Способ измерения параметров трехэлементного комплексного двухполюсника и устройство для его осуществления

Способ измерения параметров трехэлементного комплексного двухполюсника и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения , параметров трехэлементного комплекс-, ного двухполюсника реализован в устройстве , содержащем перестраиваемый автогенератор (АГ) 1, частотомер 4, фазометр 3, блок (в) 10 индикации. Б 5 контроля характера схемы замещения , интерфейс 6 ввода-вывода,, михро- ЭВМ 8, Б 7 ввода программы, периферийное .устройство 9, Последовательна измеряют номинал и характер реактивного сопротивления образцового двух полюсннка (ОДП), измеряют фазовый сдвиг между током через сследуемый ДП и выходным сигналом АГ, по наличию или отсутствию выходного сигнала при отключенном образцовом ДП в контуре АГ судят о резонансном или нерезонансном характере исследуемого ДП, по. наличию или отсутствию выходного сигнала при смене характера (емкостной или индуктивный) образцового ДП судят g об индуктивном или емкостном хйрйктере исследуемого ДП соответственно. Отсчет параметров исследуемого ДП определяют по формулам, приведенным в описании изобретения. Повышается точность измерения параметров. 2 с.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLlHAËÈÑTÈ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 R 27/02- л-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1ч

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4159192/24-21 (22) 08. 12. 86 (46) 30.07е88. Бюл. У 28 (71) Пензенский сельскохозяйственный институт (72) В. Ф. Белянина, О. С.-Гаджиев, Е. С. Максимова и А. Ф. Прокунцев .(53) 621(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 798626, кл. Г 01 R 27/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Н. 1372248, кл. G OI R 17/10, 1982 ° (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ lIAPANETPOB

ТРЕХЭЛЕИЕНТНОГО КОМПЛЕКСНОГО ДВУХПОЛНСНИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения параметров трехэлементного комплекс-. ного двухполюсника реализован. в устройстве, содержащем перестраиваемый автогенератор (АГ) 1, частотомер 4 ° фазометр 3, блок (Б) 10 индикации, „„Я0„„1413551 A I

Б 5 контроля характера схемы замеще ния, интерфейс 6 ввода-вывода, микроЭВМ 8; Б 7 ввода программы, перифе" рийнпе,устройство 9. Последовятельнс измеряют номинал и характер реактивного сопротивления образцового двух полюсника (ОДП) » измеряют фазовый сдвиг между током через исследуемый

ДП и выходным сигналом АГ по наличию или отсутствию выходного сигнала при отключенном образцовом ДП в контуре

АГ судят о резонансном или нерезонансном характере исследуемого ДП, но . наличию или отсутствию выходного сиг-.. нала прн смене характера (емкостной или индуктивный) образцового ДП судят об индуктивном или емкостном характе" ре исследуемого ДП соответственно.

Отсчет лереметров исследуемого ДП определяют ло формулам, лрдведелвит в С описании изобретения. Повышается точ- . ность измерения параметров. 2 с,н. Я ф-лы, 5 ил., 2 табл.

1413551

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров трехэлементных двухполюсников с параллельпопоследовательной схемой замещения с одновременным определениЕм характера сопротивления схемы замещения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повыше- 1п ние точности измерения параметров комплексного двухполюсника за счет измерения параметров трехэлементных двухнолюсников и определения характе ра схемы замещения исследуемого двух- 15 полюсника

Иа фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения параметров трехэлементного комплексного 2О двухполюсника; на фиг. 2 — функцио-. . нальная схема автогенератора; на фиг. 3 - функциональная схема блока контроля характера сопротивления; на фиг. 4 " принципиальная схема кот. 25 лебательного контура с традиционнь м (а) и оригинальным (б) обозначением элементов; на фиг. 5. — блок-схема алгоритма работы микроЭВМ.

Устройство для измерения параметров трехэлемептных двухполюсников (фиг. 1) содержит LC-генератор 1 гармонического сигнала с клеммами для подключения исследуемого двухполюсяика 2, выходы генератора подключены .к входам фазометра 3, частотомера 4 и блока 5 контроля характера схемы замещения, выходы последних подключе- . ны шиной через интерфейс 6 ввода-вывода к входам блока 7 ввода программы,: микроЭВМ 8, перйферийного устройства 9, блока !О индикации, LC-генератор.: (фиг. 2) включает активную часть ll генератора и колебательный контур, состоящий из образцовых эле- 45 ментов 12 — 15, последовательно с каждым из которых соединены ключи 1619 соответственно, ветвь с исследуемым двухполюсником, преобразователем

20 тока и зажимами 21 и 22 для под- 5О ключения исследуемого двухполюсника.

