Стробоскопический измеритель составляющих комплексного сопротивления

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сони Советских

Сацналистическнк

Республик

<((> 744369, ";,Ф ",М ...", с, (61) plîïîëíèòåëüíîå к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.03.78 (21) 2589359/18-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 20.05.80. Бюллетень ¹ 24 (45) Дата опубликования описания 07.12.81

Тесударствееный комитет (51) М. Кл." 6 01 R 27/02 ло делам изобретений н еткрытнй (53) УДК 631.317.375 (088.8) I (72) Автор изобретения

В. В, Волохин (71), Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ

СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

-.;-.:о с.

Изобретение относится к электрорадиоизмеритетпьотой технике, может быть использовано при определении активной и реактивной, составляющих полных сопротивлений двух- и четырехполюсников.

Известен измеритель разности фаз комбинировантгый, содержащий задающий генератор; вспомогательную цепь, эталонный резистор; подключенный к внешним зажимам, первый смеситель, первый видеоусилитель, (.:- усилитель-ограничитель, фазовый детейтор, перестраиваемый генератор, формирователь стробимпульсов, второй смеситель, звтссрой видеоусилитель, опорный генератор, а также детектор амплитуды и детектор фазы (1).

Существенным недостатком е. о является большая». погрешность преобразования амплитуд высокочастотных сигналов на промежуточную часто гу.

Наиболее .:близким техническим решением являетея измеритель активной и реактивной составляющих полного сопротивления (2).

Зтот измеритель активной и реактивной составляющих полного сопротивления содержит опорный генератор, включенный последовательно с эталонным сопротивлением и внешними зажимами, причем вход сигнального канала стробоскопического преобразователя подключен к выводной клемме, а опорного канала — - к выходу опорного генератора, выходы этих каналов подключены к входам дифференциального

5 усилителя, кроме того, выходы сигнального канала и дифференциального усилителя подключены к вычислительному устройству, которое содержит второй дифференциальный усилитель, регулируемый фазо10 вращатель, индикатор равенства фаз, операционный усилитель, источник опорного напряжения с двумя переменными резисторами, нуль-орган, фазовращатель, усилители-ограничители, стробированные усилитеlS ли и индикаторы составляющих полного сопротивления, ключи. Однако недостатком этого измерителя является большая погрешность преобразования амплитудных значений напряжений при широком дина20 мпческом диапазоне измеряемых сопротивлений. Например, при изменении измеряемого сопротивления в диапазоне 50 см—

100 кОм погрешность преобразования может достигать до 10со. Это обуславливает25 ся тем, что в этом диапазоне изменяется постоянная времени заряда конденсатора стробоскопического преобразователя.

Целью изобретения является повышение

ЭО точности измерения.

Это достигается тем, гго В ст)о «хо!1:iческий измеритель составляющ!!х ком!1лс:;сного сопротивления, содержащий опор!1ый генератор, эталонный резистор> один выводов которого через онори;>!é ка.!а.; стробоскопического прс»бразовател Я :0;,ключен к операционному л сил))тел!с, а,!!),— гой соединен с одной входной кле.,!мой и с сигнальным каналом стро )oci;o!!:,::,";. )) 0 преобразователя, выч нсл итсл ьпы "i псрвый вход которого IIO;IK;i!0 Jc!i к Выхu13 операционного усилителя> Введены 3 прll!3 ляемый делитель, два ди!!)3!)ерс!)ц!1ал! !1ы:; компаратора, два успп ггсля 1: компенсации, видеоусилитель 11 калибратор пос 05! !lного напряжения, причем, опорны I «CJ!e,)атор соединен с управляемым делителем, выход которого подключен на пизкоомную нагрузку, другой вывод которой соед!шен с общей шиной и другой входной клеммой устройства и к эталоьп!ому резистору, калибратор постоянного напряжс!шя подкл)счен к первому и второму диффенциальным компараторам, второй вход первого пз которых соединен с одной входной клеммой, а его выход через первый усилитель некомпенсации подключен к другому входу управляемого делителя, второй же вход второго дифференциального компаратора соединен непосредственно с входом вычислительного устройства и через видеоусилитель с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя, а его выход через второй усилитель некомпснсацин подключен к управляющему входу видеоусилителя.

На чертеже показана структурная схема стробоскопического измерителя составляющих комплексного сопротивления.

Стробоскопический измеритель составляющих комплексного сопротивления содержит опорный генератор 1, подключенный к управляемому делителю 2, выход которого подключен на низкоомную нагрузку

3 к опорному каналу стробоскопического преобразователя 4 и через эталонный резистор 5 к входным клеммам для подключения неизвестного импеданса 6, а также и к дифференциальному компаратору 7 и к сигнальному каналу стробоскопиче ского преобразователя 4, калибратор постояннога напряжения 8 подключен к первому 7 и второму 9 дифференциальным компараторам, причем выход первого 7 из которых через первый усилитель некомпенсации 10 подключен к другому входу управляемого делителя 2, выход второго дифференциального компаратора 9 соединен через второй усилитель некомпенсации 11 с управляющим входом видеоусилителя 12, второй его вход соединен с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя 4, а выход подключен к дифференциальному компаратору 9, операционному усилителю

13 и вычислительному блоку 14, второй )хо;; ко>оро!» по;;клю Ic! I к выходу опера..: »н!гого c;i.J,JTcë5! 3, кром-; того, выход

o,1op1ioro капала .";".обоскоп!!Яеского JJpeобразоватсля 4 !10,1: г!к:-!ен к друго,!у ., !î. 0!!С1)а!!!!0!!!1ог!) «OJ!«IIIòåëÿ 13.

