Устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсника (его варианты)

Устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсника (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Устройство для измерения . параметров комплексного нерезонанс-4 ного двухэлементного двухполюсника , содержащее источник гармони .ческого сигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен ;с одним из зажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и исследуемогС комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к выходу функционального преобразователя , отличающееся . тем, что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника , в него введен ключ, управляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального . преобразователя, первый и второй зажимы ключа подсоединены к первому ft второму зажимам источника гармр .нического сигнала,а третий зажим I ключа подсоединен, при последовательной схеме замещения исследуемого комплексного двухполюсника, к образцовом двухполюснику. 2.Устройство для измерения параметров комплексного нерезо ансного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник гармонического сигнала, один кз зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен с одним из зажимов измерительной ветвр;, -составленно-й из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из состав- . (Л ляющих исследуемаго комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и. исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразователя, о тли чающееся тем-, что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого комплексного 4 У1 : двухэлементного двухполюсника/ в него введен ключ, правляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального преобразо;вателя , первый и второй зажигл клю. D1 . ча подсоединены к первому и второму :зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа пoдcoe ч.нeн, при параллельной схеме -замещения исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника, к иссле .дуемому комплексному двухполюснику. 3,Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю, щ е е с я тем, что функциональный преобразователь содержит |блок управления, блок формирования опорного сигнала, фазочувствительный iвыпрямитель и блок обработки сигна- . |лов, причем входом функционального

СОКВ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГМ.ЛИН

<э а) 3(5D, . 601 В 27 02

- " Арф Дф.д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3236626/18-21. (22) 12.01.81 (46) 30,09.83, Бюл. 9 36 (72) Г.И.Шаронов, A.Ф.Прокунцев и Г.A.Òðÿñîãóçîâ (71) Пензенский завод-ВТУЗ при заводе ВЭМ (филиал Пензенского политехнического института) (53) 621,317.333 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 798626, кл. 501 R 17/10, 19802. Авторское свидетельство СССР

В 531098, кл. 601 R 27/02, 1977.

Ь4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ HAPAHETPOB КОМПЛЕКСНОГО НЕРЕЗОНАНСНОГО

ДВУХЭЛЕМЕНТНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА (ЕГО

ВАРИАНТЫ 1, (57) 1. Устройство для измерения . параметров комплексного нерезонанс ного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник, гармони= .ческого сигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен;с одним иэ зажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к выходу функционального преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника, в него введен ключ, уп, равляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального . преобразователя, первый и второй зажимы ключа подсоединены к первому я второму зажимам источника гармо,нического сигнала, а третий зажим, ключа подсоединен, при последовательной схеме замещения исследуемого ксмплекснага двухполюсника, к образцовому двухполюснику.

2. Устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлементкаго двухполюсника, содержащее источкик гармонического сигнала, один кз зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединек с одним из зажимов измерительной ветви, составленной из последовательнО сОедикенных ис следуемого комплекского двухэлементного двухполюскика и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и исследуемого комплексного двухполюскиков, подключена через преобразователь така к входу фуккциональнсгс преобразователя, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого комплексного двухэлементного двухпалюсника, в него введен ключ, управляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального преобразо.вателя, первый и второй зажимы клю; ча подсоединены к первому и второму зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа

,подссе,. нен, при параллельной схеме . замещения исследуемого комплексного двухэлементнаго двухполюскика, к иссле,дуемому комплексному двухполюснику.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю, ь; е е сятем,,что функциональный преобразователь содержит

; блок управления, блок формирования опорного сигнала, фаэочувствительный выпрямитель и блок обработки сигна- . лов, причем входом функционального

$Q85) $5 преобразователя является вхоц блока формирования опорного сигнала, сое— диненный с информационным входом фаэочувствигельного Выпрямителя, опорный вход которого соединен с выходом блока формирования опорного сигнала, выход фазочувствительного выпрямителя подключен к входу блока. эбработки сигналов, первый и второй

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения параметров комплехсного двухполюсника, и может бытьиспользовано для построения, напри- 5 мер, преобразователей абсолютного значения любой из составляющих ко лплексного двухполюсника в активные величины.

Известно устройство для измере- )g ния составляющих комплексного сопротивления, содержащее генератор сину-. соидального сигнала, выходные зажимы которого подключены к измерительной цепи, составляющей из последовательно соединенных образцового и измеряемого элементов. Параллельно образцовому и измеряемому элементам подключены входы согласующих блоков, выходы которых подключены к входам функционального преобразователя 5 13.

