Измеритель параметров пассивных двухполюсников

 

1.ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий источник питания с изменяемой частотой, выходом соединенный с входами измерительного преобразователя , формирователей первого и второго компенсирукяцих сигналов, причем выходы измерительного пре:Образователя и формирователя rfep;вого компенсирующего сигнала соединены с входами первого вычитаю .щего блока, а формирователь второго компейсирующего сигнала подключен к формирователю, третьего ксмпенсирующего сигнала, выход которого соединен с вторым входом второго вычитающего блока, выход которого подключен к входу индикатора нуля, выходы которого соединены с управляющими входами формирователей второго и третьего компенсирующих сигнатлов , при этом входы трех отсчетных блоков соединены .соответственно с выходами формирователей первого, , второго и третьего компенсирующих сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерите- . ля, в него введены блок выделения активной и реактивной составляющих, делительный блок, блок умножения на частоту, экстремально-модуляционная система, дополнительный отсчетный блок, причем первый вход второго вычитающего блока соединен с вторили выходом первого вычитающего блока, первый выход которого подключен к входу блока выделения активной и реактивной составляклцих, .оба выхода, которого соединены с входами делительного блока, выЗГсЗд которого соединен с входом блока умп ножения на частоту, выход которого подключен к четвертому отсчетному блоку и экстремально-модуляционной системе, выход которой соединен с (Л источником питания и формирователем первого компеисируклцего. сй17нала. 2. Измеритель по п.1, отличающий ся тем, что, целью обеспечения возможности измерения параметров резонансных и иерезонансных комплексных сопротивлений , измерительный преобразосл ватель содержит операционный усили4:ik тель, между инвертирующим входом и М выходом которого подключены зажимы для подключения измеряемого сопротивСО ления, причем вход и выход измериоо тельного преобразователя соедигШйы соответственно с инвертируюпшм входом и выходом операционного усилителя через сопротивления, а неинвертируюп-ий вход операционного усилителя соединен с общей шиной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COMMA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈÕ

РЕСПУБЛИК

3(5)) G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (2 1) 32 56952/1 8-21 (22) 20.02.81 (46) 15.11.83. Вюл. Р 42 .(72) М.P.Сафаров .(71) Уфимский нефтяной институт (53) 621.317.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 467297, кл.G 01 R 27/26, 1975 °

2.Авторское свидетельство СССР

В 248065, йл. G 01- И 27/26, 1Я69, (54)(57) 1,ИЗМЕРИТЕЛЬ DAPANETPOB

ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащий источник питания с изменяемой частотой, выходом соединенный с

:входами измерительного преобразователя, формирователей первого и второго компенсирующих сигналов, причем выходы измерительного пре:образователя и формирователя йер,soro компенсирующего сигнала соединены с входами первого вычитаю-. щего блока, а формирователь второго компенсирующего сигнала подключен

g формирователю. третьего компенсирующего сигнала, выход которого соединен с вторым входом второго вычи тающего блока, выход которого подключен к входу индикатора нуля, выходы которого соединены с управляющими входами формирователей второго и третьего компенсирующих сигна-. лов, при этом входы тррх отсчетных блоков соединены, соответственно .с выходами формирователей первого,-. второго и третьего компенсирующих сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональнйх возможностей иэмерите„„SU„„ l 054798, А ля, в него введены блок выделения активной и реактивной составляющих, делительный блок, блок умножения на частоту, экстремально-модуляционная система, дополнительный отсчетный блок, причем первый вход второго вычитающего блока соединен с вторым выходом первого вычитающего блока, первый выход которого подключен к входу блока выделения активной и реактивной составляющих; оба выхода которого соединены с входами делительного блока, выход которого соединен с входом блока умтт ножения на частоту, выход которого подключен к четвертому отсчетному . блоку и экстремально-модуляционной системе, выход которой соединен с источником питания и формирователем первого компенсирующего.сигнала.

