Измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения

Измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < 930158

ИЗОЬРЕТЕК ИЯ

Союз Советсинх

Соцнапнстнчесинх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву 11 - 312213 (22)Заявлено 19.) 1.80 (2!) 3006949/18-21 с присоединением заявки М—

С23) (5! )М. Кл.

G 0l R 29/00

9иударсуаеай кан«тат

СССР аа аалан «аабрата«ай

«атармт««

Приоритет—

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19 (53)ggg621.317. . 3 (088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 м:., 1

Л. А. Глазков и Ю. А. Скрипник

/

1

Киевский технологический институт легкой промышлещ осФй (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТНЬИ ПОГРЕШНОСТЕЙ

ИНДУКТИВНЬИ ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике.

По основному авт. св. У 312213 известен измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения, содержащий генератор перестраиваемой частоты и низкочастотный генератор фиксированной частоты, выходы которых через два синхронно работающие первый и второй автоматические переключатели подключены ко !

6 входной клемме контролируемого индуктивного делителя напряжения, выходная клемма которого через первое согласующее устройство, квадратичный

35 детектор, усилитель переменного напряжения частоты коммутации и фазочувствительный выпрямитель соединены . с выходным прибором, входная клемма образцового отсчетного индуктивного

Ле делителя напряжения подключена к выходу первого автомати;еского.переключателя, а выходная клемма — к одному из входов второго автоматического переключателя, второй квадратичный детектор, вход которого через первый автоматический переключатель и второе согласующее устройство соединен с выходами генераторов фиксированной низкой частоты и регулируемого по частоте, а выход через вторые низкочастотный усилитель и фазочувствительный выпрямитель — с управляющим входом регулируемого по амплитуде генератора низкой частоты Ii).

С помощью этого устройства получают прямой отсчет амплитудно-частотной погрешности индуктивных .делителей напряжения в широком диапазоне частот, Однако известный измеритель имеет недостаточную точность измерения фазочастотной погрешности.

Цель изобретения — повыпение точности измерения фазочастотной погрешности

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий генераV =uu ccooS S(Ä V„) 14- U co& (ж + ) SS

3 93015 тор пврестраиваемой частоты и низкочастотный генератор фиксированной часто гы, выходы которых через два синхронно работающие первый и второй автоматические переключатели подключены ко входной .клемме контролируемого индуктивного делителя напряжения, выходная клемма которого через первое согласующее устройство, квадратичный детектор, усилитель пере- 10 менного напряжения частоты коммутации и фазочувствительный выпрямитель соединены с выходным прибором, входная клемма образцового отсчетного индуктивного делителя напряжения под- 13 ключена к выходу первого автоматйческого переключателя, а выходная клемма - к одному из входов второго автоматического переключателя, второй квадратичный детектор, вход которого через первый автоматический переключа тель и второе согласующее устройство соединен.-с выходами генераторов фиксированнои низкой частоты и регулируемого по частоте, а выход через вто- 25 рые низкочастотный усилитель и фазочувствительный выпрямитель — с управляющим входом регулируемого по амплитуде генератора низкой частоты, введены фазосдвигающая RC-цепь, последо- 30 вательно включенные амплитудный ограничитель, фазовый детектор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель и индикатор, причем второй вход упомянутого фазочувствительного выпрями3S теля соединен с выходом мультивибратора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второ" î блока согласования, выход амплитудного ограничителя.подключен к выходу первого 40, блока согласования, а фазосдвигающая

RC-цепь включена между выходом первого переключателя и входом образцового индуктивного делителя напряжения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит генератор 1, изменяемой частоты, генератор 2 опорной частоты, переключатели 3-5, мультивнбратор 6, блоки 7 и 8 согласования квадратичные детекторы 9 и 10, усилители 11-13, фаэочувствительные выпрямители 14-16, амплитудный ограничитель 17, фазосдвигающую цепь 18, фазовьФ детектор 19, образцовый индуктивный делитель 20 напряжения, индикаторы 21 и 22. Индексом 23 обозна8 4 чен измеряемый индуктивный делитель напряжейия.

Принцип работы измерителя заключается в следующем.

