Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ по авт.св. 954893, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможнос тей, в него введены коммутатор, последовательно соединенные преобразователь период - напряжение и блок перемножения напряжений, причем вход .г преобразователя период - напряжение подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, а второй вход блока перемножения соединен с выходом блока деления, а один из входов коммутатора соединен с выходом амплитудного детектора, другой вход - с выходом детектора среднего значения, управляющий вход - с выходом блока управления, а выходы коммутатора соединены с входами блока деления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1% (И) !

3(5Ц 0 01 В 27 02

I (.

Ы

ti (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 954893 (21) 3363830/18-21 (22) 05 ° 12 ° 81 (46) 23,01.84. Вюл. М 3 (72) В.Н. Чинков и IG.A. Немшилов (53) 621 317.332(088.8) (56) 1. Авторское св идетельство СССР

Р 954893, кл. G 01 R 27/02, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ по авт,св. М 954893, о т л ич ающе е с я тем, что, c целью расширения функциональных возможностей, в него введены коммутатор, последовательно соединенные преобразователь период — напряжение и блок перемножения напряжениЯ, причем вход,. преобразователя период — напряжение подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, а второй вход блока перемножения соединен с выходом блока деления, а один из входов коммутатора соединен с выходом амплитудного детектора, другой вход — с выходом детектора среднего значения, управляющий вход — с выходом блока управления, а выходы коммутатора соединены с входами блока деления.

1068839

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть исполъзонано для измерения параметров электрорадиоцепей — составляющих комплексных сопротивлений, параметров 1„и С. 5

По основному авт.сн. 9 954893 известно устройство для измерения состанляющих комплексного сопротивления, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидально- 10 го напряжения и преобразователь со-, противление — напряжение, подключенные к двум входам блока управления, первый выход которого соединен с первым временным дискриминатором и через амплитудный детектор с первым входом блока деления, второй выход— с сигнальным входом электронного ключа и с последовательно соединенными вторым временным дискриминатором, формирователем временных интервалов, подключенным по второму и третьему входам к выходу нерного временного дискриминатора и третьему выходу блока управления соответственно, электронным ключом, детектором среднего значения и вторым входом блока деления.

Недостаток устройства заключается в узких функциональных возможностях.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения параметров индуктивности и ее добротности, емкости и ее тангенса угла по- 35 ,терь.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство для измерения составляющих комплексного сопротинления, содержащее генератор синусо- 40 идального напряжения, выходы которого соответственно соединены с входами преобразователя сопротивление — напря>кение и с входом блока управления, выход блока управления 45 через амплитудный детектор соединен с входом блока деления, а выходы преобразователя сопротивление — напряжение соединены соответственно с одним из входов электронного ключа и с входом первого временного дис50 криминатора, выход которого соединен с вторым входом формирователя временных интервалов, вход второго временного дискриминатора соединен с выходом блока управления, а выход с третьим входом формирователя временных интервалов, выход которого соединен с другим входом электронного ключа, выход которого через детектор среднего значения соединен 60 с другим входом блока деления, вве-. дены коммутатор, последовательно соединенные преобразователь период напрях<ение и блок перемножения. Напряжений, причем вход преобразователя период — напряжение подключен к второму выходу формирователя временных интервалон, а второй вход блока перемнок<ения напряжений соединен с выходом блока деления, а один из входов коммутатора соединен с выходом амплитудного детек тора, другой вход — с выходом детектора среднего значения, управляющий вход — с выходом блока управления, а выходы коммутатора соединены с входами блока деления.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройстна.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напрях<ения, преобразователь 2 сопротивление — напряжение блок 3 упранления, амплитудный детектор 4, временные дискриминаторы 5 и

6, коммутатор 7, блок 8 деления, детектор 9 среднего значения, электронный ключ 10, формирователь 11 временных интервалов, преобразователь 12 период — напряжение и блок 13 перемно>кения напряжений.

