Цифровой измеритель параметров реактивных двухполюсников

 

Свиоз Сеаетсеа

Соцнавистввиескиа

Ресяублни

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АввОРСКОММ СВИДЕЯЛЬСТВМ (11) 571771 (о1) Дополнительное к авт. свид-ву (Я2) Заявлеио04.10.74 (21) 2065136/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.09.77.Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 14.10.77 а (5}) М. Хл.

5 01 % 27,/02

Гвщдврвтввнный камвтвт

Ввввта Мннввтрвв СОР вв аввам взвбрвтвев а вткрытнй, (53) УД1(621,317. .73 (088.8) В, Д. Михотин, Т. H. Рыжевская, Э. К. Шахов .и В. М. 1Ипянддн (72) Автори изобретеииа (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54} ПИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ РЕАКТИВНЫХ

ДВУХПОЛ«0СНИКОВ

Изобретение относится к области зпектроизмеритепьной техники, Известен измеритель параметров реактивных двухпопюсников, содержащий генеparop синусоидапьных копебаний, активную измерительную цепь, состоящую из решающих сопротивпений, ак гивного сопротивления, измеряемой реактивности и решавшего усилителя, фазовый детектор и вольтметр постоянного тока P).

Недостаточная точность работы такого устройства. обусловлена тем, что практически трудно обеспечить стабильность амппитуды синусоидапьных копебаний, и высокие точностные характеристики фазового детек- 15 гора.

Пепью изобретения явпяется повышение точности измерения.

Поставпенная цел достигается тем, что цифровой измеритепь параметров реактивных ЯО цвухпопюсников, содержа цпй активную измеритепьную цепь, вход которой соединен с генератором синусоидапьных копебаний, и цифровое отсчетное устройство, снабжен интет рируюшим преобразоватепем напряжения 25 в интервап времени, реверсивным счетчиком, фазовым компаратором, управляемым генератором, генератором образцовой частоты и коммутатором, подкпюченным к активной измерительной пепи, генератору синусоидапьных колебаний и через последовательно соединеE3ные интегрирующий преобразователь напряж»ния в интервап времени, блок управпения счегчиком, реверсивный счетчик и фазовый комиаратор к генератору образцовой частоты, а также к управляемому генератору, когорый подсоединен к блоку управления счетчиком, Выходы реве >явного счетчика подключены к цифровому отсчетному устройству, На чертеже представпена функционапьная схема предложенного измерителя. Он содержит генератор синусоидапьных колебаний 1, активную измерительную цепь 2, коммутатор. 3, интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени 4, управпяемый генератор 5,ñõåìó управпения 6 реверсивным счетчиком, генератор образцовой частоты 7, фазовый компаратор 8, реверсив« ны и счетчик импупьсов 9 H цифровое о гоче r ное устройство 10, 571771

Реактивный двухполюсник включен к цепь

2, на вход которой подается синусоидальное напряжение. С помощью коммутатора 3 ко входу преобразователя 4 подключен-выход цепи 2 или генератор 1. Выход преобразователя 4 подключен ко входу схемы 6. С помощью схемы 6 по определенному алгоритму, зависящему от режима работы, импульсы с выхода генератора 5 заносятся в счетчик 9, число импульсов в котором показывает устройство 10. Выход переполнения счетчика 9 соединен с компаратором

8, на другой вход которого подаются импульсы от генератора 7. Выход компаратора 8 соедйнен со входом генератора 5.

Работа схемы поясняется на примере измерения параметров конденсатора с поте ркмна

Двухполюсник, представляющий собой не» известную емкость С„и неизвестное сопротивление Й „ имитирующее потери в диэлектрике, включен в цепь 2.

Идеализируя работу усилителя постоянного тока и полагая его коэффициент усиления бесконечно большим, можно .. определить реакцию активной измерительной цепи не синусоидальный входной сигнал.

