Устройство для измерения составляющих комплексной проводимости двухполюсников

 

О П И С А Н- И -Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соарювлистических

Республик

r«>679895

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2 0777 (21) 2514095/18-21 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет(51)М Кл г

G 01 R 27/02

ГосударственныЯ комитет

СССР по делам. нзобретеннЯ н открытнй (53) УДК e21. 317. . 335 (088. 8) Опубликовано 15.08.79. Бюллетень Но 30

Дата опубликования описания 150879 (72) АвтОры изобретения

Г,П.Петин, Ю.A.Êðàìàðîâ и О.П.Петин (71) Заявитель

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

ДВУХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение касается измерительной техники и предназначено для измерения составляющих комплексной проводимости двухполюсников.

Известно устройство для измерения частотных характеристик комплексного входного сопротивления элек троакустических преобразователей содержащее измеритель фазового уг ла, и модуля комплексного сопротивления, блок умножения, и блок двухкоординатного индикатора (1) .

Однако это устройство имеет узкий диапазон измеряемых величин и низкую точность измерения °

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения составляю-, щйх комплексного сопротивления или проводимости, содержащее генератор синусоидальных колебаний, источник постоянного Тока, блок управления, сумматор, двухканальный блок фазочувствительных детекторов, переключатель, образцовое сопротивление и регистрирующий блок, блок операционных усилителей и множительное устройство. Блок операционных усилителей через переключатели соединен с нэмеряеьым объектом и двухканальным блоком фаэочувствительных детекторов, на выходе которых включены множительные устройства (2) .

Однако это устройство обладает погрешностью измерения составляющих комплексного сопротивления, которая увеличивается при уменьшении разности между емкостью измеряемого объекта и паразитной емкостью прибора.,При измерении малых значений активной составляющей наличие больших емкостных составляющих также приводит к сужению рабочего диапазона частот и увеличению погрешности измерения.

Цель изобретЪния - расширение области рабочих частот и уменьшение погрешности измерения.

Это достигается тем, что в устройство для измерения составляющих комплексной проводимости двухполюсников, содержащее генератор синусоидальных колебаний, соединенный с входом блока поддержания постоянного уровня напряжения, токосъемный резистор, .блок вычитания, два фаэочувствительных детектора, фазовращатель и блок регистрации, входы которого соединены с выходами фаэочувствительйых детекторов, введены дополни679895

35 тельный резистор, компенсирующий конденсатор и блок корректировки.

Выход блока поддержания постоянного. уровня напряжения соединен через токосъемный резистор с одним иэ зажимов для подключения измеряемого .двухполюсника, последний соединен с одним из входов блока вычитания, а также непосредственно .и через фазовращатель соответственно с одним из входов первого и второго фаэочувствительных детекторов. Выход „блока поддержания постоянного уровня напряжения через дополнительный резистор соединен с другим входом блока вычитания и с одной обкладкой компенсирующего конденсатора, другая обкладка которого и другой зажим для подключения измеряемого двухполюсника соединены с общей шиной устройства. Выход блока вычитания соединен с входом блока корректировки,, выход последнего соединен с другими входами первого и второго фазочувст" вительных детекторов.

На чертеже представлена структур- ная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, блок 2 поддержания постоянного уровня напряжения, токосъемный резистор 3, измеряемяй двухполюсник 4, дополнительный резистор 5, компенсирующий конденсатор б, блок 7 вычитания, блок 8 корректировки, фаэовращатель

9, фазочувствительные детекторы 10, i1 и блок регистрации 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 поступает через блок 2 поддержания постоянного уровня напряжения на токосъемный и дополнительный резисторы 3 и 5, 40 на измеряемюй двухполюсник 4 и, компенсирующий конденсатор б. Напряжение на измеряемом двухполюснике 4 поддерживается постоянным во всем диапазоне рабочих частот и измеряемых проводимостей с помощью блока 2.

С выводов токосъемного резистора 3 сигнал поступает на блок 7 вычитания, а с него через блок 8 корректировки на фазочувствительные детекторы 10, 11. Опорное напряжение на один фазочувствительный детектор поступает в фазе с напряжением на измеряемом .объекте, а на другой — сдвинутым фаэовращателем 9 на угол 90 С. С выходов фазочувствительных детекторов 10, 11 сигнал поступает в блок регистрации 12. Напряжения на каждом входе блока 7 вычитания равны

1+в a+ íñ +ñ

0 и У (1+j0DRC ) / б0 где R — сопротивление токосъемного резистора 3 или дополнительного резистора 5;

G — - проводимость измеряемого двухполюсника 4; 65

С - параэитная емкость входа устройства;

C — начальная емкость измеряемого двухполюсника 4;

С вЂ” компенсирующая емкость.

Ток 7 на выходе блока 7 вычитания пропорционален разности напряжений на его входах и в случае, если C— = C равен во+ wRC, 1+ (v RC где К вЂ” коэффициент пропорциональностии.

Отсюда видно, что если к выходу блока 7 вычитания подключен блок 2 корректировки, состсупций иэ индуктивности Ь и резистора,":.„т, то напряжение на его выходе (Увы„,) будет комплексным . iv4

1+ j

БвыГд (Г+ЭШЬ) = 0o rRG 1 ° ВС -КГВС1)

1+3шВС при С=С +С и L = rR(C>+C<) . Это напряжение не зависит от емкости входа и емкости измеряемого двухполюсника и, следовательно, активную проводимость можно измерять в более широком диапазоне частот

"Вых=К04 Rr ®+ RC )

IIpH С=С и L = ГВС .

На результат измерения емкост ной проводимости не влияет паразитная емкость входа устройства и, следовательно, уменьшается погрешность измерения, которая в диапазоне частот 1-200 кГц не превышает 3%. Диапазон измеряемых проводимостей от

1 Сим до 0,03 МСим, Формула изобретения

Устройство для измерения составляющих комплексной проводимости двухполюсников, содержащее генератор синусоидальных колебаний, выход которого соединен с входом блока поддержания постоянного уровня напряжения, токосъемный резистор, блок вычитания, два фаэочувствительных детектора, фазовращатель и блок регистрации, входы которого соединены с выходами. фаэочувствительных детекторов,о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире. ния области рабочих частот и уменьшения погрешности измерения, в него введены дополнительный резистор, компенсирующий конденсатор и блок корректировки, выход блока поддержания постоянного уровня напряжения соединен через токосъемный резистор с одним из зажимов для подключения измеряемого двухполюсника, последний соединен с одним иэ входов блока вычитания, а также.непосредственно и через фазовращатель соответственно с одним из входов первого и второго фаэочувствительных детекторов, выход блока поддержания посСоставитель Л.Сотникова

Редактор А.1йкелькин Техред О. Андрейко Корректор И.Муска

Заказ 4782/40 Тираж 1090 ПОдписное

ЦНИИПИ 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 тоянного уровня напряжения через дополнительный резистор соединен с другим входом блока вычитания и с одной обкладкой компенсирующего конденсатора, другая обкладка которого и другой зажим для подключения измеряемого двухполюсника соединены с общей шиной устройства, выход блока -вычитания соединен с входом блока корректировки, выход послед679895 6 него соедйнен с другими входами,первого и второго фазочувствительных детекторов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 В 238816, кл. G 01 И, 1967 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 294109 МХИ 2 G 01 R 19/00 1969р (прототип).