Устройство для измерения комплексных величин

Устройство для измерения комплексных величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

Союз Сояетскии оциалистимеских

Республик (11) 51697Д

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 21.06.74 (21) 2035110/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, Кл. & 010 27/00

Гкударстеенный немитет

Сената й1иниетраа СССР па делам нэаеретений н етнрытнй (43) ОпУбликоваио 05.06.76 БюллЕтель И 21 (N) УДК621.317. ,7 (088.8) (45) Дата опубликования оцисания 18*10 76 (72) Автор изобретения

В. Ю. Кнеллер

Ордена Ленина институт проблем управления ! (71) Заяви гель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к электроизмери тельной технике, может быть использовано

I для измерения параметров пассивных комп.лексных величин переменного тока, например, при измерении активной и реактивной состав-5 ляющих комплексного сопротивления, и для построения преобразователей этих парамет-! ров и скалярные величины. известно устройство для измерения комплексных величин, содержащее генератор пе ев ременного тока, параллельные ветви с образ .новыми и регулируемыми элементамте, навходе одной из которых включены блок с- . коэффициентом передачи, зависящим, напри мер, нелинейно, от измеряемых или..регули- 13 .руемых параметров, и узел алгебраического сложения выходных величин ветвей. Такому устройству присуши плохая сходимость, asвисимость чувствительностей от переменных параметров цепи, нелинейная зависимость, 20 выходного сигнала измерительной цепи от отклонений переменных параметров.

Для многих практически важных случаев

l эти недостатки должны быть сведены к минимуму,для чего необходимо изменить вн- М ходной сигнал устройства на величину зависящего от измереняемых или регулируемых параметров коэффициента передачи блока,= включенного на входе одной из ветвей, нв изменяя условия равновесия устройства.

Цель изобретения — повышение чувстви тельности устройства — достигается тем, что в предлагаемое устройство введен сум» мирующий усилитель, к одному входу кото-. рого подключен выход генератора, и друго- му - выход упомянутого блока с коэффициентоят передачи, зависящим от измеряемых или регулируемых параметров, а к вы коду суммирующего усилителя — входы верч» вей .

В настоящем устройстве выходной сигнал .изменен. на величину зависящего от изме-! ряемых или регулируемых параметров коэф фициента передачи (a общем случае комп лексного) блока, включенного на входе одной из ветвей. Зто позволяет также обеспе чить желаемый характер зав:симости чувствительностей устройства от измеряемых ,параметров (например, обеспечить постоян

1 ство чувствительностей Во всем диапазоне

5. 6У7-

ИС. С):Э!ЛИЯ), СфссМИРЭВатЬ ИГНаз- ь ..Ль. И,.О

;:,." )СЯШ!ос .—. СТКЛЭНЕНПй ИЗ)!ЕВЯЕМЬ!Х IPBь:;ТОЭВ КС.)).ЛЕХС:!Сй =ЕЛИЧИНЬ. OT уетаНОВЛЕН:".)х .Внэчег! i)".; —;... )Вбс: ".=,:::!i!е этих эт-.

3! Е!) I!

». .)ь . -)эже Г нмеtb! )Вэб,::::;;:.:;»!с;.:-!а iI)11 . 1 устрэйствэ с0:",:ж) т ВЕ-Рввь;. » ВХОДЕ КОтОРОй ВКЛЮЧЕН блэк 1 с ксэфф:, иентеом передачи К-, заВисящ);м !о меньшей .;"=-"c от одного переМЕННЭГ0 Пь1ьраМЕ» С:. (ИЗМЕряЕМОГ0 ИЛИ рЕГуЛ))руЕМС: Oi, à 1., ьЫХЭдэ — бЛОК 2 С КОЭфа цнентэм передач!. K-.; Ветвь с блокомЗ о

С КоэффИГП!2 iiТ . М Пвсэда Пр Kо, ВКЛ10ЧЕНIЬую

Пара: —.;!Е ПЬНС:- pBO В:TBi., ь! ВЕо ВЬ;.. O.IO.!с,r!. Io блэк 1, 1 зе. I.II "B;! Iñ ,:ЕТВЕ»),, Хьрд), )Гота l! цСПИ ), уЗО .,1 рГ!Э—

;.".и -. .ь)ХОГ)1»)о)Х В»:,НГЛИ ВЕ ТВЕй С:, -POMC.