Напряжение генератора 1 Uq =

U cos (Û + У.1) и генератора 2

11g= U

Для автоматического поддержания равенства амплитуд напряжений генераторов 1 и 2 к выходу переключателя 3 подключена цепь автоматического уравнивания амплитуд генераторов, выпрямитель 15 которой соединен с управляющим входом генератора 2. Отклонение напряжений генераторов 1 и 2 от начальных значений вызывает появление на выходе детектора 10 переменного напряжения частоты коммутации, пропорционального разности квадратов эффективных значений напряжений генераторов 1 и 2, которое усиливается и детектируется. Выпрямленное разно,стное напряжение поступает на вход генератора 2 и регулирует амплитуду его выходного напряжения до установления равенств амплитуд напряжений частот. Поэтому пакеты разностных напряжений имеют одинаковую амплитуду

При синхронной работе переключателей 3 и 4 пакеты напряжений фиксированной частоты Х проходят через цепь

18, делитель 20 и поступают на один из входов переключателя 4, на другой вход которого поступают пакеты регулируемой частоты генератора 1. Введением коэффициента деления делителя

20 устанавливают небольшое неравенство амплитуд пакетов напряжений, воздействующих на делитель 23 где Ф„ — фазовый сдвиг, вносимый це-, пью 18; где К вЂ” коэффициент преобразования

3 детектора.

Переменная составляющая частоты коммутации U усиливается усйлителем

И

11 и выпрямляется выпрямителем 14.

"1 = К4КР" 11= -,У?.- Ur (1++)

5 930

К вЂ” коэффициент деления образцового делителя 20 на фикстрованной частоте.

Воздействие пакетов напряжения регулируемой и низкой фиксированной частоты W1 на контролируемый дели:тель 23 создает на его выходе напря« жения соответственно

u = cos(E0„< Ч,» )>

1 < (4У) 11

U = — СОв(и 1 Ч ) >

9 К -к ? где К вЂ” номинальный коэффициент деления делителя 23; и дЧ вЂ” соответственно относитель. ная амплитудно-частотная и абсолютная фазочастотная погрешности коэффициента деления делителя 23 на регулируемой частоте.

Пакеты выходных напряжений U 7 и

08 делителя 23 через переключатель

5 (положение один), блок 7 поочередно воздействует на вход детектора 9 и через ограничитель 17 на вход детектора 19. С учетом фазовых искажений, вносимых блоком 7, пакеты напряжений имеют вид .

С0ф@,,4 Ig 4Д » ДЧ 1 ) K (+1)

С09 (и Ф + О И )i

10 К0 К1 35 где дЧ и 1 — дополнительные фазовые

11 сдвиги, вносимые блоком

7 при прохождении пакетов напряжений регулируемой и фиксированной 40 частот.

Учитывая нечувствительность детектора к фазе, получают выходное напряжение, пропорциональное только разности квадратов амплитуд пакетов напря- 45 жений

11?.-Ф к к -(1+ .)

9 10 ц0., т — лг г1тт УР

158 6 где К вЂ” коэффициент усиления усили4. теля ll;

K> — коэффициент выпрямления выпрямителя 14.

Регулировкой коэффициента деления делителя 20 добиваются, чтобы напряжение на выходе выпрямителя 14 установилось равным нулю. Приравнивая выходное напряжение нулю U q О, получают значение амплитудно-частотной погрешности делителя 23, равное

Г= K1 — 1

Для исключения влияния коэффициента передачи цепи 18 на результат измерения, ее резисторы выводят,в на» чальное положение (R O). Таким образом, по значению коэффициента деления делителя 20 определяют ампли" тудно-частотную погрешность делителя

23 в диапазоне изменений регулируемой частоты.

Пакеты напряжений Ug и U10 прошедшие через ограничитель 17, представляются соотношениями

U =U C05(U) +Ч 4h +h 44hfy)

О

"Ц.- 0 (}. "1 1 " ?. "4 где Б0 — амплитуда выходного напряжения ограничителя 17 в режиме ограничения;

b дЧ4 — фазовые сдвиги, вносимые 1 ограничителем 17 соответственно на регулируемой и фиксированной частотах.

