Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления

 

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений. Сущность изобретения: цифровой измеритель составляющих комплексного сопротивления содержит входные зажимы, генератор тактовых импульсов, адресный счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), источник опорного напряжения, активный преобразователь ток-напряжение, переключатель , фазочувствительный детектор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Повышение точности измерения и упрощение устройства достигается путем использования в качестве опорного сигнала АЦП напряжения, общего с опорным сигналом ЦАП. 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

is G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) « йфф

@т ЖР с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4747352/21 (22) 06,10,90 (46) 30.11.92. Бюл, N. 44 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Е.В. П о ход ыл о, О, В. Ста росте н ко и

В,В.Хома (56) Авторское свидетельство СССР

М 1120254, кл. G 01 R 27/26. 1982.

Авторское свидетельство СССР

)Ф 1140058, кл. G 01 R 27/26, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений, Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство для измерения составляю.щих комплексного сопротивления содержит два входных зажима 1 и 2, генератор 3 тактовых импульсов, адресный счетчик 4, постоянное запоминающее устройство 5, цифроаналого ый преобразователь 6, источник 7 опорного напряжения, активный преобразователь 8 ток — напряжение, переключатель 9, фазочувствительный детектор 10 и аналого-цифровой преобразователь 11.

Устройство работает следующим образом.

„„5U 1778712 Аl быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений. Сущность изобретения: цифровой измеритель составляющих комплексного сопротивления содержит входные зажимы, генератор тактовых импульсов, адресный счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), источник опорного напряжения, активный преобразователь ток-напряжение, переключатель, фазочувствительный детектор и аналого-цифрЬвой преобразователь (АЦП).

Повышение точности измерения и упрощение устройства достигается путем использования в качестве опорного сигнала АЦП напряжения, общего с опорным сигналом

ЦАП.1ил.

Имйульсы с выхода генератора 3 с частотой fp поступают на вход адресного счетчика 4. Постоянное запоминающее устройство 5 содержит в табличной форме

М-разрядных значений функции у = sinx a диапазоне от 0 до 360 градусов. Емкость адресного счетчика 4 поэтому равна m =

=iogzm . При опросе адресным счетчиком 4 постоянного запоминающего устройства 5 на его выходе формируются временные последовательности )ч; численных значений функции sinx вдвоичном коде, Следовательно, на выходе цифроаналогового преобразователя 6 формируется синусоидальное напряжение Up, питающее измерительную цепь прибора.

На первом и втором выходах адресного счетчика 4 формируются сигналы типа "меандр" синфазный Us и квадратурный Uq тестовому напряжению 00.

Реальная функция преобразования цифроаналогового преобразователя при ис1778712 пользовании двоичной системы числения может быть представлена г. гиде

U(h) = qi i+Dq1h 0о =п

= — -(10p) g А 2 + 0p, Ео n-t

5 г где U — выходное напряжение цифроаналогового преобразователя;

q — коэффициент (чувствительность) преобразования;

0 — относительная погрешность коэффициента преобразования (мультипликативная погрешность);

h — преобразуемое число;

0o — погрешность смещения нуля (аддитивная погрешность);

Ео — опорное напряжение;

n — число разрядов кода;

А1 = 0 или 1 — разрядная цифра кода, Аддитивная погрешность цифроаналогового преобразователя 6 не будет оказывать влияние на результат измерения, так как в устройстве при обработке сигналов используется принцип синхронного детектирования (Дехтяренко П.И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике. Киев, . Техника, 1965, с.314), Следовательно, связь интегрального значения выходного напряжения цифроаналогового преобразователя с опорным 30 напряжением Ео можно представить в виде:

U,= К(1+0) Е.

Активный преобразователь 8 преобразует иммитанс измеряемого объекта Х в пропорциокальное напряжение Ux.

Работу устройства рассмотрим на примере измерения емкостного объекта с активной Gx и реактивной Сх проводимостями.

8 этом случае функция преобразования активного преобразователя 8 имеет вид:

Ux =- RoUo(Gx + ) ш Сх) где Ro — коэффициент преобразования активного преобразователя(равномеркость—

Ом).

Фазочувствительный детектор 10 выде- 45 ляет синфазную составляющую (относительно фазы тестового сигнала Up) напряжения Ux, если переключатель 9 находится в положении 1:

01 = RoGxUo = ВобхК(1+Рц) Ep, или квадратную составляющую, если переключатель 9 в положении 2

02 = Rp й) Сх0о = Яо й> CxK(1+0q) Ео

В предложенном устройстве ка опорный вход аналого-цифрового преобраэова- 5 теля 11 подается опорное напряжение Е.

Следовательно, содер>кащиеся в регистрах памяти аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования результаты измерения активной и реактивной. составляющих комплексной проводимости можно представить в виде; 1 = GxRoK(1 Dq)

N2 = xRoK(1+0q)

Таким образом, погрешности измерения составляющих комплексного сопротив-. ления определяются погрешностью Dq коэффициента преобразования цифроаналогового преобразователя, которая при использовании, например, ЦАП типа К564ПА1 составляет

0 =0,1

Таким образом, точность измерения составляющих комплексного сопротивления в данном устройстве на порядок выше.

Еще одним преимуществом устройства по сравнению с известным является его упрощение за счет исключения опорного канала.

Формула изобретения

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, содержащее адресный счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, источник опорного напряжения, два входных зажима, активный преобразователь ток — напряжение, переключатель, фазочувствительный детектор, акалого-цифровой преобразователь и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом адресного счетчика, информационные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, вход управления опорного напряжения которого соединен с выходом источника опорного капряжения, выход цифроаналогового преобразователя подключен к первому входному зажиму, второй входной зажим соединен с входом активного преобразователя ток — напряжение, выход которого подключен ко входу фазового детектора, управляющий вход которого соединен с общим контактом переключателя, нормально замкнутый контакт которого соединен с первым выходом адресного счетчика, второй выход которого соединен с нормально разомкнутым контактом переключателя, выход фазового детектора соединен с измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения.точности измерения и упрощения устройства, выход источника опорного напряжения соединен с опорным входом аналого-цифрового преобразователя.

1778712

Составитель А. Рыбкин

Техред М,Моргентал Корректор С. Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4191 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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