Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 954892 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 20.01. 1 (21) 3238151/18-21 с присоединением заявки Р1к (5! )М. Кл.

G 01 R 27/02

G 01 R 17/10

3Ьоудеротмииый комитет

СССР (23) Приоритет по делом изобретений и открытий

Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень Р1е 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (53) УДК 621. .317.33(088.8) (. <0ВЗН4с аАТЕИХйо У 1 .1 ейййыжИ (72) Автор, изобретения

Р.М. Юмаев и Д.А. Прокунцев

Пензенский завод-ВТУЗ при заводе ВЭМ (фи политехнического института) (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЦИХ

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ДВУХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля составляющих комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсников.

Известно устройство для измерения составляющих комплексного сопроти вле" ния двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника, причем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому двухполюснику при последовательной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления или к измеряемому комплексному

20 сопротивлению при параллельной схеме замещения, через первый согласующий блок подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного

2 выпрямителя и первым входам первого и второго блоков деления и через фазовращатель к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, второй вход первого блока деления подсоединен к выходу первого фаэочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещения, подключена к входу второго согласую- щего блока, выход которого соединен с информационными входами первого и второго фазочувствительных выпрямителей 51).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, обусловленная отсутствием обратного канала преобразования и "нулевого"

3 954892 режима в тракте формирования регулирующих воздействий.

Известно устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплекс- ig ного сопротивления двухполюсника, причем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому двухполюснику при последовательной схеме 1$ замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника или к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при параллельной схеме замещения, через первый согласующий блок подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя, к входу первого множительно-делительного устройства, к первым входам первого и второго блоков деления и через фазовращатель параллельно к входу второго множительно-делительного блока и к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника или к образцовому 3S двухполюснику при параллельной схеме замещения, через второй согласующий блок подсоединена к одному из входов блока разности, второй и третий входы которого соединены с выходами пер40 вого и второго множительно-делительных блоков соответственно, выход блока разности подключен параллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей

45 соответственно, выходы которых соеди.нены параллельно с опорными входами первого и второго блоков деления, синхронизирующими входами множительноделительных блоков и с первым и вторым входами блока обработки сигналов сооветственно, выход которого подключен к образцовому двухполюснику, вы: ход первого блока деления через первый блок уравновешивания соединен с блоком индикации, а выход второго бло-$5 ка деления через второй блок уравновешивания соединен с вторым блоком индикации, управляющие выходы первого ф и второго блоков уравновешивания,подключены к управляющим входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно (2).

Недостатками данного устройства являются низкая точность и быстродействие.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из зажимов которого подключен параллельно к входу первого согласующего блока и к незаэемленному зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещения, а второй зажим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещения и к входу второго согласующего блока, выход которого соединен с одним из входов блока разности, выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительно-делительный блок к второму входу блока разности и через второй множительно-делительный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока деления, выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивания, выходы которых подключены к входам первого и второго блоков индикации соответСтвенно, управляющие выходы первого и второго блоков уравновешивания подсоединены к управляемым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, введены преобразователь тока в напряжение, блок суммирования, блок формирования импульсов, причем незаземленный вход преобразователя тока в напряжение подсоединен к первому зажиму генератора напряжения, а выход - к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника, или вход - к второму зажиму генератора, а выход - к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещения исследуемого двухполюсника, выход первого согласующего блока подсоединен к одному из входов блока суммирования, второй вход. которого подключен па5 9548 раллельно к выходу фазовращателя и к входу блока формирования импульсов, выход блока суммирования соединен с опорным входом блока деления, первый выход блока формирования импульсов подключен к первому управляющему входу блока деления и к управляющему входу перво о блока уравновешивания, второй выход блока формирования импульсов соединен с вторым управляющим lO входом блока деления и с управляющим входом второго блока уравновешивания, выход блока деления подсоединен к управляющему входу преобразователя тока в напряжение. 15

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для последовательной схемы замещения исследуемого двухполюсника; на фиг. 2 - векторная диаграмма измерительной цепи при последо-щ вательной схеме замещения исследуемого двухполюсника; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Обозначены: Й - вектор напряжения питания измерительной цепи; V1 — д вектор напряжения, снимаемого с выхода преобразователя тока в напряжение и синфазный с током, протекающим в измерительной цепи; Ч - вектор напряжения V повернутый íàt —; V = SO

7 . = V + Ч„ - вектор компенсирующего напряжения; V zx — вектор напряжения, снимаемого с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника; Йрхвектор падения напряжения на активной составляющей комплексного сопроти вления двухполюсника; V > - вектор падения напряжения на реактивной составляющей двухполюсника; Й =Й -Йтхвектор разностного напряжения; 1 фазовый сдвиг Чр относительно V

Ч - фазовый сдвиг Чк относительно V .

