Измеритель @ -параметров

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ CU -ПАРАМЕТРОВ, содержащий два входных зажима, генератор синусоидального напряжения , первый и второй операционные усилители, образцовый резистор, интегратор , формирователь прямоугольных импульсов, два фазочувствительных детектора, два фильтра нижних частот, логометр и три переключателя , причём вход операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя , второй зажим которого сое динен с общим контактом первого переключателя , информационный вход второго фазочувствительного детектора связан с входом формирователя. выход которого подключен к управляющим входам первого и второго фазочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильтры нижних частот соединены с входами логометра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и упрощения его схе WJ, вход формирователя и инвертирующий вход дифференциального усилителя , выполненного на базе второго one рационного усилителя, подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, неинвертирующий вход дифференциального усилителя - к выходу первого операционного усилитевг i ля, к нормально замкнутому контакту первого и нормально разомкнутому контакту второго переключателей, а выход - одновременно, к входу интегратора , к норма,льно разомкнутым контактам первого и третьего переключателей , а также к нормально замкнутому KOHTjiKTy второго переключателя, общий контакт которого связан со , свободным выводом образцового резис- О тора, нормально замкнутый контакт третьего переключателя соединен с о: выходом интегратора, а общий контакт - с информсщионным входом первого фазочувствительного детектора. 05 00

Ogl (1И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

, РЕСПУБЛИН

3(50 G 0 R 27 26 ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3441685/18-21 (22) 18. 05. 82 (46) 15.12 ° 83. Вюл. 9 46 (72) М. A „Гаврилюк, Е.В. ПоХодыло, Е.П.Соголовский и В.В.Хома (7l) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 621.317.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 661417, кл. G 01 R 27/26, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 748286, кл. G 01 R 27/26, 1978 (прототип). (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ CL((—.IIAPAMETPOBi содержащий два входных зажима, генератор синусоидального напряжения, первый и второй операционные усилители, образцовый резистор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, два фаэочувствительных детектора, два фильтра нижних

-частот, логометр и три переключателя, причем вход операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, второй зажим которого сое динен с общим контактом первого переключателя, информационный вход второго фаэочувствнтельного детектора связан с входом формирователя, выход которого подключен к управляю щим входам первого и второго фазо.чувствительных детекторов, выходы .которых через соответствующие фильт,ры нижних частот соединены с входами логометра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и упрощения его схеьи, вход формирователя и инвертирую!

:щий вход дифференциального усилите-ля, выполненного на базе второго операционного усилителя, подключен к выходу генератора синусонцального напряжения, неинвертирующий вход дифференциального усилителя - к выходу первого операционного усилитев ля, к нормально замкнутому контакту <р

О первого и нормально разомкнутому контакту второго переключателей, а выход — одновременно к входу интегратора, к нормально разомкнутым контактам первого и третьего переключа" телей, а также к нормально замкну- Я тому контакту второго переключателя общий контакт которого связан со свободным выводом образцового резне тора, нормально замкнутый контакт третьего переключателя соединен с выходом интегратора, а общий контакт — с информационным входом первого фазочувствительного детектора.

1061068

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параглетров емкостных и индуктивных объектов.

Известен измеритель индуктивности и добротности катушек, содержащий генератор синусоидальнОго напряжения, преобразователь ток-напряжения, опорныМ усилитель в режиме дифференциатора, три фазочувствительных детектора, три фильтра нижних частот и логометр (1) .

Недо"татком этого устройства является наличие активного дифференциатора, вследствие чего ограничивается возможность обеспечения устойчивой работы устройства.

Известен также универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности, содержащий генератор синусоидального напряжения, первый и второй .операционные усилители, образцовый резистор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, два фазочувствительных детектора, два фильтра нижних частот, логометр и три переключателя, причем вход операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, второй зажим которого соединен с общим контактом первого переключателя, информационный вход -второго фазочувствительного детектора связан с входом формирователя, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго фаэочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильтры нижних частот соединены с входами логометра Ц .

Недостатком известного устройства является склонность к самовозбуждению, поскольку такой важный узел измерителя как преобразователь ток напряжение работает в режиме активного дифференциатора при измерении емкостных объектов.

Цель изобретения — повышение устойчивости работы устройства и упрощение его схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе CLR-параметров, содержащем первый и второй входные зажимы, генератор синусоидального напряжения, первый и второй операционные усилители, образцовый резистор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, два фаэочувствительных детектора, два фильтра нижних частот, логометр и три переключателя, причем вход первого операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, вторэй за35i устройство для измерения CLR-параметров содержит измеряемый эле40

65

30 жим которого соединен с общим контактом первого переключателя, информационный вход второго фазочувствительного детектора связан с входом формирователя, выход которого подключен к управляющим входам первого

)и второго фаэочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильтры нижних частот соединены с входами логометра, вход формирователя и инвертирующий вход дифференциального усилителя, выполненного на базе второго операционного усилителя, подключен к выхЬду генератора синусоидального напряжения, неинвертирующий вход дифференциального усилителя — к выходу первого операционного усилителя, к нормально замкнутому контакту первого и нормально разомкнутому контакту второго переключателей, а выход— одновременно к входу интегратора, к нормально разомкнутым контактам первого и третьего переключателей, а также к нормально замкнутому контакту второго переключателя, общий контакт которого связан со свободным выводом образцового резистора, нормально замкнутый контакт третьего переключателя соединен с выходом интегратора, а общий контакт с информационным входом первого фазочувствительного детектора.

На чертеже показана схема устройства, мент 1, генератор 2 синусоидального напряжения, первый операционный усилитель 3, дифференциальный усилитель 4, образцовый резистор 5, первый 6, второй 7.и третий 8 переключатели, интегратор 9, формирователь 10, первый 11 и второй 12 фазочувствительные детекторы, первый

13 и второй 14 фильтры нижних частот, логометр 15, первый 16 и второй 17 входные зажимы.

