Способ определения добротности и индуктивности rlc-контура и устройство для его осуществления

 

Использование: в области электрических измерений для определения добротности Q, индуктивности Lx параллельного и последовательного RLC-контура при реальном токе нагрузки RL- и RC-ветвей контура с включенными в них диодами мостового выпрямителя. Сущность изобретения: подают синусоидальное напряжение известной частоты (f) от регулируемого источника (1) на RLC-контур, изменяют величину его емкости Сэ (5) в RC-ветви и настраивают его в резонанс , дополнительно подключая RLC-контур к выходным выводам шестиплечего мостового выпрямителя с замкнутыми через амперметр (9) выходными выводами, изменяют величину напряжения U источника 1 и устанавливают расчетный ток, равный сумме выпрямленного тока в RL- и RC-ветвях контура, фиксируют величину напряжения U, повторно осуществляют резонанс токов контура и уточняют величины емкости Сэ конденсатора (5) и индуктивности (4) Lx контура, измеряют величину тока 1///х в общей цепи контура, определяют гэ утечки настроенного в резонанс контура, а добротность Q определяют по формуле. 2 с.п.ф-лы, 1 ил,

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s!)s G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4626553/21 (22) 27.12.88 (46) 23,05,93, Бюл.N. 19 (72) А,Г,Николаев и В.В,Додотченко (56) Справочник радиолюбителя/Под ред,А.А.Куликовского, Изд.третье.— M — Л.:

Госэнергоиздат, 1961, с,304, рис. 15.24, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ RLC-КОНТУРА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в области электрических измерений для определения добротности О, индуктивности Lx параллельного и последовательного RLC-контура при реальном токе нагрузки RL- u RC-ветвей контура с включенными в них диодами мостового выпрямителя. Сущность изобретения: подают синусоидальное напряжение известной

„„Я „„1817040 А1 частоты (f) от регулируемого источника (1) на

RLC-контур, изменяют величину его емкости

Сэ (5) в RC-ветви и настраивают его в резонанс, дополнительно подключая RLC-контур к выходным выводам шестиплечего мостового выпрямителя с замкнутыми через амперметр (9) выходными выводами, изменяют величину напряжения U источника 1 и устанавливают расчетный ток, равный сумме выпрямленного тока в RL- u RC-ветвях контура, фиксируют величину напряжения О, повторно осуществляют резонанс токов контура и уточняют величины емкости

Cs конденсатора (5) и индуктивности (4) Lx контура. измеряют величину тока I,.*/, в общей цепи контура; определяют r3 утечки настроенного в резонанс контура, а добротность О определяют по формуле. 2 с.п.ф-лы, 1 ил, 1817040

15 жения источника 1;

40 (0 =2_#_11

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения добротности 0 и индуктивности 4 параллельного и последовательного RLC-контуров при реальном токе нагрузки RL- и ИС-ветвей контура с включенными в них диодами мостового выпрямителяля.

Цель изобретения — повышение точности определения добротности и индуктивности параллельного RLC-контура, в ветвях

RL u RC которого включены диоды мостового выпрямителя с реальным током íагрузки ветвей.

Дополнение способа определения добротности и индуктивности RLC-контура новыми операциями: настройки параллельного контура в резонанс токов; установки на выходе шестиплечего мостового выпрямителя реального тока питания нагрузки, равного сумме выпрямленных токов RL- u

RC-ветвей контура; измерения величины напряжения U на выходе источника регулируемого синусоидального напряжения и переменного тока IwA в общей цепи параллельного RC-контура и расчет эквивалентно сопротивления r> параллельного И С-контура и его добротности 0 по приведенным выше выражениям; и снабжение системы для определения добротности и индуктивности RLC-контура дополнительно шести-, плечным мостовым выпрямителем, прибором для измерения постоянного тока и новыми связями между ее элементами, отличая заявленные объекты от прототипа, обеспечивает: определение указанных выше параметров параллельного RLC-контура, в RL- u RC-ветвях которого включены диоды мостового выпрямителя с реальным током нагрузки этих ветвей, уменьшение на одиндва порядка потерь энергии в источнике и исключение резонансных перенапряжений на дросселе (RL-ветвей) и конденсаторе (RCветвь).

На чертеже представлена схема устройства для определения добротности и индуктивности параллельного RLC-контура, которое реализует предложенный способ определения этих параметров.