Из векторной диаграммы (фиг. 2) можно видеть, что при выполнении уравнения

V

Чкх = Vqp> (2)

V10 k1V„!

SO где 1 - коэффициент передачи по напряжению V„.

Добиться выполнения уравнения (1) можно, изменяя величину V1 . В то же Время Ч х можно выразить через параметры измерительной цепи

5f

Чрх = 3- R †1 . Rx

Х-,(() (3) 1

V к,— где k - коэффициент передачи тока в

f напряжение.

Иэ уравнения (2) и (3) следует (4)

Кх- k1 со для параллельной схемы замещения

,=- М. (5)

Выражения для реактивной составляющей l(C двухполюсника можно получить, выполнив следующие условия:

VÐсозЧ= 0:; (6) хх = kg .kо (7) ьх = kQ М01 (8) где k - коэффициент передачи по на 1. пряжению.

Устройство для измерения составляющих двухполюсника, например для последовательной схемы замещения, со" держит генератор 1 синусоидального напряжения, измерительную цепь 2, со" ставленную из последовательно включенных преобразователя 3 тока в напряжение и измеряемого двухполюсника

4, согласующих блоков 5 и 6,.фазовращатель 7, блок 8 суммирования, множительно-делительные блоки 9 и 1О, блок 11 формирования импульсов, блок

12 разности, блок 13 деления, блоки 14 и 15 уравновешивания, блоки

16 и 17 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение ׄ— : k<3 с выхода преоб-. разователя тока в напряжение, в качестве которого используется трансформатор тока, через согласущий блок

5 поступает на один из входов блока 8 суммирования, на вход множительноделительного блока 10 и на вход фазовращателя 7. С выхода фазовращателя 7 напряжение V1 повернутое на

Q поступает на вход множительно-делительного блока 9 и одновременно на второй вход блока 8 суммирования и на вход блока 11 формирования импульсов.

С выхода блока 8 суммирования сигнал Йр. = Й + V< подается на опорный вход блока 13 деления. Сигнал с выхода блока 9, пропорциональный V O =

= k V o поступает на первый вход блока .12 разности, а с выхода блока

10 сигнал, пропорциональный V М1Ч1 - на второй вход блока I2 разности °

954892

Напряжение V снимаемого с изме2.x ряемого двухполюсника 4 через согласующий блок 6 подается на третий вход блока 12 разности. Сигнал с выхода блока 12 разности, пропорциональный

Vp = Чк - Ч „, поступает на информационный вход блока 13 деления.

В качестве блока 13 деления используется импульсный амплитудный анализатор, работа которого продемон- 1р стрирована на фиг. 3. В моменты подачи импульсов с выходов блока 11 на управляемые входы блока 13 деления, которые сформированы в моменты перехода опорного сигнала V через нуль 1 и через экстремальное значение, происходит сравнение мгновенных значений напряжений V>sin Ч и Урсове с мгно.венными значениями опорного сигнала

Vyg = Vgy = Ч.1щ = Vg сформированными в моменты поступления вышеуказанных импульсов.

На выходе блока 13 деления полу. чаются сигналы в виде кодов чисел, проЧ 8 п Ч CoSЧ порциональные

Чр V si < V<=U„сosw

1 и разнесенные во времени на+ —3Т l

Данные коды управляют работой блоков 14 и 15 уравновешивания и служат для выбора пределов измерения, формула изобретения

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсни ка, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из зажимов которого подключен параллель46 но к входу пе р во го со гла сующ е го бло ка и к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещения, а второй за45 жим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещения и к входу второго согласующего блока выход которого coet

50 динен с одним из входов блока разности, выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительноделительный блок к второму входу блока разности и через второй множительно-делительный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока деления, выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивания, выходы которых подключены к входам первого . и второго блоков индикации соответст.венно, управляющие выходы первого и второго блоков уравновешивания подсоединены к управляемым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены преобразователь тока в напряжение, блок суммирования, блок формирования импульсов, причем незаэемленный вход преобразователя тока в напряжение подсоединен к первому зажиму генератора напряжения, а выход — к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника или вход - к второму зажиму генератора, а выход — к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещения исследуемого двухполюсника, выход первого согласующего блока подсоединен к одному иэ входов блока суммирования, второй вход которого подключен параллельно к выходу фазовращателя и к входу блока формирования импульсов, выход блока суммирования соединен с опорным входом блока деления, первый выход блока формирования импульсов подключен к первому управляющему входу блока деления и к управляющему входу первого блока уравновешивания, второй выход. блока формирования импульсов соединен с вторым управляющим входом блока деления и с управляющим входом второго блока уравновешивания, выход блока деления подсоединен к управляющему входу преобразователя тока в напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 798626, кл. G 01 R 27/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 855510, кл. G 01 R 17/1О, 1979 (прототип).

954892

Составитель В. Стукан

Редактор И. Тыкей Техред Л.Пекарь Корректор Г. Огар

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6425/45

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