Блок контроля характера схемы замещения (фиг. 3) содержит клемму 23, элементы НЕ 24 и 25, выход последнего подключен к информационным входам

D-триггеров 27 - 31, элемент ИЛИ-НЕ

26, элемент НЕ 32, выход которого через одновибратор 33 подключен к входу элемента HE 34, элементы 35 и 36 времязадающей цепи, управляющие .входы

37 — 41, ключ 42 и клемму 43, В автогенераторе LC-типа частота на его выходе является функцией параметров LC-контура, составленного иэ параллельно соединенных исследуемого двухполюсиика с параллельно-последовательной схемой замещения и образцового двухполюсника.

Для нахождения всех трех параметров исследуемого комплексного двухполюсннка необходимо решение как ми" нимум системы из трех уравнений.

Покажем методику составления такой системы уравнений.

1. Составить выражения для комплексного сопротивления контура Е„ при двух значениях образцового элемента контура с выделением в каждом выражении реальной Re7.< и мнимой ХпЯ„чае. стей;

2. Мнимую часть каждого выражения по отдельности приравнять к нулю.

Записать два уравнения: ш н

Хш7 м О.

3,,Составйть выражения для комплексного сопротивления ветви контура, содержащего исследуемый двухполюсник,с выделением реальной ReK и мнимой Хщ7.„ частей на двух частотах 4 и са °

:4, Записать уравнения для определения тапгенса угла потерь комплекспого двухполюсника .

ХтйЕ ), Re7. „ из которого записать уравнение для . определения того параметра трехэлементного двухполюсника, который подключен последовательно в своей схеме замещения, например R„

)(Ф

5, Подставить .(3) в (1), а (4) в (2) и разрешить полученные выражения относительно второго (к примеру) активного параметра Кк,.

R„Г(Ы;, С8м,, L„); (5) 14135 (6) R„ f(v,, tgac, Ь„), 6. Решение системы уравнений (5) и (6) позволяет определить оставшийся 5 третий параметр (к примеру) 1.„:

J.„ («, « tp<, tgg ) (7) 7. Решить систему уравнений (3) и 10 (4), подставив в них предварительно выражения (7), относительно Rz, .

f(® « к, @а « t8,)

8. Определить R„(3), подставив в него выражения (7) и (8) °

Для простоты промежуточньм расче.тов и унификации множества вариантов по .характеру сопротивлений его эле- 20 ментов предлагается оригинальное обозначение элементов колебательного контура, отражающее как их позиционное обозначение, так и характер сопротивления каждого иэ элементов (см. табл. 1).

При этом буквами лаРинского алфавита обозначаются элементы контура (А, В, С, D). Показатель у каждого из символов отражает характер сопротивления элемента:

О а о а А, В, С, D — элементы, имеющие . резистивный характер (R);

А, В, С, D - элементы, имеющие

1 1 индуктивный характер сопротивления 35 (39Ь);

А; В «С, D - элементы, имеющие емкостной характер сопротивления (-Яас) .

С учетом введенных обозначений ко- 40 лебательный контур, изображенный на фиг. 4, может быть записан кратко в а формеА, В, С, D.

Конечные расчетные формулы для различньм видов колебательного конту- 4В ра приведены s табл. 2.

Устройство работает следукщим образом.

Посредством блока 7 ввода программы в микроЭВМ 8 вводится программа измерения. Затем подключается исследуемый двухполюсннк к зажимам ЬС-генератора 1. Далее запускается программа измерения посредством команды

"Пуск". При этом МНКро3ВМ 8 обнуляет ячейки регистра, используемого в качестве выходного и переходит в режим вывода информации. Содержимое выходноо го регистра переписьвается в буферный

51 регистр интерфейса 6 ввода-вывода.

Сигналы с выхода буфефного регистра интерфейса 6 ввода-вывода управляют ключами в LC-генераторе 1. Поскольку ячейки буферного регистра обнулены, то ключи в контуре генератора 1 находятся в непроводящем состоянии (эа" крыты), т.е. образцовые элементы от" ключены от контура LC-генератора I (фиг, 2). Далее микроЭВМ 8 переходит в режим ожидания ввода информации.

