Устройство для измерения добротности резонансных двухполюсников

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (, 687412

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.04.73 (21) 1913125/18-21 с ттрмсоединениеи заявки Рй (23) Й риори тет

Опубликовано 25.09.79. Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 30,09.79 (51)M. Кл.

G 0l R 27/26

Гкударатввннвй нвинтет

СССР нв делам нзаарвтеннй н втнритнй (5З) УДК 621.317. .337 (088,8) (72) Авторы изобретения Э А. Шаловников, А. A. Кольцов и А. A. Тюкавин (7! ) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ PE

ДВУХПОЛЮСНИ КОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения добротности резонансных двухполюсников, применяемых в устройствах радиоэлектроники, автоматики и телемехани ки.

Известны устройства, содержашие четырехплечий уравновешенный мост, у которого в первом плече - исследуемый резистор, во втором — набор резисторов, в .10 третьем — магазин проводимости и магазин емкости, в четвертом - параллельно включенные образцовы и резистор и образцовый коденсатор и снабженные также конденсатором переменной емкости и переключателями, образуюшими вспомогательный мост (11, 15

Известные устройства обеспечивают прямой отсчет постоянной времени резисторов, однако пригодны только для измерения постоянной времени проволочных и микропроволочных резисторов, обладаюших малыми значениями сосредоточенных параметров (остаточной индуктивностью L н распрепеленной емкостью С), с одной определенной наперед заданной схемой замешения на фиксированной частоте источника питания, намного превышаюшей собственную частоту колебаний исслепуемого двухполюсника, путем образования с помошью переключателей вспомогательного моста. При измерении же сложных пассивных двухполюсников с сушественными значениями реактивных параметров -, С эти устройства не пригопны, так как комплексное сопротивление таких двухполюсников не может быть выражено фот» мулой Z «Я (1+ P AY) справедливой для резисторов с малыми сосредоточенными параметрами 1, С.

Целью изобретения является получение раздельного отсчета добротности резонансных двухполюсников с разными схемами замешения и сушественными значениями реактивных параметров L С мостовым методом.

Укаэанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для измерения добротности резонансных двухполюсников

6874

С4

Я = Я

СЪ

45 где R - активное сопротивление двухполюсника 1 при резонансе;

С 11-4 - емкости конденсаторов 20 и 21;

9 - сопротивление резистора 18.

Третья (заключительная) операция ура- вновешивания моста 2 производится регулировкой сопротивления резистора 19 при напряжении, частота которого равна

55 половине резонансной(м = © < подводимом к диагонали питания моста с делителя частоты 5 (ключи 7 и 8 находятся соответственно в положениях 7> и 8 ). По завершении операции выполняется равен, 3 содержашее четырехплечий уравновешенный мост, у которого в первом плечеизмеряемый двухполюсник, во второмпеременный резистор, в третьем — образцовый конденсатор, а. четвертое плечо представлено параллельным или последовательным соединением образцового конденсатора и переменного резистора, в соответствии с параллельной или последовательной схемой замешения двухполюсника, ключи, источник питания фиксированной частоты и нуль-индикатор, снабжено дополнительным переменным конденсатором, подключенным в первое плечо моста в со15 ответствии со схемой замешения измеряемого двухполюсника, а также умнбжителем и делителем частоты, входы которых через ключи подсоединены к источнику питания фиксированной частоты, а выходы - к диаго20 нали питания моста.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг..2 и 3параллельная и последовательная схемы, замешения двухполюсника.

Устройство содержит измеряемый резонансный двухполюсник l, четырехплечий уравновешенный мост. 2, источник питания фиксированной частоты 3 (Е), удвоитель частоты 4 делитель частоты 5, нуль-ин3

ЗО дикатор 6, ключи 7-12, диагонали питания 13-14 и измерительная 15-16 диагональ, емкость 17, настраиваюшая двухполюсник в резонанс; резисторы 18 и 19, регулируемые на частоте резонанса, кон35 денсаторы 20 и 21; О„аЧ2- напряжения на плечах. моста.

Измеряемый резонансный двухполюсник

1, имеюший, например, параллельную или последовательную схему замешения, включен в уравновешенный мост 2ч- измеритель» ная диагонадь 15-16 которого подключена к нудь-индикатору 6, вершина 13 - к источнику 3, удвоителю частоты 4, делителю частоты 5 и нуль-индикатору 6, а вершины 14 и 16, дючами 7 и 8 под соединяются к источнику 3 и конденсатору 20 соответственно или к удвоителю частоты 4, дедитедю частоты 5 и регулируемому резистору 19 соответственно.

