) Т3 - $1п Ь0 1 Sing (14) 50 Xx I< I Sinai Р< Cos«, I (Cos q + После соответствующих преобразований уравнения (8) и (9) примут Хх I < 81п(— % ) Ro Iÿ I3 Sin (Х I, (12) Подставив уравнения (13) и (14) в уравнения (11) и (12) получим выражения для искомых параметров без учета амплитудных соотношений R«8зпЧъ Сов В< — << 1 Ro Sin%2 Хх 81п Ръо $1п(9<0 9го) Х„Я3.п q„ (16) Как видно из выражений (15) и (16), в них присутствуют лишь значения фазовых сдвигов между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи. Ток Т<, протекающий через образцовый двухполюсник 2, с помощью преобразователя 5.1 тока поступает на первые входы блока 6.1 вычитания и блока 7 фазовременных преобразователей. Ток Iz, протекающий через Блок 6.2 вычитания вырабатывает сигнал I,,равный разности I — Т д < э х который поступает на пятый вход бло-..-. ка ? фазовременных преобразователей. Блок 7 фазовременных преобразователей вырабатывает сигналы, пропорциональные фазовым сдвигам между входными сигналами, которые поступают на соответствующие входы микро-ЭВМ 8. В микро-ЭВМ входные сигналы преобразуются в -код и в виде кода заносятся в соответствующие ячейки памяти. Формула изобретения Устройство для измерения параметров комплексных двухполюсников, содержащее клеммы для подключения исследуемого двухполюсника, генератор гармонического сигнала, первым вы-. водом подключенный к первому выводу образцового двухполюсника, однородному активной составляющей исследуе1231466 Составитель В.Семенчук Техред Л.Олейник Корректор Г. Решетник Редактор А.Гулько Тираж ?28 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Заказ 2561/50 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 мого двухполюсника, образцовый двухполюсник, однородный реактивной составляющей исследуемого двухполюсника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения уровня помех, в него введены три преобразователя тока, два блока вычитания, блок фазовременных преобразователей, 10 микро-3BN, причем первая клемма для подключения исследуемого двухполюсника и первый вывод образцового двухполюсника, однородиого реактивной составляющей исследуемого двухполюс- 15 ника, соединены с первым выводом генератора гармонического сигнала и с общей шиной, второй вывод образцового двухполюсника однородного активной составляющей исследуемого 20 двухполюсника, вторая клемма для подключения исследуемого двухполюсника и второй вывод образцового двухполюсника, однородного реактивной составляющей исследуемого двухполюсника, 25 подключены соответственно к первым входам преобразователей тока, вторые входы которых подключены к второму выводу генератора гармонического сигнала, выход первого преобразователя тока подключен к первым входам первого: блока вычитания и блока фазовременных преобразователей, выход второго преобразователя тока попклю-. чен к первому входу второго блока вычитания, к второму входу блока фазовременных преобразователей и к втоpoMv входу первого блока вычита" ния, выход третьего преобразователя тока подключен к второму входу второ" ro блока вычитания и к третьему входу блока фазовременных преобразователей, выходы блоков вычитания подключены соответственно к четвертому и пятому входам блока фазовременных преобразователей, шесть выходов блока фазовременных преобразователей подключены к шести соответствующим входам микро-ЭВМ.
