Устройство для контроля параметров комплексных сопротивлений

 

t- p

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н>664121

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10.76 (21) 2415117/18-21 (51) М. Кл.2 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

G 01 R ?7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретении и от крытий (53) УДК 62) . 817 1 (088. 8) Опубликовано 25.05.79. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Авторы изобретения

В.M. Голоцуков, С.И. Дасевич, Е. Е.Добров, В. Н. Чорноус и Г. А. Шт амбергер (71) ЗйяВИтЕЛЬ Ивано-Франковский институт нефти и газа (5 4 ) УСТРОИСТ ВО ДЛЯ КОНТ РОЛ Я IIAPAMET POB

КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИИ

Изобретение относится к электроиэмерительнай технике и может быть использовано при контроле конденсаторов в массовом производстве, в системах автоматического контроля неисправности радиоэлектронного и электротехнического оборудования, контроле параметров технологических процессов.

Известно устройство для преобразования параметров комплексных сопротивлений в напряжение постоянного тока, содержащее генератор нагряжения переменного тока, подключенный к входу дифференциального усилителя, в последовательной цепи и цепи обратной связи которого включены образцовое и измеряемое комплексное сопротивления, фазовый детектор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с входом фильтра, и фаэовращатель, включенный между выходом генератора и входом управления фазового детектора (1).

Изменяя фазовый сдвиг фазовращателя на входе преобразователя, можно получить напряжение постоянного тока, пропорциональное составляющим измеряемого комплексного сопротивления. Недостатками устройства являются малое быстродействие, определяемое постоянной времени фазового детектора, и невозможность измерения безразмерного фактора потерь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого через формирователь импульсов подсоединен к одному входу электронного ключа,а через первичный измерительный преобразователь и нуль-орган к другому входу ключа, генератор импульсов образцовой частоты, подключенный через электронный ключ и кольцевой счетчик импульсов к цифровому индикатору, генератор компенсирующего напряжения, выход которого соединен с другим входом нуль-органа, а вход с кольцевым счетчиком импульсов (2).

Однако для приведения измерительной цепи в состояние квазиравновесия необходимо затратить определенное количество тактов. С учетом двухразовой компенсации эа период при погрешности от неполного уравновешивания 0,01% время уравновешивания составляет 7 мс. при частоте питаюutего напряжения 1 кгГц, что в ряде случаев недостаточно. Кроме того, 664121 устройство не позволяет измерять тангенс угла потерь и добротности исследуемых двухполюсников.

Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства.

Достигается это тем, что в устройство для контроля параметров комплекс-5 ных сопротивлений, содержащее генерагор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входом первичного измерительного преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен с одним входом ключа, выход последнего соединен со счетчиком, нуль-орган, введены источник образцового напряжения, трехпозиционный 15 электронный ключ, дополнительный ключ, блок управления, интегратор и блок запоминания, причем выход источника образцового напряжения соединен с .первым входом трехпозиционного элект-2О ронного ключа, второй вход последнего соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, а третий вход — с выходом блока запоминания, выход трехпозиционного электронного ключа соединен с входом интегратора, один выход которого соединен с входом нуль-органа, а другой — с первым входом блока запоминания, выход нульоргана соединен с четвертым входом блока управления, пятый вход последнего соединен с выходом .формирователя импульсов, а выходы блока управления соединены с управляющими входами трехпоэиционного ключа, блока запоминания и ключа соответственно, а выход блока запоминания соединен с другим входом дополнительного ключа.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для раздельного измерения параметров комплексных сопротивлений; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор синусоидального напряжения 1, пер- 45 вичный измерительный преобразователь 2, формирователь импульсов 3, источник образцового напряжения 4, блок управления 5, интегратор б, нульорган 7, блок запоминания 8,ключ 9, дополнительный ключ 10, трехпоэиционный электронный ключ 11, генератор импульсов 12 и счетчик 13.

На временных диаграммах изображен график процесса раздельного измерения параметров комплексного сопротивления, где U1 - выходное напряжение генерагора синусоидального напряжения 1;

U2 - выходное напряжение первичного измерительного преобразователя

2, содержащее синфаэную U2 + и квадратную U2„ составляющие, которые несут информацию об измеряемых параметрах (емкости, индуктивности, активных потерях);

Uz- выходное напряжение интегратора б;

U> — выходной сигнал блока управления 5, управляющий ключом 9.

Принцип работы устройства основан на методе двухтактного интегрирования.