При параллельной или посдедовательной схеме замешения двухполюсника ключи . 9-12 включают регулируемую емкость 17 параллельно или последовательно двухполюснику, к конденсатору 20 параллельно или последовательно подключают регулируемый резистор 19, по значению которого производят отсчет добротности из» меряемого двухполюсника, и к источи Iy

12 4

3 подсоединяют делитель частоты 5 или удвоитель частоты 4.

При параллельной схеме замешения измеряемого двухполюсника (ключи 9-12 находятся соответственно в положениях

9, 10, 11 и 12 ) устройство работает следуюшим образом.

Первая операция раздельного уравновешивания устройства заключается в установлении синфазности между напряжениями V и Ug регулировкой емкости 17 (ключи 7 и 8 находятся в положениях 7 и 8 ), Синфазность напряжений tf u U > устанавливают либо с помошью специализированного индикатора, либо по наименьшему показанию амплитудного нуль-индикатора. При установке синфазности измеряемый двухполюсник 1 вводится в резонанс, т. е. выполняется равенство 3 о(с) (i) о Х где Li» - индуктивность двухполксника 1;

- емкос ть двухп олюсн ика 1;

- емкос ть кон денсатора 1 7;

41 - резонансная частота двухполюсника 1.

При второй операции четырехплечий мост уравновешивается изменением сопротивления резистора 1 8 на фиксированной частоте источника питания 3 (ключи

7 и 8 находятся в прежнем положении), являюшейся резонансной для измеряемого двухполюсника 1 с подключенной емкостью 17. B конце операции напряжения

U» и 0 -становятся равными между собой, следовательно.

7412

5 68 ство напряжений 0 и U> при атом

Е полюсников может производиться при отношениях частот щ/4r равных не только половине или двум, как описано выше, но также и любому положительному числу.

Изобретение может быть использовано для измерения добротности частотных избирателей, применяемъ|х в частотных системах телемеханики нефтяной промышленности с учетом их параэитных параметров

10 и для измерения добротности проводных линий связи, представляющих собой в общем олучае резонансный двухполюсник, который невозможно расчленить на отдельные элементы.

5!

Поскольку добротность измеряемого двухполюсника, представленного параллельной схемой замешения, равна

3 Rzh3 („i),, ) к

1+ — .. з с4 . з с4. где Я - сопротивление резистора 19.

При учете выражений (1), (2) иэ (4) можно найти параметр

4 Ъ 4 2 ° (5) Формула изобретения

@х > .„ (б) 20 то из формул (2), (5), (6) имеют соотношение для определения добротности

1 (() 25 которая отсчитывается по регулируемому резистору.

Уравновешивание четырехплечего моста с измеряемым двухполюсником 1, имею-з, шим последовательную схему замешения, производится аналогичным образом. При этом ключи 9-12 находятся соответственно в положениях 9<, 1С,, 11>, 122 и третья операция, в отличие от описанной 35 выше, протекает при двойной частоте резонанса, поступающей с удвоителя частоты 4. добротность измеряемого двухполюсника, имеющего последовательную схему замещения, определяется по следующей расчетной формуле (находится аналогично формуле (7)): .а„= — ы,я,а,, )3)

Следует также заметить, что раздельный отсчет добротности резонансных двухУстройство для измерения добротности резонансных двухполюсников, содержащее четырехплечий уравновешенный мост, у которого в первом плече - измеряемый двухполюсник, во втором - переменный резистор, в третьем - образцовый конденсатор, а четвертое плечо представлено параллельным или последовательным соединением образцового конденсатора и переменного резистора, в соответствии с параллельной или последовательной схемой замещения двухполюсника, ключи, источник питания фиксированной частоты и нуль-индикатор, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью получения раздельного отсчета добротности, оно снабжено дополнительным переменным конденсатором, подключенным в первое плечо моста в соoTBeTcrBBH co схемой замещения измеряемого двухполюсника, а также умножителем идечителем часточ ы, входы которых через ключи подсоединены к источнику питания фиксированной частоты, а выходы — к диагонали питания моста.

Источники информации, принятые во внимание при акспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

N 235842, МКИ 2 Ci 01 h, 17/10, 66, 687412

Фиа 1

Eg л

Фиг.5

Заказ 5572/43 Тираж 1090 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. И. Веремейкина

Редактор Т. Иванова Техред И, Асталош Корректор Ю. Макаренко