При этом на блок 5 контроля характера схемы замещения подается сигнал с микроЭВМ 8, по которому блок 5 вырабатывает сигнал, поступающий на управляемые входы фаэометра 3 и частотоме ра 4 и запускающий последние. В режиме ожидания микроЭВМ.8 находится до окончания времени измерения фазометра 3 и частотомера 4. Время ожидания задается программным путем.

По окончании времени ожидания микроЭВМ 8 через интерфейс 6 ввода-вывода вводит информацию с фазометра 3, частотомера 4 и блока 5 контроля схе-: мы замещения в соответствующие области памяти. При этом производится одновременно контроль состояния разрядов, поступающих с блока 5 контроля схемы замещения. Если старший раэрядв состоянии "1", то в контрольный ре" гнстр записывается. адрес подпрограммы вычисления параметров резонансного двухполюсника. Если в старшем разряде - "О", в контрольный регистр ничего не записывается, Далее микроЭВМ 8 записывает в выходной регистр код, обеспечивающий . подключение к колебательному контуру генератора l образцового элемента 12 (фиг. 2), и выводит содержимое регист. ра выходного на интерфейс ввода-вывода. В дальнейшем измерение происходит аналогично описанному, но со следующими особенностями.

После очередного ввода информации микроЭВМ в зависимости от кода, приходящего с блока кочтроля схемы замещения, записывает адрес соответствующей подпрограммы вычислений, а также записывает очередной код E выходной регистр для смены образцового элемента в контуре генератора 1 по номиналу либо по характеру. По окончании измерения микроЭВМ обращается к подпрограмме по адресу, записанному в контрольном регистре, и вычисляет параметры исследуемого двухполюсника, 5 1413551 . . 6

Результаты вычислений выводятся на Формула изобретения периферийное устройство 9 или отобра- 1, Способ измерения параметров жаются на блоке 10 индикации. Работе трехэлементного комплексного двухпоустройства соответствует блок-схема, люсника, заключающийся в том, что из5 изображенная на фиг, 5, где приняться меряют сигналы, пропорциональные чаlследующие оообщения: Рг „ - выход- стоте и напряжению выходного сигнала ной регистр; Ся в - счетчик времени автонеиератора, в колебательный кон«(определяет время ожидания ввода); тур которого включен исследуемый

8KC - разряды, принимаемые с блока 1п двухполюсник, о т л и ч а ю щ и и контроля схемы замещения; Рㄠ— конт- с я тем, что, с целью расширения рольный регистр; адр.1 - адрес под- функциональных возможностей и повыше- программы вычисления параметров резо- ния точности измерения, последованансных двухполюсников; адр.2 - ад- тельно изменяют номинал и характер ,рес подпрограммы вычисления парамст- 1я реактивного сопротивления образцоворов двухполюсников, имеющих индук-. го двухполюсника, измеряют фазовый тивный характер; адр.З » адрес под- сдвиг между током через исследуемый программы вычисления параметров двух- . двухполюсиик и выходным сигналом asполюсииков, имеющих емкостиой харак- тогенератора, по наличию или отсутст тер; Сч„ - счетчик числа измерений;.-- 2D вию выходного сигнала при отключенном

Счч, - счетчик циклов. образцовом двухполюснике в контуре автогенератора судят о резонансном

Расширение функциональных возмож- или нерезонансном характере исследуеностей обусловлено возможностью оп- мого двухполюсника, по наличию или ределения параметров трехэлементных 26 отсутствию выходного сигнала при сме» двухполюсииков резонансного и нерезо- не характера (емкостной или индуктивнансного характера, а также возмож- ный) образцового двухполюсника судят ностью контроля характера схемы заме- об индуктивном или емкостном характещения исследуемого диух олюсника. По« ре исследуемого двукполюсника соот» вышение точности достигается за счет 30 ветственно, а отсчет параметров ис максимального использования цифрового следуемого двухполюсника в автогене. преобразования, раздельного измерения раторе с контуром вида Л,. В, С q D параметров исследуемого двухполюсника. определяют по формулам и а

« . Ьа-,)ОЛа я ... г. ю g, ! с„, "**," >< " « "* + 1, р. (1 + t сi,)48, М, Q,0,йgeL,, t» tg М,Д; где 9 tD,D,tget,, (1 + tget,)- Nr3 tgkr(.1 + tg о4) r

