Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Сециалистическик

Республик (iii 920565 (61) Яонолннтельное к авт, свнд-ву к 781711 (22)Заявлено 11.0480 (21) 2908745/18-21 с нрисоеднненнеи заявки М (5! )М. Кл.

G 01 R 27/02

« м»»„.„,„ (7I) Заявитель (54) автоиатичкский чктыгкхдктккто ныи изикеиткль

КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ

l.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть. использовано для измерения полных сопротивлений и комплексных коэффициентов передачи преобразователей

5 электрических сигналов, а также для снятия амплитудно-фазочвстотных характеристик преобразователей механических сигналов в диапазоне низких и инфранизких частот.

По основному авт.св. 11 781711 известен автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перенастраиваемой частоты, первый выход которого соединен со входом измерительного блока, выход которого. подключен к измерительным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электронно-лучевой индикатор, два, дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя. отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, четыре блока заполнения амплитудных значений сигналов со сбросом памяти, входы которых соединены с выходами четырех детекторов-квадраторов, а выходысо входами двух дифференциальных усилителей, четыре дополнительных. выхода генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно к опорным входам четырех сумматоров tl j .

Недостатком устройства являетоя ° то, что погрешность измерения комплексных параметров определяется, в основном, техническими характе" ристиками электронно-лучевого индикатора и не может быть меньше, чем

3-5 по фазе и 3-54 по амплитуде при максимальных измеряемых сигналах, при уменьшении амплитуды измеряемых сигналов погрешность измерения будет еще больше. Кроме того,. при работе этого. устройства процессы разряда, 3 9205 и заряда конденсаторов "памяти" пиковых детекторов полностью отображаются на экране электронно-лучевого индикатора в течеКие всего времени измерения, что вызывает повышенную утомляемость оператора, неудобство при регистрации результатов измерения и увеличивает время измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения. о

Поставленная цель достигается тем, что в автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных. параметров, содержащий генератор перенастраиваемой частоты, первый 15 выход которого соединен со входом измерительног6 блока, выход которого подключен к измерительным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьмя zo детекторами-квадраторами, электронно-лучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно- 25 лучевого индикатора, четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов со .сбросом памяти, входы которых соединены с выходами .четырех детекторов-квадраторов, а выходы - зо со входами двух дифференциальных усилителей, четыре дополнительных выхода генератора перенастраиваемой частоты подключены соответственна к опорным входам четырех сумматоров, введены калибратор; два коммутатора,. генератор тактовых импульсов, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого 40 индикатора, выходы дйфференциальных усилителей соединены соответственно с первыми входами коммутаторов, вторые входы которых заземлены, а треть ; входы соединены с соответствующими выходами калибратора, выходы сброса памяти блоков запоминания амплитудных значений сигналов соединены со входами генератора тактовых импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов.

Кроме того, калибратор содержит двухполярный источник напряжения постоянного токр, блок сдвоенных точных потенциометров, три согласуюЩих каскада, синусно-косинусный потенциометр, потенциоме тр установки на чал ь ного уровня сигнала калибратора,переключа65 4 тель рода измерений,цифровой вольтметр постоянного тока, причем выходы двухполярного источника напряжения постоянного тока соединены со входами блока сдвоенных точных потенциометров, управляющие входы которого соединены со входами первого и второго согласующих каскадов, выходы которых соединены с соответствующими входами синусно-косинусного потенциометра, средние выводы которого заземлены, вход первого согласующего каскада подключен, к первому контакту переключателя рода измерений, второй и третий контакты которого соединены с соответствующими подвижными контактами синусно-косинусного потенциометра, которые также соединены с выходами калибратора, общий контакт переключателя рода измерения соединен со входом цифрового вольтметра постоянного тока через последовательно соединенные третий согласующий каскад и потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора.

На чертеже представлена структурная схема автоматического четырехдетекторного измерителя комплексных параметров в режиме иам ния комплексных коэффициентов с :жения двухполюсников (полных : ротивлений), Измеритель содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, например типа Г6-26, с основным выходом 2 и дополнительными выходами 3-6, измери тельный блок 7 мостового или иного типа с исследуемым двухполюсником 8, сумматоры 9-12, детекторы-квадраторы

13-16, блоки 17-20 для запоминания амплитудных значений сигналов с эле-. ментами сброса памяти 21-24, работающие в автоматическом или ручном режиме, дифференциальные усилители

25 и 26, коммутаторы 27 и 28 электронно-лучевой индикатор 29, генератор 30 тактовых импульсов, калибратор 31, содержащий двухполярный источник 32 постоянного тока с заземленной средней точкой, блок сдвоенных точных потенциометров 33, три согласующих каскада 34-36, синуснокосинусный потенциометр 37, потен" циометр 38 установки начального уровня сигнала калибратора, переключатель 39 рода измерения, цифровой вольтметр 40 постоянного тока.

