Устройство для измерения параметров комплексного двухполюсника

 

Изобретение относится к устройствам для измерения и контроля параметров двухполюсников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается одновременным измерением как абсолютных значений, так и относительных приращений параметров двухполюсника . Высокая точность измерений обеспечивается путем исключения дополнительных погрешностей от формирования фазовых сдвигов между сиг:налами , снимаемыми с измерительной цепи. Устройство может найти применение в АСУ и системах контроля технологических процессов, а также при разработке высокоточных микропроцессорных измерителей параметров датчиков. Работа устройства поясняется .в описании изобретения по структурной схеме устройства, а также векторным и круговым диаграммам измерительной цепи. В устройстве используются аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор. , 3 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) сЮ4 G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3695368/24-21 (22) 20. 01. 84 (46) 15. 01. 86. Бюл. Р 2 (72) А. В. Бабиченко, О. С. Гаджиев, А.Ф. Прокунцев и P.М. Юмаев (53) 621.317.733 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 855509, кл. G 01 R 17/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 949514, кл. G О1 R 17/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к устройствам для измерения и контроля параметров двухполюсников. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается одновременным измерением как абсолютных значений, так и относительных приращений параметров двухполюсника. Высокая точность измерений обеспечивается. путем исключения дополнительных погрешностей от формирования фазовых сдвигов между сиг;налами, снимаемыми с измерительной цепи. Устройство может найти применение в АСУ и системах контроля технологических процессов, а также при . разработке высокоточных микропроцессорных измерителей параметров датчиков. Работа устройства поясняется .в описании изобретения по структурной схеме устройства, а также векторным и круговым диаграммам измерительной цепи. В устройстве используются аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор. ,3 ил.

1205033

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению и контролю параметров двухполюсников °

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем измерения наряду с относительными приращениями параметров комплексного двухполюсника их абсолютных значений, а также повышение точности измерения путем исключения влияния на результат измерения дополнительной погрешности при формировании фазовых сдвигов между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема измерительной цепи, на фиг. 3 — векторная и круговая диаграммы для измерительной цепи, когда исследуемый двухполюсник, например, имеет последовательную схему замещения с емкостным характером и в качестве образцовых двухполюсников выбраны емкостный и резистивный двухполюсники соответственно.

Примем следующие обозначения: д Ч вЂ” траектории перемещения

) P 1б0 потенциальных точек

f,h1,3, с;

0 - вектор напряжения питания измерительной цепи;

0 — вектор падения напряжеОР1 ния, снимаемого с второго образцового двухпОлюсника, (1 — вектор падения напряжесЪ ния, снимаемого с первого образцового двухполюсника;

U — вектор падения напряmc жения на исследуемом двухполюснике;

LI — векторы напряжений не3m Jc балансов, — фазовый сдвиг 0 1 относительно 0 О фаэоВЫй СДВИГ Ц ОТНО

С сительно 0 сь, Анализируя круговую диаграмму, изображенную на фиг.3 и проводя соответствующие преобразования, получим выражения для параметров комплексного двухполюсника с использованием лишь амплитудных соотношений между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи

) 5 m l + l rn <3 l - ) a d l, R =Бр

Х у" m 7 где

3,-R

7 о

71, — активное сопротивление второго образцового двухполюсника активная составляющая изМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО СОпротивления исследуемого двухполюсника, 10

idblß-(Jcl2 !СЬ!2

ВХ N7J Ñ

feb l где

yñc 7 хс Хс

Х вЂ” реактивное сопротивление со первого образцового двухполюсника;

7 с — реактивная составляющая изМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО СОпротивления исследуемого двухполюсника, 30 (3)

7 где Мс соответствУет 7 г., 2Ис) Rx Pm

Immi где Х,„ соответствует R

Как видно из выражений (1), (2), (3) и (4), в них отсутствуют фаэо4 вые сдвиги а зто значит что резуль9 У тат измерения не зависит от нестабильности (р и Q что значительно повышает точность измерения.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, зажимы которого подключены к измерительной цепи 2, содержащей образцовый двухполюсник 3, исследуемый двухполюсник 4, образцовый двухполюсник 5, однородные образцовые двухполюсники

6.1 и 6.2 и согласующие блоки 7.1, 7.?,- 7. 3, 7.4, 7.5, выходы которых йодключены соответственно к выходам амплитудных преобразователей 8.1, 1205033

t5

40

50

8.2, 8.3, 8.4, 8.5, выходы которых подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя

9, выходы которого подключены к соответствуницим входам микропроцессора 10, блок 11 индикации, соединенный входом с выходом микропроцессора.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением по шине ввода программы производят ввод программы в микропроцессор 10, в соответствии с которой в дальнейшем происходит процесс измерения. Измерение начинается с предварительного выбора предела измерения по обоим измеряемым параметрам исследуемого двухполюсника.