Выход генератора 1 синусоидального напряк<ения подключен к точке, объединяющей вход преобразователя 2 сопротивление — напряжение и первый вход блока 3 управления. Второй вход блока 3 управления соединен с выходом преобразователя 2, который имеет, кроме того, зажимы для подключения исследуемого сопротивления Б„. Блок

3 упранления имеет четыре выхода.

Первый из них подключен к точке, объединяющей входы амплитудного детектора 4, соединенного с первым входом коммутатора 7, и первого временного дискриминатора 5. Второй выход блока 3 управления соединен с точкой, объединяющей входы второго временно го дискриминатора 6 и электронного ключа 10, который подключен через детектор Э среднего значения к второму входу коммутатора 7. Третий выход блока . 3 управления соединен с третьим, управляющим входом коммутатора 7, дна выхода которого подключены к двум входам блока 8 деления. Четвертый выход блока 3 управления и выход каждого из временных дискриминаторов 5 и 6 подключены к соответствующим нходам Формирователя 11 временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом электронного клкча 10, Второй выход формирователя 11 временных интервалов через преобразователь 12 период — напря>кение подклю чен к первому входу блока 13 перемножения напряк<ений, второй вход которого соединен с выходом блока 8 деления.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения составляющих комплексного сопротивления напряже1068839

UIYI

<а сз р, (i р = к,р — -sin q l

Um

40

V - =Кч

Э Ua 2х <а

Кар р»

Ua=KaUm»

R»

Ui l(a g )(„Ь

O Uo, 23Г <а ние И» (6) пропорциональное току в цепи Я„, по первому выходу блока 3 управления подается на входы амплитудного детектора 4 и временного дискриминатора 5, а напряжение ц (g) на сопротивлении 2» по второму выходу блока 3 управления — на входы. электронного ключа 10 и временного дискриминатора 6. Временные дискриминаторы 5 и 6 выделяют моменты переходов через нули и максимумы соот- 10 ветственно напряжений 0»(t) и U(1) и в эти моменты формируют управляющие сигналы, поступающие в формирователь

11 временных интервалов. Формирователь 11 по этим управляющим сигналам 15 формирует управляющий сигнал определенной длительности, которым открывается электронный ключ 10, пропуская на вход детектора 9 средних значений напряжение О (4) с второго выхода блока 3 управления. При измерении активной составляющей комплексного сопротивления электронный ключ 10 открывается в фазовом интервале (2x(+f) †(2irt+ †), а при измерении ре- 25

Й активной составляющей — в фазовом интервале (2х)<+ 2() - фМ<- Ð ), где

0,1,2,3,.... Тем самым напряжения, поступившие на вход детектора 9 средних значений, являются кусочно30 гармоническими. Постоянные напряжения на выходе детектора 9 средних значений пропорциональны средним значениям этих напря><ений и соответственно равны

35 где <() — фазовый сдвиг между тохом и налрях<ением в цепи И»,. амплитуда напряжения О (t );

К вЂ” коэффициент преобразования детектора средних значений. 45

Иапрях<ения Ч„ ) и Ои)и подаютс я на вход коммутатора 7: О ср —. при измерении активной составляющей, og

7 н обоих случаях поступает постоянное напряжение Цр„пропорциональноЕ амп итуде напряжения О», т.е. где И2 — образцовое сопротивление н цепи », c которого снимается напряжение, пропорциональное току; 60

Y — коэффициент преобразования амплитудного детектора 4.

Коммутатор 7 и этом режиме измерения устанавливается блоком 3 управления в такое состояние, при котором на входы блока 8 деления напряжения

О<2 и О< (или 0 ) подаются так, что íà evo выходе образуется постоянное напряжение, равное либо

Uk= — Х1 сои< — К 1 ()

Оа l<<)< аяз при измерении активной составляющей

Я,, либо

) ) О <) „ging= K y. (g)

Од Кс,Ял>23< при измерении реактивной составляющей х полного сопротивления 2»„.

Кюе и выраианиях !1) и <2) их= ) —коэффициент пропорциональности.