Схема содержит источник 1 регулируемого синусоидального напряжения известной частоте f, например лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), с двумя выходными клеммами 2 и 3, дроссель 4 с индуктивностью L><, один крайний вывод обмотки которого подключен к одной (2) выходной клемме источника 1, эталонный конденсатор 5 изменяемой емкости Сз, вольтметр 6, одна клемма которого подключена к одной обкладке эталонного конденсатора 5, прибор 7 для измерения переменного тока 1д, одна клемма которого связана с другой (3) выходной клеммой источника 1, шестиплечий мостовой выпрямитель 8 с одним диодом в каждом плече и прибором 9 для измерения постоянного тока IA, который включен между положительным и отрицательным выходными выводами мостового выпрямителя 8. Первый входной вывод мостового выпрямителя 8 подключен к другому крайнему выводу обмотки дросселя, 4 второй его входной вывод — к свободной обкладке эталонного конденсатора 5, а третий входной вывод — к другой клемме прибора 7 для измерения переменного тока IA (преимущественно миллиамперметра).

Способ определения добротности 0 и индуктивности Ь параллельного RLC-контура, в Я(- и RC-ветвях которого включены

2О диоды шестиплечего мостового выпрямителя с реальным током нагрузки этих ветвей, включает в себя следующую последовательность операций: во-первых, подключает измерительную цепь в виде параллельного RLC-контура к источнику 1 регулируемого переменного синусоидальн ого напряжения известной частоты f, например лабораторному автотрансформатору ЛАТР;

3О во-вторых, с помощью магазина емкостей устанавливают такую емкость Сэ эталонного конденсатора 5, при которой показания миллиамперметра 7 переменного тока минимальны, а показания ампермет35 ра 9 постоянного тока максимальны. Это соответствует резонансу токов в параллельном В1 С-контуре, при котором в С = 1/N,, где и — круговая частота изменения напряв-третьих, рассчитывают по выражению

Lx= 1/(Сэ2 х 1) ) (1) индуктивность параллельного RLC-контура, представляющую собой индуктивность Lx дросселя 4; в-четвертых, с помощью источника 1 регулируемого переменного напряжения

ЛАТР устанавливают на его выходных клеммах 2 и 3 такое напряжение питания О измерительной . цепи, при котором выпрямленным шестиплечным мостовым выпрямителем 8 ток IA, измеряемый амперметром 9 постоянного тока и равный сумме выпрямленного тока RC- u RL-ветвей контура, становится равным реальному току пита1817040

0 = (1 p)/(1/r,I = r,/p- rr/ L/Сз (3) ния нагрузки от источника переменного то- шают напряжение источника, что создает ка через параллельный RC-контур и шести- опасность для персонала, работающего с плечный мостовой выпрямитель, и такими преобразователями. Такие же недофиксируют напряжение U на выходе ЛАТР ста ки свойственны способу и системе оп(записывают показания вольтметра 6); 5 ределения добротности и индуктивности в-пятых, миллиамперметром7 перемен- последовательного RLC-контура, в цепи коного тока измеряют ток /д в общем цепи торого включены диоды мостового выпряпараллельного RC-контура и рассчитывают мителя с реальным током нагрузки контура по выражению и диодов, 10 Поэтому в лаборатории Института разгэ= О/1«А (2) работана и успешно действует перспективная система питания активной, емкостной эквивалентное активное сопротивление на- (заряд емкостного накопителя) и активностроенноговрезонанстоковпараллельного индуктивной нагрузки от. однофаэного исRLC-контура; 15 точника гармонического напряжения через в-шестых, определяют по выражению параллельный RLC-контур и шестиплечий (трехфазный) мостовой выпрямитель. Для ее проектирования на различные токи нагрузки необходимо знать добротность 0 и индобротность 0 параллельного RLC-контура, 20 дуктивность Ь параллельного RLC-контура, где 1 // — волновая проводимость контура, RL- u RC-ветви которого содержат диоды р = К «/C> — волновое сопротивление шестиплечего мостового выпрямителя при контура; 1/r> — эквивалентная активная про- реальном токе нагрузки этих ветвей. Это и водимость параллельного RLC-контура; позволяет сделать способ и устройство onB-ñåäüìûõ, вместо магазина емкостей 25 ределения добротности и индуктивности (эталонного конденсатора 5) с емкостью С параллельного RLC-контура, в RC- u RL-seTвключает рабочий конденсатор системы пи- вях которого включены диоды мостового вытания нагрузки с емкостью С, равной емко- прямителя при реальном токе нагрузки этих сти С> эталонного конденсатора, - ветвей.

