Измеритель добротности катушек индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических бесиубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)935825 (6! ) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 25.11.80 {2! ) 3007147/18-21 с присоединением заявки № (51)М. Кл.

G О1 R 27/26

Вкуааретеехеы3 квинтет

CCCP. ае делеа взееретеняИ н юткрытяй (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22

Дата опубликования опмсамня 15.06.82 (53) УЛК621.317. .337(088.8) А.И. Мартяшин, П.В. Машошин, А.В. Светлов, В.М. Чайковский и П.П. Чураков (72) Автори изобретения!

Пензенский политехнический институт (7I) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ КАТУШЕК

ИНДУКТИВНОСТИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля значений добротности катушек индуктивности различного радиоэЪектрон5 ного оборудования.

Известен измеритель индуктивности добротности катушек индуктивности, содержащий генератор напряжения пе" ременного тока, масштабирующий элемент, измерительный операционный усилитель, измеряемая катушка индуктивности, образцовый резистор, опорный операционный усилитель, образцовый конденсатор, образцовый резистор, фазовые детекторы, фильтры нижних частот, ключи, логометр, интегрирую" щий цифровой вольтметр (1).

Недостатками известного устройст- 20 ва являются невысокая точность измерения, низкое быстродействие и трудность автоматизации, что затруд- няет его использование в системах контроля радиоэлектронного оборудования.

Наиболее близким к изобретению является цифровой измеритель добротности, который содержит узел управления (УУ), соединенный с первым входом триггера управления и управляющим входом переключателя, аналоговые входы которого соединены непосредственно с исследуемой катушкой индуктивности и источником опорного напряжения постоянного тока через делитель напряжения с одним из входов узла сравнения, второй вход которого через детектор огибающей соединен со входом формирователя и через выход ранее упомянутого переключателя с опорной емкостью, выход узла сравнения соединен со вторым входом триггера управления, выход последнего соединен с одним иэ входов схемы совпадения, второй вход которой, в свою очередь, соединен с выходом формирователя, выход эле935825

3 мента совпадения соединен со входом счетчика (2 1.

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения вследствие влияния остаточного сопротивления переключателя, которое включается последовательно с активным сопротивлением катушки индуктивности, уменьшая тем самым значение добротности контура, и значи- lo тельной погрешности дискретизации при измерении значений добротности малых номиналов.

Цель изобретения " повышение точ" ности измерения ° 1S

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий узел управления, соединенный с одним из входов триггера управления, источник опорного напряжения, опорный конден- р сатор, детектор огибающей, вход которого соединен с катушкой индуктивнос- . ти, входом формирователя, а выходс одним из входов узла сравнения, второй вход которого соединен с вы" у5 ходом делителя напряжения, а вы» ход " со счетчиком через элемент совпадения, второй вход которого соединен с выходом формирователя, дополнительно введены аналоговый ключ, преобразователь напряжение-ток> узел усреднения, амплитудный детектор, причем аналоговый вход ключа соеди" нен через преобразователь напряжение"ток с выходом источника опорного напряжения, а выход - с катушкой индуктивности, опорным конденсатором и входами детектора огибающей и формирователя, вход и выход амплитудного детектора соединены соответствен- но с выходом детектора огибающей и входом делителя напряжения, вход узла усреднения соединен с выходом триггера управления и одним из входов элемента совпадения, один выход узла усреднения соединен с управляющими входами аналогового ключа и амплитудного детектора, а второй вы" . ход узла усреднения соединен со вторым входом триггера управления.

Кроме того, узел усреднения содержит генератор прямоугольных импульсов, соединенный с одним из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходами триггера

55 управления, а выход - с входом счетчика, выход которого соединен со вторым входом триггера управления, 4

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит узел 1 управ" ленив, триггер 2 управления, аналоговый ключ 3, исследуемую катушку 4 индуктивности, источник 5 опорного напряжения, делитель 6 напряжения, узел 7 сравнения, детектор 8 оги" бающей, опорный конденсатор 9, фор« мирователь 10, элемент 11 совпадения, счетчик 12 импульсов, преобразователь 13 напряжение-ток, амплитудный детектор 14, узел 15 усреднения, состоящий, например, из генератора

16 прямоугольных импульсов, элемента 17 совпадения и счетчика 18. При этом выход узла управления соединен с одним из входов триггера 2 управ" ления, второй вход и выход которого соединены соответственно с одним выходом и входом узла 15 усреднения, второй выход которого соединен с управляющими входами аналогового ключа

3 и амплитудного детектора 14 и третьим входом элемента ll совпадения. Аналоговый вход ключа 3 через преобразователь напряжение"ток соединен с выходом источника 5 опорного напряжения, аналоговый выход ключа 3 соединен с исследуемой катушкой 4 индуктивности, опорным конденсатОром 9, входами формирователя 10 и детектором 8 огибающей, выход последнего соединен с одним из входов узла 7 сравнения непосред" ственно, а с другим - последовательно через амплитудный детектор 14 и делитель б напряжения, а выход узла 7 сравнения соединен, в свою очередь, с одним из входов элемента

11 совпадения, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10, а выход - с входом счетчика 12.

Устройство работает следующим образом.

