Устройство для раздельного измере-ния модуля комплексных сопротивле-ний

 

О rI И С А Н И Е < 349099

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свих-ву Ф 655988 (22)Заявлено 17.07.79 (21) 2796236/18-21 с присоединением заявки Ж (23) и риоритет

Опубликовано 23. 07 ° 81. Бюллетень Ме27

Дата опубликования описания 25 ° 07 ° 81 (51)М. Кл.

G 01 R 27/02

Государстввиный комитет

СССР яо делам иэооретевий и открытий (53) УДК 621, 317. .33(088.8) 3 у., () @гас." ° .

А. Ф. Прокунцев, Г. И. Шаронов и P. M. 01рщевЛАТЕНТ119 1 1(11 и ч Е К ",, 7 ! .. ).

Пензенский завод — ВТУЗ при Заводе B3M(Пензенского политехнического института) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

МОДУЛЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕ1-ИЙ

Изобретение относится к измеритель. ной технике, а именно к измерению и контролю составляющих комплексного сопротивления.

По основному авт. св. Yi - 655988 известно.устройствб для раздельного из-. . 5 мерения модуля комплексных сопротивлений, ссдержащее индикатор квадратуры, генератор синусоидального напряжения, к двум выводам которого подключены посJ ледовательно соединенные образцовые и измеряемое сопротивления и корпус, два дифференциальных усилителя, сумматор, блок вычитания,. причем два авхода первого дифференциального усилите15 ля подключены потенциальными зажимами к образцовому сопротивлению, выход — к первым входам сумматора и блока вычитания, вторые входы последних связаны с выходами другого диффе- ренциального усилителя, входы которо го подключены потенциальными зажимами к измеряемому сопротивлению, а выходы сумматора и блока вычитания сое2 ди1.ены с соответствующими входами индикатора квадратуры (I). Однако известное устройство имеет низкую точность измерения иэ-за отсутствия "нулевого" режима нри формировании регулирующего воздействия, а таки:е ограниченные функциональные возможности, так как позволяет измерять только модуль комплексного сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности измерения модуля комплексного сопротивления и расширение функцио" нальных возможностей за счет измерения фазы комплексного сопротивления.

Указанная цель достигается тем, что. устройство для раздельного измерения модуля комплексных сопротивлений, содержащее индикатор .квадратуры, генератор синусоидального напряжения, к двум выводам которого подключены последовательно соединенные образцовое и измеряемое сопротивления и корпус, два дифференциальных усилителя, На фиг. 1 представпена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 — две разновидности измерительных цепей для последовательной и параллельной схем замещения кснденсатора, когда в качестве образцового элемента выбрано сопротивление; на фиг, . 4 — векторная диаграмма процесса уравновешивания для цепи, изображенной на фиг. 2 на

I фиг. 5 — диаграмма процесса выбора

ПРЕДЕЛ ИЭМЕРЕНИЯ.

55

3 8490.9 сумматор и блок вычитания, причем два входа первого дифференциального усилителя, подключены потенциальными зажимами к образцовому сопротивлению, выХод — к первым входам сумматора и блока

5 вычитания, вторые входы последних связаны с выходами другого дифферен— циального усилителя, входы которого подключены потенциальными зажимами к измеряемому сопро-.инлению, а выходы сумматора и блока вычитания соединены с соответствующими входами индикатора квадратуры, введены управляемый фаэонращатель, управляемый делитель напряжения, блок разности,.фазОнулевой детек-,5 тор, блок сравнения амплитуд, дна блока уравновешивания, два блока индикации, причем выход первого дифференциального усилителя через управляемый фазовращатель подключен к первому вхо-

20 ду фазонулевого детектора и к информационному входу управляемого делителя напряжения выход которс.го подключен к первым входам блока сравнения амплитуд и блока разности, выход второ- 25 го дифференциального усилителя соединенн со вторыми входами блока сравнения амплитуд и блока разности, выход которого соединен со вторьпг. входом фазонулевого детектора и с третьим входом блока сравнения амплитуд, выходы пс следннх соответственно подключены ко входам первого и второго блоков уравновешивания, выходы которых соединены соответственно со вхо- 55 дами первого и второго блоков иь— дикации, синхрони"-ирующие входы блоксн уравновешивания подключен к выходу индикатора квадратуры, выход которого также соединен с регулируе- 40 мым выводом образцового сопротивления, второй выход первого блока уравновешивания соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, второй выход второго блока уравновешивания соединен с управляющим входом управляемогс делителя напряжения.

9 4

Устройство для раздельного измерения модуля комплексных сопротинлений содержит измерительную -цепь 1, составленную из последовательно включенных измеряемого комплексного сопротивления 2 и образцового сопротивления 3 при последовательной схеме замещения (или образцового сопротивления 2 и измеряемого комплексного сопротивления 3 при параллельной схеме замещения, генератор 4 синусоидального напряжения дифференциальные усилители 5 и 6, блок 7 вычитания, сумматор 8, индикатор 9 квадратуры, управляемый фазовращатель 10, управляемый делитель 11 напряжения УДН1, блок 12 разности, фазонуленой детектор

13, блок 14 сравнения амплитуд, блоки 15 и 16 уравновешивания, блоки 17 и 1-8 индикации.