Выходное напряжение первичного измерительного преобразователя 2 равно

2 П2 sin(+@2) где 02и 4) — амплитуда и частота;

<р2- фазовый угол измеряемого комппексного сопротивления.

При измерении амплитуды синфазной составляющей U + на первом такте напряжение Un с выхода первичного измерительного преобразователя 2 через трехпозиционный электронный ключ

11 поступает на интегратор б в течение положительного полупериода опорного напряжения U1 генератора синусоидального напряжения 1. Электронный трехпозиционный ключ 11 управляется напряжением прямоугольной формы со скважностью, сформированным из U с помощью формирователя импульсов

3 и блока управления 5.

Выходное напряжение интегратора в конце первого такта интегрирования принимает значение

2 где Т = — период синусоидальноИ го напряжения; постоянная времени интегратора.

Это напряжение пропорционально амплитуде синфаэной составляющей

02 напряжения UZ поскольку интеграл оТ другой составляющей (квадратурной U2 Äs ) равен нулю.

На втором такте производится разряд интегратора постоянным напряжением U, которое подается от источника образцового напряжения 4 на интегратор 6 через трехпозиционный электронный ключ 11.

Напряжение управления электронным трехпоэиционным ключом 11 вырабатывает блок управления 5. При этом напряжение на выходе интегратора б изменяется по закону

Т 2)?

У вЂ” 2,, (УЯсоз Ч2 Ч,Р Т х(— — ) )

T <0 2

Окончание второго такта интегрирования определяется моментом перехода через нулевой уровень напряжения Ub с помощью нуль-органа 7.

Тогда длительность второго такта интегрирования определяется выражением

О сови 7 с<Р 2% U„

664121

Фие.1

1аким образом, количество импульсов N +,прошедших на счетчик импульсов 13 от генератора импульсоэ 12 за время tcq, второго такта, пропорционально синфазной составляющей измеряемого напряжения U, т.е. пропорционально одной из составляющих 5 комплексного сопротивления.

При измерении амплитуды квадратурной составляющей U,„ напряжение U поступает через трехпозиционный электронный ключ 11 на интегратор 6 в (0 течение интервала времени (<< > — Т) .

, э

Поэтому устройство работает аналогично режиму измерения амплитуды синфаэной составляющей U, с той разницей, что результат измерения t„>пропорционален амплитуде квадратурной составляющей напряжения U>.

При измерении безразмерного фактора (тангенса угла потерь добротности) к концу первого такта интегрирования на выходе интегратора 6 образуется напряжение, пропорциональное одной из составляющих (так, как это было описано ранее), которое запоминается блоком запоминания 8. 8 течение следующей четверти периода интегратор 6 разряжается до нуля через дополнительный ключ 10. Далее напряжение U вновь интегрируется в тече-. ние полупериода, в результате чего на выходе интегратора 6 образуется ЗО напряжение, пропорциональное другой составляющей. Если теперь разряд интегратора осуществить постоянным напряжением с выхода блока запоминания 8 через трехпоэиционный электрон- 35 ный ключ 11, то интервал времени раз- ряда t будет пропорционален отношению составляющих, т.е. безразмерному фактору потерь.

Формула изобретения 40

Устройство для контроля параметров комплексных сопротивлений, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входом первичного измерительного преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен с одним входом ключа, выход последнего соединен со счетчиком, нуль-орган, отличающийся тем,что,c целью увеличения быстродействия, в него введены источник образцового напряжения, трехпозиционный электронный ключ, дополнительный ключ, блок управления, интегратор- и блок запоминания, причем выход источника образцового напряжения соединен с первым входом трехпозиционного электронного ключа, второй вход последнего соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, а третий вход — с выходом блока запоминания, выход трехпозиционного электронного ключа соединен со входом интегратора, один выход которого соединен со входом нуль-органа, а другой с первым входом блока запоминания, выход нульоргана соединен с четвертым входом блока управления, пятый вход последнего соединен с выходом формирователя импульсов, а выходы блока управления соединены с управляющими входами трехпоэиционного электронного ключа, дополнительного ключа, блока запоминания и ключа соответственно, а выход блока запоминания соединен с другим входом дополнительного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Ð363047, кл. G 01 R 27/26. 30.11.70 °

2. Авторское свидетельство СССР

9521522, кл. С 01 В 17/06, 18.03.75.

664121

Ссставитель Л.Сотникова

Техред М.Петко Корректор O. Ковинская

Редактор Е.Гончар

Тираж 1089 Подлисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытий

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

Заказ 2993/44

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4