Пусть с выхода источника 5 опорного напряжения снимается напряжение

Ч„, =Ео, тогда на выходе преобразователя 13 напряжение-ток присутствует стабильн"и то" 1пнт- унт Ео где Кт коэффициент передачи преобразователя

13 напряжение-ток, замыкается анало" говый ключ 3 на измерительную схему, составленную из исследуемой катушки

4 индуктивности и опорного конденса" тора 9, поступает постоянный ток

По окончании колебательного формула изобретения

1. Измеритель добротности катушек индуктивности, содержащий узел управления, соединенный с одним из входов триггера управления, источник опорного напряжения, опорный конденсатор, детектор огибающей, вход которого соединен с катушкой индуктив ности, входом формирователя, а выход - с одним иэ входов узла сравнения, второй вход. которого соединен с выходом делителя напряжения, а вы" ход - со счетчиком через элемент совпадения, второй вход которого соединен с выходом формирователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, s него дополнительно введены аналоговый ключ, преобразователь напряжениеток, узел усреднения и амплитудный детектор, причем аналоговый вход ключа соединен через преобразователь напряжение - ток с выходом источника опорного напряжения, а выход5 9358 переходного процесса ток через опорный конденсатор 9 не проходит, по" скольку напряжение на опорном конденсаторе 9 равно падению напряжения на параллельно подключенной катушке

4 индуктивности. Так как выходной ток преобразователя напряжение-ток постоянен, то падение напряжения на. катушке 4 индуктивности равно:

Чкнч"- Чсньч= Ч4 + Ч - 1п т В воэбуж- 1о даемом при замйканий аналогового ключа 3 колебательном переходном процессе в измерительной схеме участвуют два источника энергии: катушка 4 индуктивности и опорный конденсатор 15

9. Поэтому напряжение на опорном конденсаторе 9 изменяется следующим образом: V = (V „,„ч-V -V ), cos uut, где uuo- - циклическая частота свободных колебаний в измерительной 2о схеме с индуктивностью L и емкостью

Со. Начальное напряжение на опорном конденсаторе 9 равно падению напряжения на сопротивлении потерь R катушки 4 индуктивности: Ч =V =I R. 25 с снои пнт

C учетом этого напряжение на опорном конденсаторе 9 равно Ч

=-1 Clq(t)/ dt, где i (t)= i exp ("Rt/2L) - ток, протекающий через ет катушку 4 индуктивности. зо

В результате напряжение на выходе измерительной схемы изменяется во времени по следующему закону.

ЧИс-- Чс =0 5K„ E0R(cos&pt) exp(-кт/2Д, Из этого напряжейия формирователем

10 формируется последовательность импульсов с частотой 1о - (щ/2ГНа выходе детектора 8 огибающей выделяется огибающая переходного процесса в измерительной схеме V -- 0,5+i,g>R ехр(-Rt/2L) На выходе амплитудного детектора 14, который в момент размыкания аналогового ключа 3 запоминает амплитуду выходного напряжения детек" тора 8 огибающей, а во время размыкания хранит это значение напряжения, имеет ЧАЛКАМИ V - 0,5 КАд K Eо где Кдд = 1 - коэффициент передачи амплитудного детектора 14. С выхода делителя 6 напряжения снимается на-, пряжение Чдн = КЧд = 0,5 д,К„ Е йе, > (- F), где Кь ехр(1 ) - коэффициент передачи делителя напряжения 6. Ин" тервал времени, выделяемый на выходе . узла 7 сравнения, определяется мо55 ментами смены знака разности напряжений на выходах делителя.6 напряжения и детектора 8 огибающей. Интервал времени, выделяемый на выходе

25 6 элемента 11 совпадения, равен

ht р 2ЖL/R. На время действия импульса напряжения на выходе узла 7 сравнения открывается элемент 11 совпадения, происходит кодирование выделенного интервала времени, и в счетчике 12 имйульсов фиксируется число М вЂ”" М" fz -,L/R= Q. Узел

15 усреднения включает в себя. генератор 16 прямоугольных импульсов, элемент 17 совпадения, счетчик 18 импульсов и служит для уменьшения погрешности дискретизации. По команде от узла 1 управления триггер 2 управления выдает разрешающий сигнал на однй из входов элемента 17 совпадения. Процесс преобразования и измерения при этом повторяется до переполнения счетчика 18, т.е. п„1 раэ, где ng - максимальная емкость счетчика 13. В результате в счетчике

12 фиксируется число и Q n .

Обычно максимальная емкость счетчи" ка 13 выбирается кратной выбранной системе счисления. При десятичной системе счисления n - 10", поэто" му при индицирований результата из" мерения первые m младших десятичных разрядов могут быть отброшены или использованы для индицирования дробной части значения добротности при малых значениях последней.

7 935825 8 с катушкой индуктивности, опорным нения содержит генератор прямоуголь" конденсатором и входами детектора ных импульсов, соединенный с одним огибающей и формирователя, вход и из входов элемента совпадения, втовыход амплитудного детектора соеди- рой вход которого соединен с выходом иены соответственно с выходом детек" S триггера управления, а выход - с вхотора огибающей и входом делителя дом счетчика, выход которого соединапряжения, вход узла усреднения сое- -нен с вторым входом триггера управлединен с выходом триггера управления, ния. один выход узла усреднения соединен Источники информации, с управляющими входами аналогового to принятые во внимание при экспертизе ключа и амплитудного детектора, а 1. Авторское свидетельство СССР второй выход узла усреднения соединен . 11 679896, кл. G 01 R 27/26, 15.11.74. с вторым входом триггера управления. 2. Кирский Т.Я. Радиоэлектронные

2. Измеритель. по и. 1, о т л и-. измерения. М., 1975, с. 502 (прото" ч а ю шийся тем, что узел усред- тип).

935825

Вх УУс

i„„,à

Ne вин

А .i

Составитель Л. Сотникова

Техред 3. Палий Корректор И. Демчик

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 4202/46

Тираж 717 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4