Недостатком данного устройс.."ва является погрешность вследствие конечного значения входных комплексных 25 сопротивлений согласующих блоков. с

Известно устройство для измерения параметров исследуемого ко лплексного нереэонансного двухэлементного сопротивления двухполюсника, содержащее измерительную ветвь, составленную иэ последовательно соединенных образцового и исследуемого комплексного сопротивления двухполюсников, одна из вершин питания которой,, примыкающая к исследуемому комплексному сопротивлению двухполюсника, соединена с одним иэ зажимов ис-. точника гармонического сигнала и через первый согласующий блок с ф) одним иэ входов функционального преобразователя, вторая вершина питания измерительной ветви, примыкающая к образцовому двухполюснику, подсоединена к второму зажиму источника гармонического сигнала и общей шине, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового,и исследуемого комплекс ного сопротйвления двухполюсников, подключена через второй согласуювыходы блока управления подсоединены соответственно к управляющим Входам блока формирования Опорного сигнала и блока обработки сигналов, а третий является управляющим выходом функционального преобразователя, а инфОрмациОнным ВыхОДОм КОтОрОГО является выход блока обработки сигна

ЛОВ. щии блок к второму входу функцио нального преобразователя (2 ).

Недостатком известного устройства являе-..ся методическая ошибка от конечного значения комплексных сопротивлений согласующих блоков.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения зависимости результата преобра-. зования от конечного значения внут,реннего комплексного сопротивления

| согласующих блоков. указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсниКа, со держащее источник гармони еского сигнала, один из зажимов которого подсоединен:к общей шине, а второй зажим соединен с оцним из зажимов измерительной BBTBH соста.вленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной иэ составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной Ветви, примыкающая к зажимам образцового и исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразователя, введен ключ, управляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального преобразователя, первый ,и второй зажимы ключа подсоединены к первому и второму входу зажимам источника гармонического сигнала, третий зажим ключа подсоединен при последовательной схеме эамеще ния иссле;цуемого комплексного двух— полюсни1са, к образцовому двухцолюснику.

Б устройство для измерения параметров комплексного нерезонансного двухэлемент ного двухполю сник а, сОдержащее источник гармония:еского „сигнала, один иэ зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен с одним из зажимов измерительной ветви, сос1045165 тавленной иэ последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, прймыкающая к зажимам образцового и исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразователя, введен

Ф ключ, управляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального преобразователя, первый и второй зажимы ключа подсоединены к .первому и второму зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа подсоединен, при параллельной схеме замещения исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника, к исследуемому комплексному двухполюснику.

Кроме того, указанная цель может быть достигнута тем, что функциональный преобразователь содержит блок управления, блок формирования опорного сигнала, фазочувствительный выпрямитель и блок обработки сигналов, причем первый вход функционального преобразователя подсоединен к входу блока формирования опорного сигнала H к информационному входу фазочувствительного выпрямителя„ опорный вход которого соединен с выходом блока формирования опорного сигнала, выход фазочувствительного выпрямителя подключен к входу блока обработки сигналов, первый, второй и третий выходы блока управления подсоединены соответственно к управляющим входам блока формирования опорного сигнала, блока обработки сигналов и к первому выходу функционального преобразователя, второй выход которого подключен к выходу блока обработки сигналов.

На чертеже изображено предлагаемое устройства. устройство содержит источник 1 гармонического сигнала, шину 2 управления клю а 3, образцовый двухполюсник или исследуемый комплексный двухполюсник 4 соответственно при последовательно или параллельной схеме замещения исследуемого комплексного двухполюсника, исследуемый, комплексный двухполюсник или образцовый двухполюсник 5, соответ.ственно при последовательной и парал лельной схеме з=мещения исследуемого комплексного двухполюсника, преоб" разователь б тока, функциональный преобразователь 7, содержащий блок 8 формирования опорного сигнала, блок

Э управления, фазочувствительный выпрямитель 10 и блок 11 обработки сигналов.

При последовательной схеме замещения 4 — образцовый двухполюсник, 5 - исследуемый комплексный двухпалюсник. В общем виде сопротивление исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника имеет вид Z = p + уу, а образцовый двухполюсник однороден по харак(О теру составляющей (исследуемого комплексного двухполюсника 2 . В зависимости от вида измерительной цепи (5 и с(. могут иметь как активное (резистивное ) сопротивление, так и реактивное, а соответственно реактивное и активное. Сопротивление преобразователя тока может иметь комплексный характер и запишем его в виде = Y+jP.