;)0i) 0CIJ>

ЯК)llill: ° С. !. >СKC!!010 C011POT!JB. Сi!lJ5I PH

;;тает слс !г!0гц!13! Oбоазом.

Высско )асто ггн гй cягнал, спим ас.,l ь:й с .. 0,)..»JO гi cðoòoðo 1, поступает че, сз i!!) а i3, 15! c.,I ;: .101!iте ii> 2 на цепочку . со«гоящуK) пз эталои!ого резистора 5 и из.:; "„:ясл!01.0; педанса б. .3.м!!ли !уд!Во-!1)азовь!с Cooi JIolzeJIJI5! вь С .: "0 cl«тОТIIЫХ !! аг. P5!жCI! !!Й, ВЫ !C;I ЯCЛI!>! Х

)га эталонном резисторе 5 и 1!змерясл!ом

IJ.;1ïåäàíñå, переносятся стробоскопическпм преобразователем 4 на фиксированноlo 3-!!у10 частоту опорного сигнала. Причем коэффициент передачи преобразователя долже!! OL>JTb равен единице. В операционном усилителе 13 формируется составляю1!!",ÿ !1апряжс и!!я I я,, Выдел 51!Ощаяся на эталонно>м резисторе.

25 Зная амплитуды и фазу между ними двух напряжений 1 ;„ „ II V нетрудно определить в вычислительном устройстве 14 составляющие комплексного сопротивления, Однако в сигнальном канале стробоскопического преобразователя возникает значительная погрешность от изменения постоянной времени заряда конденсатора при открытом мосте, собранного на диодах в момент стробирования при широком изменении измеряемого сопротивления.

Для устранения этой погрешности входI;oiJ высокочастотный сигнал поступает на дифференциальный компаратор 7, кроче того, на него же поступает постоянное напряжепие, снил!аел!ое с выхода калибратора постоянного напряжения 8. В слу чае неравенства этих напряжений напряжение некомпенсации, усиленное усилителем 10, 45 подается на управляющий вход блока 2. В результате изменяется амплитуда напряжения на измеряемом импедансе до тех пор, пока не произойдет полная компенсация. При этом амплитудное значение вы50 сокочастотного сигнала, выделенного на импедансе 6, будет равно постоянному напряжению, снимаемому с калибратора 8. Это же постоянное напряжение посту пает на второй диффенциальный компаратор 9, на

55 котором сравнивается с преобразованным промежуточным напряжением низкой фиксированной частоты, В случае если эти напряжения не равны, возникает на выходе компаратора 9 напряжение некомпенсации, 50 которое усиливается усилителем 11 и воздействует на коэффициент передачи видеоусилителя до полной их компенсации. При этом погрешность преобразования определяется погрешностью дифференциальных компараторов.

Эта погрешность может достигать в диапазоне частот до 100 Мгц и при уровне сигналов 50 м — 1  — до 1 ",„-. Следовательно, погрешность прсобразоваиия уменьшается с 10 до 1 t() Причем, очевидна простота коррекции погрешности от измсi:åíèÿ постоянной времени заря..! a конденсатора. B опорном канале эта погрешность незначительна, так как она нагружена иа низкое сопротивление 75 Ом и постоянная времени цепи заряда конденсатора практически не изменяется.

Формула изобретения

Стробоскопический измеритель составляющих комплексного сопротивления, содержащий опорный генератор, эталонный резистор, один из выводов которого через опорный канал стробоскопического преобразователя подключен к операционному усилителю, а другой — соединен с одной входной клеммой и с сигнальным каналом стробоскопического преобразователя, вычислительный блок, первый вход которого подключен к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены управляемый делитель, два дифференциальных компаратора, два усилителя некомпенсации, видеоусилитель, и; либратор постоянного напряжения, причем, опорный генератор соединен с управляемым делителем, выход которого подклю icн на низкоомиую нагрузку. другой вывод которой соединен с общей шиной и другой входной клеммой и к эталонному резистору, калибратор постоянного напряжения подключен и первому и второму дифференциальным

10 !,Dìïàðàòîðàì, второй вход первого из которых соединен с одной входной клеммой, и его выход через первый усилитель некомпенсации подключен к другому входу управляемого делителя, второй вход второго дифференциального компаратора соединен непосредственно с входом вычислительного устройства и через видеоусилитель — с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя, а его выход через

20 второй усилитель некомпенсацин подключен к управляющему входу видеоусилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации измерителя разности фаз комбинированного ФК2-12, 1975 г.

2. Авторское свидетельство СССР

ЗО ¹ 564608, G 01 R 27/02, 1976 (прототип).