Работа устройства при последовательной схеме замещения измеряемого конденсатора пронсхсдит следующим образом.

Напряжение Vc снимаемое с образцового сопротивления 3 измерительной цепи 1 через дифференциальный усили-. тель 5 подается одновременно на информацис:нный н>од фазонращателя 10 и первые входы блока 7 вычитания и сумматора 8, а напряжение U o,,ñíèìàåмое с измеряемого комплексного сопротивления 2, через дифференциальный усилитель 6 поступает одновременно на вторые входы блока 7 вычитания, сумматора 8, первые входы блока 12 разности и блока 14 сравнения амплитуд.

Сигнал с выхода блока 7 вычитания,пропорциойальный равности Ц --Ц - + подается на первый вход индикатора 9 квадратуры, а сигнал с выхода сумматора 8, равный U +О =1- на второй вход индикатора 9 квадратуры. В зависимости от того,, какой фазсвый сдвиг напряжения Цд относительно

Оьр т.е. 7- или с на выходе ин% Ф о

% дикатора 9 квадратуры будет происходить смена знака выходного сигнала, которь и управляет величиной образцового сопротивления 3. В соответствии с этим вектор разности О р (фиг. З)попадает в 1-й или во 2-й квадранты.

В свою очередь разностный вектор

Ц =0 — Ц „ может находиться также в первом йли во втором кнадрантах.

Процесс выбора предела измерения начинается "сверху", т.е. когда

849099

Изменение образцового сопротивления 3 производят цо тех пор, пока разностное напряжение U@o не попадает во второй квадрант(П,- ) что соответствует попаданию U во второй квадрант.

После этого процесс выбора предела измерения заканчивается и начинается процесс уравновешивания по модулю и фазе измеряемого комплекс- 10 ного сопротивления 2.

С выхода управляемого фазовращателя 10 напряжение Ос повернутое на угол, равный 3 =k ВИ подается одновременно на один из входов 15 фазонулевого детектора 13 и управляющий вход УДН Il. УДН ll осуществляет деление напряжения в соответствии с кодом числа, поступаемого с блока 16 уравновешивания. Сиг нал с выхода УДН ll пропорциональный

Ц =1 ц поступает одновременно на ко первый вход блока 12 разности и второй. вход блока 14 сравнения амплитуд. На выходе блока 12 разности полу- 25 чаем сигнал, пропорциональный Ц „ Ц О который одновременно подается на второй вход фазонулевого детектора 13 и третий вход блока 15 сравнения амплитуд. Фазонулевой детектор 13 ЗО формирует сигнал синфазности(противофазности)между U> и Ц повернутый на угол k, iil2. а блок 14 сравнения амплитуд формирует момент равенства U» и Ц„ 35

Формула изобретения

Устройство для раздельного измерения модуля комплексных сопротивлений по авт. св. Ф 655988, о т л ич а к щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей за счет, измерения фазы комплексного сопротивления, введены управляемый фазовращатель, управляемый целитель напряжения, блок разности, фазонулевой детектор, блок сравнения амплитуд, два блока уравновешивания, два блока индикации, причем выход первого дифференциального усилителя через управляемый фазовращатель подключен к пер- вому входу фозононулевого детектора и к информационному входу управляемого делителя напряжения, выход которого подключен к первым входам блока сравнения амплитуд и блока разности, выход второго дифференциального усилителя соединен со BTopbB« è входами блока сравнения амплитуд и блока разности, выход которого соединен со вторым входом фазонулевого детектора и с третьим входом блока сравнения,амплитуд выходы последних соответственно подключены ко входам первого и второгс блоков уравновешивания, выходы ксторых соединены соответственно со вхоДами первого и второгс блоков индикации, синхронизирующие входы блоков уравновешивания подключены к выходу индикатора квадратуры, выход которого также соединен с регулируемым выводом образцового сопротивления, второй выход первого блока уравновешивания соедидиен с управляющим входом управляющего фазовращателя, второй ьыход второго блока уравновешивания соединен с управляющим входом управ.ляемого делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Ф 655988, кл. Q OI R 27/02, 1976 (прототип).

По знакам сигналов с выходов ФНД

13 и блока 14 сравнения амплитуд блоки 15 и 16 уравновешивания вырабать!вают коды чисел, в соответствии с 40 которыми осуществляется работа управляемого фазовращателя 10 и УДН 11.

Кроме того, процесс уравновешивания начинается только после выбора предела измЕревия, т.е. после поступ- 45 ления сигнала на синхронизирующие входы блсков 15 и 16 управления. ,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает по сравнеиию с известным более высокую точнссть 5О измерения модуля комплексного сопротивЭ ления и имеетрасширенные функциональные возможности за счет измерения фазы комплексного сопротивления, что

55 позволяет использовать его в системах автоматизированного управления контролем технологических процессов.

849099

Фиг, 5

Составитель Л. Фомина

Редактор В. Лазаренко Техред М, Голиика Корректор М. Шароши

Заказ 60 Тираж 732 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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