Следует отметить, что данный способ 30 Разработанная в лаборатории Институпозволяет измерять добротность и индук- та система питания нагрузки от однофазнотивность как параллельного, так и последо- го источника гармонического напряжения вательного RLC-контуров, в ветвях которых через параллельный RLC-контур и шестивключены диоды мостового, выпрямителя плечный мостовой выпрямитель и предлагапри реальных токах нагрузки дросселя и 35 емые способ и устройство определения диодов, что увеличиваетточность определе- добротности Q и индуктивности L„парапния этих параметров. лельного RLC-контура, в RL- u RC-ветвях коТакие RLC-контуры нашли весьма широ- торого включены диоды MocTOBol кое применение в индуктивно-емкостных выпрямителя с реальным током нагрузки преобразователях источников неизменного 40 этих ветвей, по сравнению с индуктивно-емгармонического напряжения, в источник их костным преобразователем и прототипом с неизменного (стабилизированного — дейст- последовательными RLC-контурами хараквующего значения) тока и источниках неиз- теризуется следующими достоинствами: воменной мощности, которые через первых, измерение добротности и двухполупериодный выпрямитель осуще- 45 индуктивности параллельного Я С-контура ствляют заряд различных накопителей происходит в реальных RL-u RC-ветвях конэнергии(емкостных накопителей, аккумуля- тура с диодами мостового выпрямителя и торных батарей и возможно и индуктивных при реальном токе нагрузки ветвей; во-втонакопителей), Однако применение в таких рых, источник гармонического напряжения индуктивно-емкостных преобразователях 50 лишь компенсирует потери энергии в контунастроенного в резонанс последовательно- ре и нагружается весьма малым током, хотя . го РLC-контура связано со следующими не- ток в RL- u RC-ветвях контура достигает весьма большой величины и равен реальново-первых, источник переменного тока му току нагрузки ветвей, что на несколько нагружается весьма большим током, что 55 порядков уменьшает потери энергии в исприводит к весьма большим потерям энер- точнике; в третьих. при настройке паралгии B источнике, лельного RLC-контура в резонанс во-вторых, напряжения на дросселе и напряжение на дросселе (RL-ветви) и конконденсаторе в добротность Q раз превы- денсаторе (RC-ветви) всегда равны напряжению источника и в связи с этим

1817040 отсутствуют резонансные перенапряжения в RLC-контуре.

Составитель F.Êóù

Техред M.Mîðãeíòàë

Корректор M.C."..ìáîðñêàÿ

Редактор M.Êóýíåöoâà

Заказ 1720 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Па1ект", г. Ужгород. Ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ определения добротности и 5 индуктивности RLC-контура, заключающийся в том, что подают синусоидальное напряжение известной частоты (f) от регулируемого источника на RLC-контур, изменяют величину емкости (С,) конденсатора 10 контура в RC-ветви и настраивают его в резонанс, по формуле рассчитывают индуктивность контура, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем снижения погрешности при расчетном токе на- 15 грузки RL- u RC-ветвей RLC-контура и диодов выпрямителя, подключая RLC-контур к выходным выводам шестиплечего мостового выпрямителя с замкнутыми через амперметр выходными выводами, изменя- 20 ют величину напряжения источника синусоидального напряжения и устанавливают расчетный ток, равный сумме выпрямленного тока в RL- u RC-ветвях контура и фиксируют величину напряжения U, повторно 25 осуществляют резонанс токов контура и уточняют величины емкости Сэ конденсатора и индуктивности „контура, измеряют величину переменного тока ipA в общей цепи контура, определяют активное сопротивле- 30 ние утечки t, настроенного в резонанс RLCконтура, а по формуле определяют добротность контура О = гэ Lx/Сэ

2, Устройство для определения добротности и индуктивности RLC-контура, содержащее регулируемый источник синусоидального напряжения, соединенный с первым выводом дросселя, эталонный конденсатор, вольтметр, амперметр переменного тока, первый вывод которого соединен с вторым выводом источника синусоидального напряжения, первый вывод эталонного конденсатора соединен с первым выводом вольтметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй амперметр постоянного тока, шестиплечий мостовой выпрямитель по диоду в каждом плече, причем амперметр постоянного тока включен между выходными клеммами мостового выпрямителя, второй вывод дросселя соединен с первой входной клеммой мостового выпрямителя, второй вывод эталонного конденсатора, соединен с второй входной клеммой мостового выпрямителя, третья клемма которого соединена с вторым выводом амперметра переменного тока, второй вывод вольтметра соединен с первым выводом амперметра переменного тока,