Измеритель пассивных комплексных электрических параметров

 

ВоасоюэиатЯ тен тно-т. .:.к 4чзохйй

О П-ИЧ - -O" Н-М Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

259260

Союз Советскна

Социалистическна

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е. 29 02

Заявлено 19.V111.1968 (№ 1268051 18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК б Olr

УДК 621.317.733 (088.8) Опубликовано 12.Х11.1969. Бюллетень № 2 за 1970

Дата опубликования описания 28Л .1970

Авторы изобретения

К. М. Соболевский и B. И. Титков

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАССИВНЪ|Х КОМПЛЕКСНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны измерители пассивных комплексных электрических параметров в широком диапазоне частот, содержащие четырехплечую мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частоты, вспомогательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты.

Предлагаемый измеритель пассивных электрических параметров отличается от известных тем, что одно из плеч мостовой цепи образовано выходом вспомогательного .преобразователя частоты, опорный вход которого подключен к источнику напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым и вспомогательным образцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а вторыми выводами через коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, .управляющим блоком уравновешивания измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый источником коммутационного

5 напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты. связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока

10 детекторов равновесия, причем опорные входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешивающего усилителя соединены с источником напряжения рабочей частоты. Это повышает точность измерений пассив15 HbIx комплексных электрических параметров.

Для определения квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены два детектора равновесия квад20 ратурных cOcTBBJISIIOIUHx модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты. а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым

25 детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детекторо vt равновесия, подключен через фазосдвигаюшее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной часто30 ты, причем выходы управляЕМых делителей

259260

65 напряжения подключены к суммирующему устройству и двум регистрирующим устройствам; опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником напряжения фиксированной астоты, а опорный вход второго детектора — с выходом фазосдвигающего устройства.

Для определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной частоты сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешпванияустановлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напряжения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым — детектор модуля и на выходе которых включены регистрирующие устройства.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого измерителя квадратурных составляющих; на фиг. 2 — схема измер ителя модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров.

Измеритель содержит четырехплечую мостовую цепь 1 — 2 — 3 — 4 — 1, одно плечо 1 — 2 которой образовано выходом:вспомогательного преобразователя частоты 5 с опорным входом, подключенным к источнику б напряжения рабочей частоты ор, другое плечо 2 — 8 мостовой цепи образовано исследуемым 7 и вспомогательным образцовым 8 пассивными элементами, которые своими выводами, соответственно 9 и 10, подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а выводами 11 и 12 через коммутатор 18, управляемый источником коммутационного напряжения

14, — ко входу уравновешивающего усилителя 15. Пассивный элемент 1б, включенный в цепи обратной связи уравновешивающего усилителя, образует плечо 4 — 1.

Уравновешивающий усилитель 15 содержит входной преобразователь частоты 17, усилитель промежуточной частоты 18 и выходной преобразователь частоты 19. На выходе усилителя промежуточной частоты 18 установлен блок детекторов равновесия 20, управляющий блоком 21 уравновешивания измерительной цепи. Блок уравновешивания с одной стороны подключен к стабилизированному источнику

22 напряжения фиксированной частоты сто, а с другой стороны через второй коммутатор

28, управляемый источником 14 коммутационного напряжения, — к вспомогательному преобразователю частоты 5, к которому через этот же коммутатор 28 подключен также стабилизированный источник 22 напряжения фиксированной частоты.

Опорный вход блока детекторов равновесия 20 подключен к стабилизированному источнику 22,напряжения фиксированной частоты, а опорные входы входного 17 и выходного 19 преобразователей частоты уравновеши5

4 вающего усилителя !5 — к источнику б напряжения рабочей частоты.

При измерении квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия

20 установлены два детектора 24 и 25 квадратурных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, которые управляют блоком уравновешивания 21. В блоке уравновешивания установлены делитель напряжения 25, подключенный к стабилизированному источнику

22 напряжения фиксированной частоты и управляемый детектором 24, и делитель напряжения 27, соединенный с источником 22 напряжения фиксированной частоты через фазосдвигающее устройство 28 и управляемый детектором 25. Управляемые делители напряжения 25 и 27 подключены к суммирующему устройству 29 и двум регистрирующим устройствам 80 и 81. Опорный вход детектора

24 соединен со стабилизированным источником 22 напряжения, а опорный вход детектора 25 — с выходом фазосдвигающего устройства 28.

Пр и измерении модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров (фиг. 2) в блоке детекторов равновесия установлены детектор фазы 82 и детектор модуля

88 модуляцйонной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, управляющие блоком 21 уравновешивания, в котором установлены управляемый детектором фазы 82 фазовращатель 84 и управляемый детектором модуля 88 делитель напряжения 85, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения 22; на выходах фазовращателя и делителя напряжения включены регистрирующие устройства 86 и

87.

Измеритель работает следующим образом.

Напряжения сигналов U„ è U„", действующие на выходе усилителя промежуточной частоты в разные полупер иоды коммутации синхронно работающих коммутаторов 18 и 28, поступают на блок детекторов равновесия 20, в котором эти напряжения сравниваютс. между собой, например, по квадратурным со ставляющим или по модулю и фазе, на основе чего на выходе блока детекторов равновесия,вырабатываются регулирующие воздействия, управляющие блоком 21 уравновешивания измерительной цепи. На выходе блока уравновешивания вырабатывается управляемый вектор напряжения U, которое через коммутатор 28 поочередно с напряжением с1, стабилизированного источника 22 напряжения фиксированной частоты 0)p подается на преобразователь частоты 5.

Так как опорным напряжением последнего является выходное напряжение источника 6 напряжения рабочей частоты, то преобразователь частоты 5 можно рассматривать как ли259260

6 нейную электрическую цепь с коэффициентом передачи К, по отношению к напряжениям

>р и Уу, преобразующую частоту ы р в частоту (0 0)p или (op + юо. В зависимости 0Т

Р того, подключен ли блок уравновешивания к вспомогательному преобразователю частоты

5 при подключении образцового элемента 8 к уравновешивающему усилителю или при подключении исследуемого элемента 7, усло- 1О вие равновесия цепи определяется следующим образом: о х — К Ру о пли 15 " Ро "х: Ру о (1)

1 где Y — — комплексная пассивная исслеZ дуемая проводимость элемента 7;

Y, = — — комплексная пассивная ооразZo цовая величина элемента 8. проводимости

Предмет изобретения

1. Измеритель пассивных комплексных электрических параметров в широком диапа- чо зоне частот, содержащий четырехплечую мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частоты,,вспомогательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, одно из плеч 4р мостовой цепи образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты, опорный вход которого .подключен к источнику напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым и вспомогательным оо- 45 разцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а другими выходами через коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, управляющим блоком уравновешивания измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый «сточником коммутационного напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты, связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока детекторов равновесия, причем опорные, входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешивающего усилителя соединены с источником напряжения рабочей частоты.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения квадратурных со- . ставляющих пассивных комплексных электри. ческих параметров, в блоке детекторов равновесия установлены два детектора квадратур ных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детектором равновесия, подключен через фазосдвигающее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, причем выходы управляемых делителей напряжения подключены к суммирующему устройству и двум регистрирующим устройствам, опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, а опорный вход второго детектора — с выходом фазосдвигающего уст. ройства.

3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров, в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напряжения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым — детектор модуля и на выходе которых включены регистрирующие устройства.