2 . Измеритель по п.l o т л ич а ю шийся тем, чт о, с целью обеспечения возможности измерения параметров резонансных и нерезонансных комплексных сопро- (а а) тивлений, измерительный преобразо- Щ ватель содержит операционный усилитель, между инвертирунхцим входом и выходом которого подключены зажимы аи 1 для подключения измеряемого сопротивления причем вход и выход измерительного преобразователя соедив(Вйы QQ соответственно с инвертируюшим входов и выходом операционного усилителя через сопротивления, а неинвертирую ий вход операционного усилителя соединен с общей шиной.

1054798

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров двух полюсников со схемой замещения в виде параллельного соединения сопротивленйя, индуктивности и емкости.

Известно устройство для измерения параметров параллельного последовательного или смешанного соединений, колебательного контура, содержащее источник питания с изменяемой частотой, выходом соединенным с входом измерительного преобразователя в ви5

f0 де параллельного контура и формирователями первого, второго и третьего компенсирующих сигналов. Выходы из15 мерительного преобразователя и форми30 индикатора нуля. Первый вход второго

50 вычитающего устройства соединен с выходом четвертого формирователя компенсирующего сигнала с входом, подключенным к источнику питания. Выход измерительного преобразователя соеди-55 нен также с третьим входом второго вычитающего устройства, а выходы формирователей первого и четвертого компенсирующих сигналов соединены с входами третьего вычитающего устройства, подключенным к первому входу индикатора равенства амплитуд, второй вход которого соединен с выходом первого вычитающего устройства и входом амплитудного детектора оги60 бающей, выход которого соединен с первым 5 рователя через преобразователь тока в напряжение подключены к входам фазочувствительного детектора квадратуры, блока умножения (деления) g0 на частоту, нуль-индикатору. Последние через исполнительные элементы соединены с управляющими входами соответственно первого, второго, третьего компенсирующих сигнаЛов 1 1.

Недостатком устройства является невозможность использования его для измерения параметров двухполюсников со смешанной схемой соединения элементов в схеме замещения. .Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее источник питания с изменяемой частотой, выходом соединенный с входами измерительного преобразователя, формирователем первого и второго компенсирующего сигналов, причем âûõñ ды измерительного преобразователя и формирователя первого компенсирующего сигнала соединены с входами первого вычитающего устройства, выходы 40 индикаторов нуля соединены с управляющими входами формирователей второго и третьего компенсирующих .сигналов, а формирователь второго компен.сирующего сигнала подключен к форми- 45 рователю третьего компенсирующего сигнала, выход которого соединен с вторым входом второго вычитакщего устройства с выходом, подключенным к входу формирователем компенсируюь:его сигнала, а выход индикатора равенства амплитуд соединен с четвертым формирователем компенсирующего сигнат а 2 1, Однако этим устройством можно измерять параметры только нереэонансных трехэлементных двухполюсников.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей измерителя за счет осуществления измерения как параметров нерезонансных, так и резонансных трехзлементных двух полюсников.

Цель достигается тем, что в измеритель параметров пассивных двухполюсников, содержащий- источник питания с изменяемой частотой, выходсм соединенным с входами измерительного преобразователя, формирователей первого и второго компенсирующего сигналов, причем выходы измери тельного преобразователя и формирователя.первого компенсирующего сигнала соединены с входами первого вычитающего блока, а формирователь второго компенсирующего сигнала подклю чен к формирователю третьего компенсирующего сигнала, выход которого соединен с вторым входом второго вычитающего блока, выход которого подключен к входу индикатора .нуля, выходы которого соединены с управляющими входами формирователей второго и третьего компенсирующих сигналов, при этом .входы трех отсчетных блоков соединены соответственно с выходами формирователей первого, второго и третьего .компенсирующих сигналов, введены. блок выделения активной и реактивной составляющих, делительный блок, блок умножения на частоту,экстремально-модуляционная система, дополнительный отсчетный блок, прйчем первый вход второго вычитающего бло-, ка соединен с вторым выходом первого вычитающего блока, первый выход которого подключен к входу блока выделения .активной и реактивной составляющих, оба выхода которого соединены c:âõoäàìè делительного блока, выход которого соединен с входом блока умножения на частоту, выход которого подключен к четвер гому отсчетному блоку и к экстремальномодуляционной системе, выходами соединенной с источником питания и формирователем первого компенсирующего сигнала.