Аналогично производит=-н измерение составляющих ж. н ой проводимости.

Отличия состоят только в том, что, но-первых, на гервый выход блока 3 управления поступает напряжение

U(t), а на второй выход — напряжение

Oy, (t) и, во-вторых, при измерении активной проводимости электронный ключ

10 открывается в фазовом интервале

2 - (Щ+ <()) При этих условиях на

Y выходе амплитудного детектора 4 формируется постоянное напряжение ! ()с< = (а О) а на ныходе детектора 9 среднего значения напряжение либо ко 1< О) р) Ксд (о 0<22

ОхгР= 2% 4 ай% 2х при измерении активной состанляющей либо

Y»cp R<) U »,< у»» ясР Я<в О)»)и при измерении реактивной составляющей в полной проводимости

Коммутатор 7 остается н том же состоянии, и на ныходе блока 8 деления образуются постоянные напрях:ения при измерении активной составляющей

< или при измерении реактивной составляющей

6 полной проводимости gy..

Ксо lh

В этих выражениях 9g y — ко

Йффициент пропорциональности.

1068839 т

Ю яд (3) Т

Q> a» ) . Ь х

5 (4) 30 (6) g=Kn0zU»

Составитель Л. Сотникова

Редактор О. Ьрковецкая Техред, Т,Маточка Корректор A. Ференц

Тираж 711 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11457/40

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

Измерение параметров ) и С основано на соотношениях где Т вЂ” период синусондального напряжения, подаваемого на исследуемую цепь. !О

В предлагаемом устройстве эти соотношения реализуются следующим образом. С выхода формирователя 11 временных интервалов сигнал поступает

s преобразователь 12 период - напря-15 жение, в котором преобразуется в напряжение (5)

20 где Кт - коэффициент преобразования периода постоянного напряжения.

Цапряжеиие + поступает на один вход блока 13 перемножения напряжений. При измерении индуктивности иа другой вход блока 13 перемножения подается постоянное напряжение LJ

Выходное напряжение блока 13 перемножения равно где К„- коэффициент передачи блока

13 перемножения.

Подставляя в формулу (6) соотно- 35 шение (2) и (5), получим

Ц K„K TK

Таким образом, напряжение на вы- 45 ходе блока 13 перемножения пропорционально индуктивности.

При измерении емкости на входы коммутатора 7, как и при измерении реактивной составляющей х сопротивI ления, подаются напряжения Lf и ц; .

Коммутатор 7 блоком 3 управления переводится в такое состояние, что на выходе блока 8 делЕния образуется напряжение, равное

Н ою v Р.2. «к- х-1

Ug V 2)(.slntp

Это напряжение поступает на один вход блока 13 перемножения, на другой вход которого по-прежнему подается напряжение .()y с преобразователя 12 период — напряжение. На выходе блока

13 перемножения образуется постоянное напряжение

I.

Uo=K„UTOx-i-К„К,т(,7 Ф

„)Подставляя в эту Формулу равенство — „ MC,, полученное из выражения(4) имеем

U KnK>K> 2*C = K 0, (> где К К К>К> 2Ф вЂ” коэффициент пропорциональностии.

Согласно выражен ию (8) напряжен ив

U< на выходе. блока 13 перемножения пропорционально измеряемой емкости

С.

Предлагаемое устройство позволяет также измерить добротность 8 катушки индуктивности L и тангенс угла потерь @8 конденсатора С.

Для этого коммутатор 7 поочередно подключает выход детектора 9 средних значений к каждому из двух входов блока 8 деления (выход амплитудного детектора 4 при этом от блока

8 деления отключен), так, чтобы на выходе блока 8 деления получить напряжение, равное

0у,сР

"а ()„,р 9 ( при измерении добротности катушки индуктивности или соотношение

+y у ° Ц) ф при измерении тангенса угла потерь

Q6 конденсатора.

Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет измерения индуктивности и ее добротности, емкости и ее тангенса угла потерь.