Измеритель @ -параметров двухполюсников
ИЗМЕРИТЕЛЬ RhC-ПАРАМЕТРОВ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий управляемый генератор рабочей частоты, преобразователь частоты, один из входов которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого двухполюсника и образцовой меры, усилитель промежуточной частоты, соединенный с одним из входов измерительно-вычислительного узла, другой вход последнего соединен с выходом управляемого генератора рабочей частоты, вход которого соединен с управляющим выходом измерительно-вычислительного узла, отличающийся тем, что, с целью повьаиения точности измерения, выход управляемого генератора частоты подключен к второму зажиму для подключения измеряемого двухполюсника , выход преобразователя частоты через усилитель промежуточной частоты соединен с входом образцовой меры, а управлякэдий выход измерительно-вычислительного узла соединен с другим входом преобразователя частоты
СООЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН 0 G 01 и 27/02 т °
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMNTET CCCP
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA ! -:
OI1M0AHNE NS06PETEHHFI:: н ьвтОтсномт свищатвъатвт .«l
И
Ю
ЬР
C©.(21) 3267907/18-21 (22) 31.03.81 (46) 15.06.83. 6юл. * 22 (72) В.В, Волохин; H.Â. Нагаец, Г.А. Никифорова, Е.Н. f pexoea, S.П. Химиченко, А.Ф. Погребной, В.Н. Самарцев и И.Ю.. Сергеев (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой
Октябрьской социалистической революции (53) 621 317.335 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 11 597989. кл.G Ol 8 27/26, 1975
2. Авторс кое свидетельство СССР
Ю 250298, кл. G 01 R 27/02> 1968 (йрототип }. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ RhC-AAPANETP08
ДВУХПОЛОСНИКОВ, содержащий управляемый генератор .рабочей частоты, преобразователь частоты, один из входов., SU„„1023251 A которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого двухполюснина и образцовой меры, усилитель промежуточной частоты, соединенный с одним из входов измерительно;вычислительного узла, другой вход последнего соединен с выходом управляемого генератора рабочей частоты, вход которого соединен с управляющим выходом измерительно-вычислительного узла, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повыаения точности измерения, выход управляемого генератора рабочей. частоты подключен к второму зажиму для подключения измеряемого двухполюсника, выход преобразователя частоты через усилитель промежуточной часто . ® ты соединен с входом образцовой меры, а управляющий выход измерительно-вычислительного узла соединен с другим входом преобразователя частоты
1023251
Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и предназначено для измерения пассивных параметров двухполюсников в широком диапазоне частот. 5
Известен измеритель импеданса, содержащий опорный генера р, двухканальный стробоскопический преобразоват тель, эталонный резистор, управляемый фазовращатель, управляемый аттенюатор, два ключа, дифференциальный усилитель, комплексное сопротивление уравновешивания, фазовращатель, ограничители, стробированные усилители, индикаторы нуль-орган, инвертирующий усилитель t1J
Недостатком такого измерителя является то, что в погрешность иэмере" .ния входит погрешность преобразования опорного и сигнального каналов стро 20 боскопического преобразователя.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь параметров комплексных сопротивлений в напряжение, содержащий преобразователь частоты, модуляторы, образцовую меру, источник напряжеHHR рабочей частоты, и источник напряжения фиксированной частоты (2)
Недостатком прототипа является то, ЗО что погрешность модулятора полностью входит в погрешность преобразования.
Цель изобретения - повышение точ" ности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в измеритель ВЪС-параметров двухполюсников, содержащий управляемый генератор рабочей частоты, преобразователь частоты, один иэ входов которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого двухполюсника.и образцовой меры, усилитель промежуточной частоты, соединенный с одним из входов измерительно-вычислительного узла, другой вход послед.-.него соединен с выходом управляемого генератора рабочей частоты, вход которого соединен с управляющим выхо» дом измерительно-вычислительного узла, выход управляемого генератора рабочей частоты подключен к второму зажиму для подключения измеряемого двухполюсника, выход преобразователя частоты через усилитель промежуточной частоты соединен с входом обобразцовой меры, а управляющий выход иэмерительно-вычислительного узла соединен с другим входом преобразователя частоты.
Измеритель ROC-параметров. двухполюсников содержит управляемый генератор 1 рабочей частоты, первый циф" ровой вольтметр 2, контролируемый двухполюсник 3, преобразователь 4 частоты, образцовую меру 5, а выход преобразователя 4 частотъ подключен через усилитель 6 промежуточной частоты к второму полюсу образцовой меры 5 и к входу второго цифрового вольтметра 7, генератор 8 стробирующих импульсов, выходом подключенный через формирователь 9 стробирующих импульсов к второму входу преобразователя 4 частоты, кроме того, цифровое отсчетное устройство 10, управляемый генератор 1 рабочей частоты, цифровые вольтметры 2 и 7 и генератор
8 стробирующих импульсов через интер-. фейс 11 соединены с микропроцессорным блоком 12, причем указанные узлы представляют собой измерительновычислительный узел 13.