Измерительный преобразователь содержит операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого подключены зажимы для подключения измеряемого сопротивления, причем вход и выход измерительного преобразователя соединены соотвественно с инвертирующим входом и выходом операционного усилителя через сопротивления, а неинвертиру1054798

)и= Ер (ш(2+

+yulC где Š— напряжение источника питания 1; (jj

4

p11 12 60

На другом входе вычитающего блока 4 действует ток, равный

3к=E) С (2)

65 ющий вход операционного усилителя соединен с общей шиной °

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг, 2 — 5 — схемы двух -. полюсников, параметры которых могут измеряться предлагаемым устройством.

Устройство содержит источник 1 питания с изменяемой частотой. К его,выходу подключены измерительный преобразователь 2, содержащий исследуемый трехэлементный двухполюсник и формирователь 3 первого компенсирукщего сигнала. Выходы последних соединены.с входами первого вычитающего блока 4. Блок 5 служит для выделения активной и реактивной составляющих выходного сигнала. вычитающего блока 4. К входам делимого и делителя делительного блока б могут подключаться соответственно либо первый 20 и второй, либо второй и первый выходы блока 5.Выход блока б соединен с блоком 7 умножения (деления) на частоту. Вход экстремально-модуляционной системы 8 соединен с выхо- 75 дом блока 7, а выходы — с источником 1 питания и с управляющим входом формирователя 3 первого компенсирукщего сигнала. Первый выход служит для управления по определенному З0 закону частотой источника питания, а второй — для изменения размера . первого компенсирукщего сигнала.

Формирователи 9,10 второго и третьего компенсирующих сигналов соединены последовательно, причем вход первого подключен к источнику питания 1, а выход второго — к второму входу второго вычитающего блока 11. Индикатор нуля 12 имеет два выхода, служащие для управления размерами 40 второго и третьего компенсирующих сигналов, а его входы соединены с вычитающим блоком 11 и истбчником питания. Отсчетные блоки 13 — 15 соединены с формирователями перво- 45

ro 3, второго 9 и третьего 10 компенсирующих сигналов, а отсчетный блок 16 включен на выходе блока 7.

Устройство работает следующим образом. 50

На выходе измерительного преобюаэователя 2 действует ток равный а разность токов на его выходе соот ветствует

На первом выходе блока 5 выделяется реактивная составляющая, а на втором — активная составляющая ВЕЛА г а на выходе делительного блока б с коэффициентом передачи Кб действует напряясение .2.(.< >2С2

2 2 оь кь (" (к"г сь) %2

jwC пропорциональное отношению реактивной составляющей тока 3 к его активной составляющей.

На. выходе блока 7 деления (умножения) на частотуссгс коэффициентом передачи К имеет место напряжение

2 2+ С, г + (pL - c ) . (ы(Ь,. 2 3 Р.

2 2, 1(. 1о + ((С P +((„(g

Индикатор нуля 12 воздействует на формирователя компенсирующих сигналов 9 и 10 до выполнения условия Л := 1=

=О, что имеет место при

Чг = Р р

2 1О (9) (ХО) Экстремально-модуляционная сист ема 8 задает закон модуляции. частоты источнику питания и .управляет . формирователем первого компенсирующего.сиг- . нала, меняя нри этом размер тока

3. (С ) до тех пор, пока на выходе блока деления 7 не появляется напряжение, не зависящее от частоты.Последнее условие, как это следует иэ выражения (5), выполняется при установлении соотношения

1. с

2 Р (6)

Параметр L2 может определяться либо по значению С3,либо по значению тока 3 . A в последнем случае в качестве отсчетного устройства 15 может использоваться измеритель тока.