5 920565 6

Устройство работает следующим образом.

Генератор 30 тактовых импульсов формирует импульсные сигналы, управляющие работой коммутаторов 27 и 28.

Коммутаторы 27 и 28 поочередно подключают к соответствующим пластинам электронно-лучевого индикатора

29, либо выходы дифференциальных усилителей 25 и 26 либо обитую точку устройства, либо выходы калибратора

31. Выходы калибратора 31 и общая точка устройства подключаются в моменты разряда и заряда конденсаторов

"памяти" элементов сброса памяти

21-24.

Сигнал вида О sin4 t (где Овамплитуда, u) - круговая частота, . t - -время) с основного выхода 2 генератора 1 поступает на измерительный блок 7 с исследуемым двухполюсником 8, и далее на измерительные входы сумматоров 9-12. С дополнительных выходов 3-6 генератора 1, имеющих Фазы 0, 90, 180, 270, поступают на опорные выходы сумматоров

9-12 сигналы вида

Оо sinU3 t

Оо sin(3t + 90 );

Оз s in (LO t + 180+)

0в sin(0 t + 270 ) .

После прохождения указанных сигналов через сумматоры 9-12 детекторы-квадраторы 13-16, блоки 21-24 запоминания амплитудных значений напряжения с выходов дифференциальных усилителей 25 и 26 преобразуются к виду

2.

0 0 K gcos 9 i

Ut = C К 1(-з i n g где Uä - напряжение выхода генерато"

K) - коэффициент пропорциональности, указывающий коэффи" циент передачи детекторовквадраторов 13-16 и коэффициент усиления дифференци" альных усилителей 25:и 26, - модуль измеряемой величины;

- фаза измеряемой комплексной величины.

Эти напряжения формируют на экране электронно-лучевого индикатора

29 точку, координаты которой по наложенной диаграмме определяют модуль и фазу, либо активную и реактивную составляющие измеряемого параметра, Напряжения на выходе калибратора 31 имеют вид

UW К 0вcos4

12 К О 51п где 0 напряжения выхода двухполярного источника 32 постоянного тока, K> - коэффициент передачи блока сдвоенных точных потенциометров 33; - угол поворота синусно-косинусного потенциометра 37.

1$ Эти напряжения формируют на экране электронно-лучевого ийдикатора

29 точку, координаты которой считываются по шкале цифрового вольтмет" ра 40 постоянного тока и шкале

29 синусно-косинусного потенциометра 37.

Вращением ручек, насаженных на оси сдвоенных точных потенциометров

33 и синусно-косинусного потенциометра 37, совмещают точку калибрато2$ ра 31 на экране индикатора 29 с точкой, соответствующей измеряемому параметру. Совместив точки, считывают фазу. измеряемого параметра по шкале синусно-косинусного потенциозо метра 37, а также относительное значение модуля измеряемого параметра по шкале цифрового вольтметра 40 постоянного тока - при первом положении переключателей 39 рода измерения, либо значение активной составляющей.измеряемого параметра по шкале вольтметра 40 - при втором положе. нии переключателя 39, либо реактивную составляющую измеряемого парамет46 ра по шкале вольтметра 40 - в третьем положении переключателя 39.

Формула изобретения

1. Автоматический четырехдетектор"

4$ ный измеритель комплексных параметров по авт.св. и 781711, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены калибратор, два коммутатора, генератор тактовых импульсов, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого индикатора, выходы дифференциальных усилителей соединены соответственно с первыми входами коммутаторов, вторые входы которых заземлены, а третьи входы соединены с соответствующими

7 9205 выходами калибратора, выходы сброса . памяти блоков запоминания амплитудных значений сигналов соединены со входом генератора тактовых импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов.

2; Измеритель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что калибратор содержит двухполярный источник напряжения постоянного тока, блок ID сдвоенных точных потенциометров, три согласующих каскада, синусно-косиУ йусннй потенциометр, потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора, переключатель рода из- 1S мерений, цифровой вольтметр постоянного тока, причем выходы двухполярного напряжения постоянйого тока соединены со входами блока сдвоенных точных потенциометров, управляющие 20 входы которого соединены со входами первого и второго согласующих каскадов, выходы которых соединены с соответствующими входами синусно-косинусного потенциометра, средние выводы которого заземлены, вход первого согласующего каскада подключен к первому контакту переключателя рода измерений, второй и третий контакты которого соединены с соответствующими подвижными контактами синусно-косинусного потенциометра, которые также соединены с выходами калибратора, общий контакт переключателя рода измерений соединен со входом цифрового вольтметра постоянного тока через последовательно соединенные третий согласующий каскад и потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1г781711, кл. G Ol R 27/02 1978 (прототип).

920565

Составитель Л.Фомина

Техред Т.Иаточка Корректор А.Дзятко

Редактор Н.Ромжа

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

Заказ 2330/48 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5