1 сгс, В с остаВ i cт!po!.с та а Вход»я. c x .r rlr.:!! yc;:.—:Итc,l! 5 с ксэффгдиептом усил-: 1!я К.:. эд.!эму входу которого !!сд/

"."ri -1 Выход; енератора питания 6 1сигАэ ) дрр I эм р — Вь)XOp C, OKB 1 С ь .. ь; Ц IO I ь M. ) П PC l iQTT"r„»» 1 ) C,!» Н оь ьл, -.ь 1 ) а к ьыхгрдр усилителя 5 нодклгочены вхо!

1-! Ве 1 „ $!Р! 1, з»;1 g ), рь:хсднсй cl! нал устрэйства»фиг, 1)

25 (1) ь

) ) 1; ь»» Л-).! ) ь

;„т;»)сш»)„вета;! с!!гна.-. A — Выраж IIHQM ь ь !! =. - ., (Я- — К,») ) ,4 (-) 1; ..: 8,. «3 подставив (Э) В (1), пэлучаем

Поьь ооо.оооо»но:::оьшоьр»r j» (<р» )) ! ф ь ь ь

= - = )). — о, 1, 8,))»;, !5)

Е,;:. ...:.:,. устрэйстае с кснфигураь ц!ьей Вет»;е,i,. и- азл!. .;грй1;la»ориг. 1, при. Tpó кт" p QR .ь» . .,:! г. 2 — роасиан р-ст о. ."." . .. сбеспеч = н. ли)леариза- Я

ЦИЯ B, ..".:. -" .)-"йС ° .:. Л !11!:й УРоаВНОВЕШИВВ ния и, с...: )» ь г л-,с, лучшая схсдимость; на фн! — B::.. !1)1х 1 котором обеспечепсстсянст: !-увстви) ельности к изме oME.. и;»; амегр м кэм .!лекснэгэ сопротив- 15

Г!ЕННо ВС -,СЕ..: .!!!»Н!ВЗЭНЕ ИЗМЕРЕНИЯ; На ф1)г. 4 — Варил!»т р=:аг)!!за!!ии чулевой цеп обла )аюше "r "::.:, „дэстэ»паствами обычнои четы; ехг-!лс..е)=) ;o: тэвэй цепи и в то же

Впе .:;! сбес::еч!!!о»»)с»!!е!. линейную зависимоеть20

В1, хо".- .. -с сиг,)ала эт измеряемого или х .. уе .)ого,:;,!мята!лса цепи.

) ИтаЧИИ ВЕтВЕй тЭЛЬК. ВЫ..;СД-оЭЯ ВЕЛИЧИНОЙ

I генесатсра ),A ) выходной сигнал имеет

111! д

)(„"у —; .) I где — у 14 R

H p/(L.2 С дь О

Л» Я Яу ы C) 1, Я, Я л

Р-Rg ф =g <= Ь,; ;=Q (коэффициенты трансфэрма пни трансфэрматоров в схеме фиг, 2 приняты равнь!ми единице). как видно из выражения (7), Выходное напряжение линейно зависит не тэль!!с от регулируемого параметра Р как в известном устройстве с аналогичной конфигурацией Ветвей, в котором суммирующий усииз выРажений (5) и (6) Виднсь что Услс;- lB равновесия В ooo)лх случаях одно и то ье

Как следует из выражения (5), в настоящемм устройстве выходной сигнал из меняется в К1 раз (К1 — коэффициент :1ередачи блока, включенного на входе одной из ветвей) .

При выводе выражения (5) полагалось, что в усилителе 5 вычитаются сигналы

Аэ и А1. Знак алгебраического cлсрк-":-!ия устанавливается таким образом, чт рбы выходная величина блока с коэффициентом пе= редачи k1 в результате воздействия на цепь поддерживалась 11ocòoÿEIIoé. »=,ели бы, например, в цепи фиг. 1 коэффициент передачи блока 2 был пэложительнымь а коэффициент передачи блэка 1 — отрицательным, Т0 в усилителе 5 дэлжно было бь) происходить сложение сигналов.