На вход детектора 19 поступают пакеты напряжений U> и U прошедшие через блок 8

015 Vàñîá(Ю16ФЧ1+дч5)

6= О,„СО5 (М + ?+Дуб) где д, д — дополнительные фазовые сдвиги, вносимые блоком 8 íà регулируемой и фиксированной частотах.

Одновременное действие на входы детектора 19 одночастотных напряжений: регулируемой частоты U., Uqg и фиксированной частоты U g, U®, создает на его выходе. постоянное напряжение, пропорциональные разности фаз пакетных напряжений Л 6(U g = Ke(«+

930158

50

7 где К6 — коэффициент преобразования детектора

) 9 (В/град );

Ф= Лк 4-Ок!» -Qf — ФаЗОВая НЕИдЕНтИЧЬ 5 ность входных звеньев детектора !9 на регулируемой . частоте; =hV1 Ю -àЧ6 — фазовая неидентичность входных зве- l0 ньев Фазового детектора 19 на фиксированной частоте. ,Наличие фазочастотной погрешности коэффициента деления делителя 23 15 и неравенство фазовых неидентичностей ф4и Ф обуславливают неравенство напряжений U и O gg, что позволяет выделить переменную составляющую напряжения частоты коммутации

"П "1ЕКь

О =К6 - (дЧ-Ф „+Ф„- ф )

Напряжение U к» усиливается усилителем 13, выпрямляется выпрямителем

16 и индицируется индикатором 22 о =- к,к„к и-„+»„-» ), 10 1 где К вЂ” коэффициент преобразования

8 выпрямителя 16;

К вЂ” коэффициент усиления усили1 теля 13.

Регулировкой цепи 18 устанавливают нулевое значение U и к= 0 индикатора

22, что соответствует условию

+ D«ф„-4 = и g é„с, ° где  — сопротивление цепи 18;

С вЂ” емкость цепи 18

Затем переключатель 5 устанавли- 4 вают в положена два. Пакеты напряжений регулируемой U и Фиксированной U6 частот с выхода переключателя

4» минуя делитель 23, поступают через блок 7 и ограничитель 17 на вход детектора 19

0 =ооcos (м,4+ „+ьЧ„ а )

Ь

U » U СОБ(ОЗ Ч + „+> g+ кк к4. ) Одновременное действие пакетов напряжений У0„, U 1g и U <, U®> на вхоцы детектора 19 создает íà его выходе напряжения

0 »=К (ЬY„ aV>-K »)=K »qв

УИ-КЬ У4 ЪФЯ4 ЯЬ) КЬУ Ф ) 8

Переменная составляющая напряжения частоты коммутации с выхода детектора 19

U 4 О„

»» кьк = кь(1 Ф -4»1

Напряжение U K! усиливается усили телем 13, выпрямляется выпрямителем

16 и индицируется индикатором 22

6 ЬК (Я,+Ф„+фа)

«!

Устанавливая новое значение сопротивления Rf! цепи 18 вновь добиваются нулевого показания индикатора

22, что соответствует равенству

6 Т 8 (+ 1 ) 1 откуда ф - ф =б = и, К С

Подставляя значение ф4- ф = М В в результат первого измерения с использованием нулевого показателя индикатора 22, получают

p(f (7 - о 1

Следовательно, по двум значениям

R u R можно определить фазочастот1 ную погрешность ь на регулируемой частоте. Изменяя регулируемую частоту в заданном диапазоне частот, определяют фазочастотные погрешности делителя 23 в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения по авт. св. 9 312213 о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений фазочастотной погрешности, в него введены фазосдвигающая ВС-цень» последовательно включенные амплитудный ограничитель, фазовый детектор, усилитель, Фазочувствительный выпрямитель и индикатор, причем второй вход упомянутого фазочувствительного выпрямителя соединен с выходом мультивибратора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второго блока согласования, выход амплитудного ограничителя подключен к выходу первого блока согласования, а фазосдвигающая КС-цепь включена между выходом первого переключателя и входом образцового индуктивного делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11» 312213, кл. G 01 R 29/02, 16.04.70.