Выражение для тока через преобразователь тока в первом положении ключа 3 (образцовый двухполюсник подключен к второму эажиму источника 1 гармонического сигнала) имеет вид

oL ! =Ч ч(с - p)+кp — 3у+j(y4 Хр +ЛС(+, у)

После замены

30 >

9 = «W)

Амплитудное значение тока (имеет вид V 3(= (1) 0 .Г я

Фазовый сдвиг тока относитель1, но напряжения питания Y запишется

Я„=aI CCО— —,С (2)

К

Выражение для тока через преобразователь тока во втором положении ключа 3 (образцовый двухполюсник подключен к первому зажиму источника 1

5р гармонического сигнала) имеет вид

55 а амплитудное значение тока

Фазовый сдви r тока („от но сит ельно напряжения питания ч. равен (4) 1045165

Раэностный фазовый сдвиг тока 1 относительно тока 1. равен (> -1г =о>-с

О>С

Согласно 5 следует

J. iP у>5 Яд q,) = СОSarcag < — = „ (6 ) -г ы. " "т (11

РИl9a;,)= ЩОГС вЂ” =

>+ (sip» +y ! | йа основании выражений (1)i (>) и (61

Г>олучают уравнение преобразования для составляющей исследуемого комплексного двухполюсника, однородной образцовому двухполюснику ««(V - Ч1) ) „ (8).

P =d

lq

Уравнение преобразования для составляющей исследуемо>го комплексНОГО ДВ5>ХПОЛ:ОСНИКа НЕОДНОрОДНОй Об-i раэцовому двухполюснику, с учетом выражений (1! „(3 ) и (7 ) имеет вид ! 51о foalò- Я, Т 1 9)

Уравнения преобразования составJIJIIoIIIHx исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника при его параллельной схеме замещения . имеют аналОгичный ЯиД (8) и(9) а параметры, 1>> и у имеют размерность проводимости.

Устройство работает следугощим образом.

В первом такте измерения по команде с третьего выхода блока 9 уп равления, передаваемой по шине . ?, ключ 3 подсоединяет зажим Z, примыкающий, например, к образцовому двухполюснику 4, к зажиму 4,. при мыкающему к общей шине. С выхода преобразователя сигнал I,, поступает на вход блока 8 формирования опорного сигнала и информационный вход фаэочувствительного выпрямителя 10. Сигнал с выхода выпрямителя 10, пропорциональный проекции тока „ на опорный вектор, поступает на вход блока 11 обработки сигналов и запоминается. Так как в первом такте измерения опорный сигнал с выхода блока 8 формирования опорного сигнала сформирован по команде с первого выхода блока 9 управления совпадающим по фазе с информационным сигналом 1„, на информационном входе выпрямителя 10, то на его выходе формируется сигнал, пропорциональный амплитудному зна- чению тока 1, .

Во втором такте измерения по ко- манде с блока 9 уйравления, переда- . ваемой по шине 2, ключ, 3 подсоединяет зажим С1, примыкающий к .образцовому двухполюснику 4, к зажиму примыкающему к исследуемому комплексному двухполюснику 5. С выхода преобразователя 6 тока сигнал поступает на вход блока 8 формирования Опорного сигнала и. информационный вход выпрямителя 10, на опорный вход которого пост упает сигнал (меандр с периодом, равным периоду напряжения питания измерительной цепи) с выхода блока 8, сформированный по команде с первого выхода блока управления 9 синфазным с информационным сигналом i полученным в первом такте измерения. Сигнал с фазочувствительного выпрямителя

10 пропорциональный проекции информационного сигнала 1< на опорный, т. е. 1 cos (9, -(t, j, поступает на блок

11 обработки сигналов, который фор- мирует по команде с второго выхода блока 9 управления информацию о составляющей исследуемого комплексного двухполюсника 5, однородной по ха рактеру сопротивления образцовому

Двухполюснику 4. Для получения информации о составляющей исследуемого комплексного двухполюсника, неоднородной по характеру сопротивле- ния образцовому двухполюснику, блок формирует сигнал tмеандр) по команде с первого выхода блока 9 управления, сдвинутый на + / /2 Относительно информационного сигнала 1„ полученного в первом такте измерения,.

Сигнал с выхода фазочувствительного выпрямителя 10, пропорциональный проекции инвормационного сигнала на опорный, т.е. 1 БЫ (ирует сигнал„ несущий информацию об измеряемой состав-. ляющей исследуемого комплексного двухполюсника.

При измерении на постоянном токе,: например, сопротивления резисторов уравнение преобразования существенно упрощается и имеет вид, когда ключ 3 и двухнолюсник 4 соответственно Р, и Rr, 1 1я

j> -О или «А 1 б

1 -1„ г 1 кОгда ключ и двухполюсник lp (и

° Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить точность измерения.

1045165

Составитель..В.Стукан

Редактор Ю.Ковач ТехредM.Гергель

Корректор. В.Бутяга

Эаказ 7546/47 Тираж 710 Прдпи си се

ВНИИПИ 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