На фиг. 2 показан- вариант уст эойсTBB для измерения Й и»-» индуктив ь.".. сснрсТИВЛЕНИйь В KOTOPGËI OOCC)!ЕЧBHQ., »)1:."= I!PI!эация линий уравновещнван1)я при сег- лирсвке р па ра метра, с луж аще го для отс э т: о д с бр с-.—

1!ОСТИ

Быходнс:-: напряркгчн 2 "стас.".< гв. р ! р ") (— „, + ) "5

2 .! !! ч питель 5 отсутствует, а ветви питаются непосредственно от генератора 6, но и от регулируемого параметра ф . Зто сушественно улучшает сходимост, упрощает и ускоряет уравновешивание.

На фиг, 3 показан вариант устройства для измерения b u f индуктивных сопротивлений, в котором обеспечено постоянст- чувствительностей по обоим измеряемым параметрам во всем диапазоне измерения, действительно, выходное напряжение э с— го устройства

Х,Е ll

1 с 1П!ИЕ1-. C»На фт:,-;. 4

".аПОЯЯЕЬ.." Н 1 ..! ь. = (p + э ((. )) is>

Я Я, Rg

Ж где Я

» !

4,=В,Я и С3

)»! Ц Е ЧИ с »1 !1-1 !- -,. - — —: !...М )С+ И -, О . СС1

СМЕ -.!Cl C, !

y = с ; х= В)с, ) = Lх; и и по -\, о, " ». ! поакт:,чсс::! »а - ь —,.:

Вх„lt; — 1 " . л,!!О" т,-с .

»!

pc", ето: . ° ! !3 .»1ЕГС: ° -С з случаc. и р ОВОД!.".;.;!. C ò.l

»

»лQ,.)ен.. ° ":,-ce вдна".U вечно,; 7Р Г с

Jc. пь к !

»б. 65 ст ляю" ь

r äλ,!

КЭМ1 ЛЕК;. !

Е:c.же еет:.3 :..

Для обычной четырехплечей мостовой =5 цепи, питаемой напряжением Ц (не имек шей показанного на фиг. 4 суммируюшего усилителя 5 с соответствующим подключением входов и выходов), выходное напряжение (напряжение разбаланса) иь ет вид К

1З МО !.1";. =.

ЧЫШ:1 »КП, ...;Р ка тороa — постоянный коэффициент, н! соответственно, чувствительности в ;-n! - "" д» ке равновес ия

М „ь =дои=, ч являются постоянными величинами.

B известном устройстве с аналогичной конфигурацией ветвей, в котором отсутств - ..»!:! ет суммируюший усилитель 5, а ветви питаются непосредственно от генератора 6, чувствительности зависят от обоих измеряемых параметров (у! .Х 4 (о)

На фиг. 4 показан вариант нулевой ue.— пи, обладающей всеми достоинствами обычных четырехплечих мостовых цепей, в ко- Х тором напряжение разбаланса линейно зависит от комплексной величины, расположенной в нижней ветви моста. измеряемого иммитанса эт этих значений при любой величине отклэнений. Б этом случае объектом измерения является У или

Ч, ф

Предмет изобретения

Устрэйство для измерения комплексных величин, содержащее генератор переменного тока, параллельные ветви с образцовымп ц и.регулируемыми элементами, на входе одной из которых включены блэк том передачи, зависящим эт изме:,:. e,! или регулируемых параь1етр;::з, и узе-: а i,. Ъ раическэгэ сложения выходных вслц;;-,; вей, отличающееся тем,, т;. с целью повышения чувств";:. .тельнэсти,. гэ введен суммирунпций усилитель, т . -лп му входу кэтэрэго подключен выход . эн . тора, к другому его входу -. выход нутого блока, а к выходу сумм .руг шег усилителя - входы ветвей, 1

Составите;.:, В. СК00060Г атоВ а

Редактор

КорректG> М.ЛейзЕРМач РеД l ., s L0TP0PiQ

Заказ

Изд. М -.;"

1а

Тираж l029 Подписное

Филиал ГПП "Патент". г. Ужаород. у;.. Про: ктиав. 4..1Н ;ЕП Государственного ко:,пггета Совета Министров СССР ио депг.и и-:îáðñTñíè:.". и отк в.тий

Москва, 1i3035, Раушскае иаб.. 4