Измеритель ЯЬС -параметров двухполюсников работает следующим образом, На выходе генератора 1 рабочей частоты, управляемого через интер" фейс 11 микропроцессорным блоком 12 устанавливается высокочастотное напряжение U >< требуемой частоты, которое подается на первый зажим контролируемого двухполюсника 3 и вход цифрового вольтметра 2 ° Напряжение со второй клеммы контролируемого двухполюсника 3 подается на преобраэо" ватель 4 частоты. Генератор 8 стробирующих импульсов, управляемый микро" процессорным блоком 12, через формирователь 9 стробирующих импульсов выдает стробирующие импульсы длительностью 0,6"0,9 нс на второй вход преобразователя 4 частоты. Частота следования стробимпульсов вычисляет-. ся микропроцессорным блоком 12 из соотношения Op qg 1 стр таким образом, чтобы независимо от значения задаваемой рабочей частоты значение промежуточной частоты на выходе преобразователя частоты было постоянным, допустимым 20 кГц. Напряжение преобразованной частоты U„ с выхода преобраэоватесля 4 частоты усиливается усилителем промежуточной частоты 6 и через образцовую меру
5 усиленное напряжение Uo подается на вход преобразователя 4 частоты, 3, l 023251 где оно суммируется с высокочастотным напряжением рабочей частоты.
Суммарное напряжение стробируется и в моменты времени стробирования на вход преобразователя 4 частоты воздействует напряжение некомпенсации, При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 6 промежуточной частоты напряжение на входе преобразователя 4 частоты в моменты стро". 10 бирования стремится к нулю. В результате этого исключается влияние параметров контролируемого двухполюсника 3 на коэффициент передачи преобразователя 4 частоты, а также уменьшается 15 влияние мультипликативной погрешности блоков преобразователя 4 частоты и усилителя 6 промежуточной частоты.
Напряжения, снимаемые с выходов управляемого генератора 1 рабочей частоты и усилителя 6 промежуточной частоты, измеряются цифровыми вольт" метрами 2 и 7, информация о.результатах измерения через интерфейс ll заносится в микропроцессорный блок
12. По . значениям этих напряжений заданной рабочей и преобразованной частот микропроцессорный блок 12 вычисляет RhC -параметры контролируемого двухполюсника 3..
Рассмотрим работу измерителя RKCпараметров двухполюсников на примере измерения емкости конденсатора. В режиме измерения емкости конденса,тора можно применять в качестве образцовой меры эталонные конденса35 торы, индуктивности и резисторы. (Хсэ =
Ы 1.рс.
Подставив значения для емкостных против"ений. хсх и хсэ в (1). пЬлучаем соотношение
После преобразования С> определится как 0С ïð
См= — — C3, "8> Åx
"ос
Обозначив k = — - коэффициент
"Вх передачи преобразования, Q =—
4р коэффициент трансформации преобразователя частоты 4, получаем сэ с =4.— х
Из выражения (3) видно, что емкость эталонного конденсатора в коэффициент трансформации раз больше, чем измеряемая. Кроме того, эталонная емкость работает на фиксированной низкой частоте, например 20 кГц. А на такие частоты наша промышленность выпускает магазины эталонных емкостей, аттестованных с погрешностью
0,013 и менее.
Измеритель ROC -параметров двухполюсников в режиме измерения "С" работает следующим образом, Иикропроцессорный блок 12 через интерфейс ll устанавливает необходимую рабочую частоту f 8», которая снимается с выхода управляемого генератора рабочей частоты, и определен" ную частоту следования стробирующих импульсов 1ст, снимаемую с выхода генератора 8 стробирующих импульсов.
Причем частота следования строб" импульсов При большом усилении усилителя 6 можно записать соотношение "ax «л "oc Р "cx хса U0C - напряжение низкой фиксирое ванной преобразованной частоты 5 др, снимаемое с 45 выхода усилителя 6 промежуточной частоты, Хс„ -емкостное сопротивление измеряемого конденсата С на частоте 1 „ входного -50 напряжения 0 8„ и равное 4 х Ж1 с Х э - емкостное сопротивление / эталонного конденсатора на частоте 1 д преобразованного напряжения и равное ьх " 8кск ос ðj3 023251 d вычисляется oNKocTb С по соотношению (3). Измеритель также позволяет измерять и малые емкости в десятые доли пикофорад по значениям больших з эталонных емкостей, номинальные значения которых в коэффициент трансформации Q раз больше. Ссоставитель А. Сотникова Редактор Т. Веселова Техред N.Кастелевич Корректор В, ГирнЯк Заказ 4205/30 Тираж 7)0 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4!5 Подписное м ° Ь филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 где N - количество периодов Тз 1/48< рабочей частот, . которое укладывается в пери оде ТСтр 1/ ïð следования стробирующих импульсов 1,2,3... После этого, в микропроцессорном блоке 12 вычисляется коэффициент трансформации Д . Одновременно дается команда цифровым вольтметрам 2 и 7 на измерение амплитуды напряжений U> и 0 . Результаты измерений через интерфейс 11 заносятся в память микропроцессорного блока 12, где и Измерение индуктивности и резисторов происходит аналогичным образом. Таким образом, в предлагаемом измерителе параметров двухполюсников увеличивается точность измерения по сравнению с прототипом.