После выполнения условия (6) ток

2г на выходе первого вычитающего устройства 4 становится равным

ЕР

4 % +)(2 а на выходе второго вычитающего устройства имеет при

1054798

Параметры g2 и H С C„, определяют, согласб но последним соотношениям по Р> и ? значениям которых пропорциональны показания отсчетных устройств 14 и

13. Показания последних могут быть функционально связаны с размером управляющих воздействий, тогда в качестве устройства 13 и 14 могут быть использованы, в частности, измерители тока или напряжения.

Относительный параметр двухэле- 10 ментной части двухполюсника определяется по отсчетному блоку 16, 1 качестве которого может быть использован вольтметр. Действительно, после выполнения условия (6) выходное 15 напряжение блока 7

" = "ь ч g пропорционально относительному па.раметру двухэлементной части двух- 20

Полюсника.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять четыре параметра трехэлементных двухполюс- ников, в которых активное сопротивле-25

Ние составляет один из элементов двухэлементной части.

В случаях, когда,в схеме замещения двухполюсника два элемента имеют реактивный характер, делительный 30 бЛОК 6 работает в режиме (1 + /РзЬ (т.е. на вход делимого подключается выход реактивной части составляющей блока 5, а на вход делителя 6 — выход активной составляющей блока 5).

При этом режиме делительного блока 6 блок 7 переводится в режим xllL если в двухэлементной части двухполюсника,.показанного,на .фиг. 2 (фиг. 3), .имеется. индуктивность (ем- 40 кость). Если же в двухэлементной части двухполюсника, показанного на фиг ° 2 (фиг. 3 ) имеется емкость (индуктивность), то блок 7 переводится в режим:ы .

В.случаях, когда в схеме замещения двухполюсника два элемента имеют активный характер, делительный блок 6 работает в режиме РЗЗ+/Д 2 (т.е. на вход делимого подключается выход активной составляющей блока 5, а . на вход делителя — выход реактивной составляющей блока 5 ).

При этом режиме делительного блока 6 блок 7 переводится в режим хм, если в двухэлементной части двухполюсника, показанного на фиг. 2(фиг.З) имеется .емкость (индуктивность).Если же в двухэлементной части двухполюсника, показанного на фиг. 2(фиг.З) имеется индуктивность (емкость),то блок 7 переводится в режим;ш.

В случае двухпоЛюсников по схемам показанным на фиг. 4 и 5, блок 6 .работает в режиме 4> 1 /РеЗ+. Блок 7 устанавливается в режим:х.м, если в схеме, показанной на фиг 4(фиг.5) к двухэлементной части относится емкость (индуктивность) .- Блок 7 устанавливается в режим:фы, .если в схеме, представленной на фиг.4 (фиг.5), к двухэлементной части относится ин-. дуктивность (емкость).

Двухполюсники, показанные на фиг. 2 и 4, включаются в измерительный преобразователь 2 (фиг. 1) вместо двухпоысника из элементов Lã,С2, 92 при этом формирователь первого ВтОро» го и треть его компенсирующих сигналов должен либо представлять,либо имитировать элементы дуальнйе соответствующим параметрам схемы замещения исследуемого двухполюсника. При исследовании двухполюсника, показанного на фиг. 4, формирователи второго 9 и третьего 10 компенсирующих сигналов должны включаться параллельно.

Двухполюсники, показанные на фиг. 3 и 5, сами образуют измерительный преобразователь 2, при этом формирователи первого, второго и третьего компенсирующих сигналов должны либо представлять, либо имитировать соответствукяцие параметры схемы замещения двухполюсника.

Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от известных, предназначено для измерения парамет-.. ров 14-ти различных как резонансных, так и нерезонансных двухполюсни- ков.

1054798

Составитель С. Сорокина

Редактор О. Колесникова . Техред N. Кузьма

Корректор O. Ти гор

Филиал ППП Патент, г. Ужгород. Ул. Проектная, 4

Заказ 9100/52 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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