Вход первого операционного усилителя 3 связан с образцовым резистором 5 и первым входным зажимом

16 измерителя, второй зажим 17 которого соединен с общ <м контактом первого переключателя 6, выход формирователя 10 подключен к управляющим входам первого 11 и второго 12 фаэочувствительных детекторов, выходы которых соответственно через фильтры нижних частот 13 и 14 соединены со входом логометра 15, выход генератора 2 подключен к входу формирователя 10, к информационному входу второго фаэочувствительного детектора 12 и. к инвертирующему входу дифференциального усилителя 4, неинвертирующий вход которого соединен с выходом первого операционн

1061068 го усилителя 3, с нормально замкнутым контактом первого 6 и нормально разомкнутым контактом второго 7 переключат"..лей, а выход — одновременно с входом интегратора 9, с нормально разомкнутыми контактами первого 6 и третьего 8 переключателей, а также с нормально замкнутым контактом второго переключателя 7, общий контакт которого связан со свободным выводом образцового резистора 5, нормально замкнутый контакт третьего переключателя 8 соединен с выходом интегратора 9, а общий контакт — с информационным входом первого фазочувствительного детектора 11, измеряемый элемент 1 подключен к входным зажимам 16 и 17 измерителя.

Устройство работает следующим образом.

Измерение емкостных объектов производится по параллельной схеме замещения с реактивной(дС„ и ак- тивной С» проводимостями, а индуктивных — по последовательной с реактивным (аЬ» и активным Rx сопротивлениями.

При измерении емкостных объектов первый и второй переключатели 6 и 7 находятся в положении С. Первый операционный усилитель 3 работает в режиме интегратора, поскольку измеряемый емкостной элемент 1 включен в цепь обратной связи операционного усилителя. напряжение 0„ на выходе дифференциального усилителя 4 определяется выражением

Ц =К 0ор 0 Д

I где U „ и Ог — напряжения на неинвертирующем и инвертирующем вкодах усилителя 4 соответственно;

К вЂ” коэффициент его усиления.

Это напряжение через образцовый резистор 5 подается на вход первого операциЬнного усилителя 3, напряжение на выходе которого (R(1<(xi (x x где R — сопротивление образцового резистора 5.

Формирователь 10 преобразует приложенное к его входу напряжение генератора 2 0г в синфазный меандр, поступающий на управляющие входы фазочувствительных детекторов ll и 12 °

По"кольку на информационный вход второго фазочувствительного детектора 12 также подается напряжение 0г го напряжение на его выходе

"= "ФАl " г), где (0г(— модуль напряжения генератора 2 Ог р (уд — коэффициент передачи фазочувствительного детектора.

10 Из формул (1) и (2), считая К >S 1 и приняв фазу напряжения генератора

2 6г! эа нулевую, т.е.

u,= u,, 15. получают

u„--й(1(,1С„ С, „ lu„i = () = - g (:„„R lu,(-С, „Ц 0, 20

Это наЛ1 яжение прикладывается к входу интегратора 9, поэтому напряжение на его выходе

Ф ° й(ЮС„Фск)

0„= 0„= . lu =

3 <о "о ) (>0о (о (6) н(„. „

М-1 — (u)l, оСо гйСОR„

30 где Ro u co — сопротивление и емкость элементов интегратора 9.

35 При измерении реактивной составляющей соС» измеряемого элемента 1 третий переключатель 8 находится в положении Р, и на информационный вход первого фазочувствительного, детек40 тоРа 11 подается напряжение 0 „ поэтому напряжение на его выходе согласно (6) RCx ."С„=((ф ., R оСо

45 т

Для измерения активной составляющей С измеряемого элемента 1 третий переключатель 8 переводятся

А. При этом на информационный вход первого фазочувствительного детектора 11 подается напря.жение 0», поэтому напряжение на его выходе согласно (5) 55 (7) 0 KqgiRQ x 0, .

При измерении индуктивных объектов

60 первый и второй переключателй 6 и 7 находятся в положении L, и в этом случае первый операционный усилитель 3 работает в режиме интегратора, поскольку измеряемый индуктнв65 ный элемент 1 включен на его входе.

1061068

По сравнению с устройством-про(10) 2() тотипом предлагаемое устройство благодаря отсутствию активных дифференциаторов обладает повышенной помехоустойчивостью.

= — (г1- ц ()т1 °

Lx Rx

CoRoR c»CoRoЯ

Составитель В.Стукан

Редактор .Л..Веселовская Техред А.Бабинец

Корректор Г. Решетник

Заказ 10034/48 Гираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Уравнение, связывающее напряже-ние 0а и ()х г для этого режима измерения имеет вид и

Ой „ ("х 8)

Как и преждег на управляющие входы фазочувствительных детекторов 11 и 12 поступает меандр синфазный с

Up поэтому уравнение (8) с учетом (4) по аналогии с (5) можно записать в виде

j L» я, ()х"--(() Ьх,)!Ог! =- Lu,l-< luÄl. 5) Напряжение на выходе интегратора

9 определяется выражением %

)4)Lx "х ц =- ц,=

U (ысо" о 1 Со" о "

При измерении реактивной состав-. ляющей {14 < измеряемого элемента тре-, тий переключатель 8 находится в положении Р, и напряжение на выходе первого фаэочувствительного детектора 11 согласно (10) в К, д, 1Ur! ° (11) о(1о"

Для измерения активной составляю10 щей R измеряемого элемента третий переключатель 8 переводится в положение А, и напряжение на выходе,первого фазочувствительного детектора

11 согласно (9)