Выбор пределов осуществляет микропроцессор 10 следующим образом.

Микропроцессор 10 сравнивает напряжения на исследуемом двухполюснике 4 и образцовых двухполюсниках

3 и S и путем подачи управляющих сигналов в шины управления образцовыми двухполюсниками производит выравнивание этих напряжений до соизмеримого уровня. Затем происходит и само измерение. Сигналы с измерительной цепи 2, через согласующие блоки 7.1, 7.2„ 3, 7.4, 7.5 в виде напряжений 0 ., 0 „, 0,, 01

0 поступают на входы амплитудных преобразователей 8. 1, 8.2, 8.3, 8.4,.

8.5, на выходах которых появляются постоянные уровни напряжений, пропорциональные действующим значениям входных напряжений. Эти уровни напряжений поступают на входы аналогоцифрового преобразователя 9, который производит преобразование входного аналогового сигнала в цифровой код.

Цифровые коды поступают на входы микропроцессора 10. Микропроцессор осуществляет вычисления в соответствии с выражениями (1), (2), (3) и (4), заложенными в программе. Результаты вычислений индицируются на блоке 11 индикации.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известными более широкие функциональные возможности, заключающиеся в одновременном измерении как абсолютных значений, так и относительных приращений параметров двухполюсника, а также высокую точность измерения за счет исключения дополнительной погрешности от формирования фазовых сдвигов между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи, что позволяет использовать его в

АСУ и системах контроля технологических процессов, а также при разработке высокоточных микропроцессорных измерителей параметров датчиков.

Формула из обре те нкя

Устройство для измерения парметров комплексного двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, первый вывод которого соединен с первым входом первого согласующего блока и с первой вершиной диагонали питания измерительной цепи, первая ветвь которой состоит из последовательно соединенных первого образцового двухполюсника, однородного одной составляющей комплексного сопротивления исследуемого двухполюсника, клемм для подключения исследуемого двухполюсника и второго образцового двухполюсника, однородного другой составляющей комплексного сопротивления исследуемого двухполюсника, вторая ветвь измерительной цепи состоит из последовательно соединенных тре тьего и четвертого однородных образцовых двухполюсников, вторая вершина диагонали питания измерительной цепи соединена с вторым выводом генератора синусоидального напряжения и с первым входом второго согласующего блока, второй вход которого соединен с первым входом третьего согласующего блока, с вторым выводом второго образцового двухполюсника и с первой клеммой для подключения исследуемого двухполюсника, второй вывод первого образцового двухполюсника, второй вход первого, третий вход второго, второй вход третьего согласующих блоков соединены с общей шиной, четвертый согласующий блок, отличающееся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, в него введены пятый согласующий блок, пять амплитудных преобразователей, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, блок индикации, причем первый вход четвертого согласующего блока подключен к третьему входу третьего согласующего блока, к вторым выводам однородных двухполюсников второй ветви и к первому входу пятого со205033 а

Аа2

Фиг. j

Тираж 7 ч 7 Подписное

ЗНИИПИ Заказ 8581

Филиал ШШ "Патеит", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 1 гласующего блока, второй вход которого подключен к второму выводу генератора синусоидального напряжения, вторая клемма для подключения исследуемого двухполюсника и второй вывод первого образцового двухполюсника соединены с общей шиной, выходы всех согласующих блоков соответственно через амплитудные преобразователи соединены с входами аналогоцифрового преобразователя, выходы которого подключены соответственно к входам микропроцессора, выход которого соединен с вхоДом блока индикации, первый и второй управляющие выходы микпропроцессора подключены к соответствующим шинам управления образцовыми двухполюсниками первой ветви, управляемый вход микпропроцессора соединен с шиной ввода программы, второй вход четвертого

10 и третий вход пятого согласующих блоков соединены с общей шиной.