4> в автогенераторе с контуром вЖЮ А (й Я1 ) 9 9> t Mi t М2

141355) (ц и) DD Самtgg (M»- Qi ) D,л t м, е

» 2

Я,(Я G3 )D» Д, tg 6Е» (+ tg oC ) — (i)XQ

0 Ъ . + (.(. -u .)D. t Ы,(l + t М, -Ю,8>

R х» я, 1+ tg þü, Q t Ыз, ) Я,(Ы -Q,) D,D

1 а

DiD»t Ы 04а

2 (1 + tge) 82 (Q» «()» ) 0 0 р(ф,»

У ! (Я»-Q,) D,D» t ot t Mx

02 g @gee, (1 g a,) - 8þ

В (1+t м,) (u» -, )9 0> tgac.» (tg at,) -9< 9> tg aE (» -И ) 0<0» t 0((Й Мф

2 2

Lq

» г (a, (u, -ы,)0,9, tgoi,(l + tg,) -О, +» где 8» у» D, tg ol, (l + tg ã }

ы D,„. tg ы. (l + t g м. } где Въ - И,D,tg,(1+ Еа М,)—

Q,Do tg ot, (1 + tg o,), ui(Q u,) х, Q (Я» «Q )D 9

0< < (84 Ы, » е,део D, г. (1 + г г )

-Q D tg eL>(l + tg Ы,)) где 8g (p 0, tg oL> (1 + tg Û,)

-g.,D tg et» (1 + tgQ) в в лвтогенераторе с контуроы вида с

4 в автогенераторе с контуром вида А, (з +е )0з 04 +3.(1 + ОСю ) 84.М

У о в автогенераторе с контуром вида А,.

6 в автогенераторе с контуром вида А, 9 I 4 I 355 1 о в автогенераторе с контуром вида А

10 (Яъ И,) D!,Dгt et. t юсг х х о!!) 06 86 сх

< D< tgo tg oL"

D < Ы, (Иг-> )Эг oIi(I + < < ) ь es +Sat М3

Я! 86(I + 1К К!) т (ц, -621) D D t х

D! t М! х

1 где Л, В, С, D — элементы контура автогенератора, причем A и В— ,параллельно соединенные элементы исследуемоГО двухполюсникй, С вЂ” последовательно соединенный элемент от- " носительно А и В исследуемого двухцолюсника, D, — образцовый двухполюснику

А, И, С D — элементы, имеющие реэистивный ха- . рактер; ! !

А, В, С 0 - элементы, имеющие индуктивный характер; ! «!

А, В,. С D — элементы, имеющие . емкостной характер.

2. устройство для измерения параметров трехэлемеиткого двухполюспика, содержащее перестраиваемый автогенератор, выходы которого. соединены с входами частото!нера, а входы — с соответствующими клеммами для подключения исследуеиого двухполюсника, где О Уг D tgot, (1 + „Вг!,)

-(д,0,tg 0t (1 + tg 0Lq) в автогенераторе с контуром вида Ао, В, С, 9 отличающееся тем,что, эп с целью расширения функциональных возмояностей H повышения точности измерения, в него введены фазометр, блок ш!дикации, блок контроля характера схемы замещения, интерфейс вво35 да-вывода микроЭВМ блок ввода про-! граммы, периферийное устройство, причем перв!.г! выход автогенератора подключен к первому входу. фазометра, второй выход автогенератора соединен

4О с BTopbM входом фазометра и с входами частотомера и блока контроля характера схемы замещения, выходы фаэометра, частотомера и блока контроля схемы замещения подключены шиной к

45 первой группе входов интерфейса вво да-вывода, первая группа выходов которого соединена шиной с первой группой входов микроЭВМ, первая группа выходов которой подключена шиной к группе входов периферийного устройства, вторая группа выходов интерфейса ввода-вывода соединена шиной с управ« ляемыми входами блока контроля харак- тера схемы замещения и автогенерато": я ра, вторая группа выходов микроЭВМ подключена шиной к второй группе входов интерфейса ввода»вывода, третья группа вь1ходов микроЭВМ шиной соеди„нена с входами блока индикации, выхо)4)355l ды блока ввода программы шиной соеди- рактера схемы замещения подключен к иены с второй группой входов микроЭВМ, управляемым:-входам фазометра и частоупрйвлямщий выход блока контроля ха- томера.

)4l355l! 4! 3551

16 рфФЯМмЮЮФУ lAft. Р

l 413551

14135$1 ! ррщфййг4ЫМУ 73llka У

I 413551

СЫв. Э, 1413551

Составитель В. Семенчук

Редактор А, Orap Техред Л.Сердюкова, Корректор B.Романенко юй

Заказ 3779/48 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 .