:При 0»(4) =- „,s IIè4âûõoäíoå напряжение описывается выражением о

U И)= U S ncet+7. С 0 Со и 1„ (1) х где 0 - амплитуда синусоидальных колебаний;

UU - частота синусоидальных коле

6 а ний; сопротивление образцового резистора .

Пользуясь выражением (1), можно найти значения обоих измеряемых параметров двухполюсника через интегралы от напрявых() оси Rо О Г (2) х

-)Цаса . 2 j2(O

Описанный математический алгоритм раздельного получения информации, об активиой и реактивной составляющих двухполюсиика согласно выражениям (2) и (3) реализует ся IIpm помощи преобразователя 4, генератора 5, схемы 6, счетчика 9 и устройства 10.

Входная и выходная величины преобразователя 4 связаны следуюшим соотношением3

Т

-I

Т„- т,= ц U,„„(1) И, (4)

ООМ" где Т = Т + Т вЂ” интервал интегрирования, 5 Uo — образцовое напряжение.

В устройсгве примыкающие н гегралы

4 следуют с частотой — = 4. в, и нх начало синхронизировано с синусоидальным входным напряжением, При помощи генера-!

О тора 5, схемы 6 и счетчика 9 измеряется интервал времени Т = Т - Т несущий инЯз формацию об интегральном значении напряжения на входе преобразователя 4, причем в первом режиме измерения схема 6 сум1 мируег результаты таким образом, что число, занесенное в счетчик 9, будет равно о и то

1 7 g„ U т. е. реализуется алгоритм, соответствующий выражению (2). Во втором режиме измерения схема 6 реализует алгоритм согласно выражению (3), и число в счетчике 9 равно

u„,f

25 о где fo- частота генератора 5.

Как следует из выражений (5) и- (6), число в счетчике 9 в первом режиме измерения пропорционально проводимости потерь в

KoHlteHcarope, а во втором режиме IIpoIIopционально емкости конденсатора. Для обеспечения стабильности функции преобразования в устройстве предусмотрена калибровка, коЗ5 торая осушес гвляется перед каждым цик лом измерения.

В режиме калибровки коммутатор 3 подключает: генератор ко входу преобразовагеля 4, Схема управления 6 работает в пер4р вом режиме измерения. В этом случае на выходе переполнения счетчика 9 появляются импульсы, которые подаются на вход компаратора 8, и частота которых сравнивается с частотой генератора 7, На вход генерато4 ра 5 с выхода компаратора 8 поступаетсигнал, вызывающий увеличение или уменьшение частоты в зависимости or соотношения этих частот. Таким образом, обеспечивается стабильность функции преобразования.

И) Положительный эффект в предлагаемом устройстве достигается благодаря применению интегрирующего преобразователя напряжения в интервал времени и. благодаря введению цикла калибровки.

55 формула изобретений

Цифровой измеритель параметров реактив р ных двухполюсников, содержащий активную измерительную цепь, вход которой соединен с генератором синусоидальных колебаний, и цифровое отсчетное устройство, о т л и ч аю а и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен лнтегрируюшим преобразователем напряжения в интервал времени, peBepcHBHbJM счетчиком, фазовым компаратором, управляемым генератором, генератором образцовой частоты и коммутатором, подключенным к активной измеритель- о ной цепи, генератору синусоидальных колебаний и через последовательно соединенные интегрирующий преобразователь напряжения в интервал времени, блок управления счетчиком, реверсивный счетчик и фазовый компаратор — к генератору образцовой частоты атак-. же к управляемому генератору, который подсоединен к блоку управления счетчиком; выходы реверсивного счетчика подключены к цифровому отсчетному устройству.

Источники информации, принятые во вни- . мание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 363043, Q 01 R 27/26, 1972 °

Составитель А. Андриевскуй

i едактор Л. Утехина Tentpeg M. Левицкая Корректор Сердюк

Заказ 3025/32 Тираж 1 101 Подписное

lIHHHIIH" Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и .открытий

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

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