Устройство для измерения относительных приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220580 (21) 2928066/18-21 (51) М. КЛ. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —.

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070882 Бюллетень М9 29 tS3) УДК 621. 317..733.(088.8) Дата опубликования описания 070882 (72) Авторы изобретения.В.A.Âoëêoâ, А.Ф.Прокунцев, Г.И.Шаронов и P.Ì.Þìàåâ (71) Заявитель

ЬМБ. ° Яь ай (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ

ПРИРАЩЕНИЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХПОЛЮСНИКА

Иэобретейие относится к измерительной технике и может быть использовано для построения измерителей относительных приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника.

Известно устройство, реализующее способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с двумя зажимами измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника, общая вершина соединения которых заземлена, вершина соединения образцового двухполюсника и одного из зажимов генератора через первый согласующий блок соединена параллельно через амплитудный преобразователь с первыми входами первого и второго блоков разности, с первыми входами первого и второго блоков деления, через фазовращающий блок — с опорным, входом первого фазочувствительного выпрямителя и к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя, общая вершина соединения второго зажима генератора и исследуемого двухполюсника через второй согласующий блок подключена параллельно к инФормационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых подсоединеИы к вторым входам первого и второго блоков разности, выходы которых соединены со вторыми входами первого и. второго блоков деления 1).

Недостатком этого устройства является наличие частотной зависимости результатов измерения, так как в уравнения отсчета входит выражение частоты.

Для получения величин приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника исполвзуются блоки разности, которые усложняют устройство и снижают точность измерения.

Кроме того, недостатком этого устройства является наличие в устройстве двух каналов преобразования, неидентичность которых приводит к сни25 жению точности измерения.

Известно также устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ пигания измерительной цепи, составленЗ0 ной .из последовательно включенных

949514 образцового и измеряемого двухполюс-. ника, причем вершина измерительной диагонали заземлена, вершина диагонали питания, соединенная с образцовым двухполюсником через первый блок согласования, подключена параллельно через амплитудный преобразователь с одним из входов блока деления, к входу блока формирования импульсов, первый выход которого соединен с первым управляющим входом блока коммутации, 10 второй - co вторым управляющим входом блока коммутации, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому двухполюснику, через второй блок со-. гласования соединена с информационным15 входом блока коммутации, первый выход которого соединен с первым входом блока деления 12).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения в свя- 0 зи с тем, что при измерении приращений составляющих комплексного сопротивления необходимы также операции вычитания, что усложняет устройство и снижает чность измерения Реэуль-25 тат измерения двухполюсника зависит от частоты питающего напряжения, что выражено в уравнении отсчета по этой составляющей.

Кроме того, недостатком устройства является низкое быстродействие, обусловленное использованием такого инерционного блока, как амплитудный преобразователь.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерения сос-З5 тавляющих комплексного сопротивления двухполюсника.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из 40 зажимов которого подключен к одному из входов первого согласующего блока, другой зажим - к общей вершине сое-. динения первого входа второго согласующего блока и к одному из зажимов 45 первого образцового двухполюсника, однородного одной из составляющих комплексного сопротивления исследуемого двухполюсника, другой зажим которого соединен с одним из зажимов исследуемого двухполюсиика, выход первого согласующего блока подсоединен к первому входу блока формирования импульсов, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму управляющюю входам блока коммутации соответственно, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока деления, введены второй образцовый двухполюсник, однородный второй составля- 60 ющей комплексного сопротивления двухполюсника, два дополнительных однород-! ных образцовых двухполюсника, два согласующих блока, два ключа, причем один из зажимов введенного образцово- 65 где 9,Ч, - фазовые сдвиги векторов .напряжений небалансов

Ц, 0 Я, относительно напряжений Ugg,ltd,соответственно. го двухполюсника соединен параллельно с общей вершиной соединения одного иэ зажимов исследуемого двухполюсника, второго входа первого согласующего блока, входа третьего согласующего блока, другой зажим — с общей вершиной соединения зажима генератора, первого входа первого согласующего блока, одного иэ зажимов первого дополнительного образцового двухполюсника, другой зажим которого подключен к общей вершине соединения корпуса устройства и одного из зажимов второго дополнительного образцового двухполюсника, другой зажим которого подсоединен к общей вершине соединения второго зажима генератора, первого зажима первого образцового двухполюсника и первого входа второго согласующего блока, второй вход которого подключен параллельно к общей вершине соединения входа четвертого согласующего блока, вторых зажимов первого образцового и исследуемого двухполюсников,:выход четвертого согласующего блока соединен с одним из информационных входов блока коммутации, другой вход которого подсоединен к выходу третьего согласующего блока через первый ключ соединен с третьим входом блока деления, выход второго согласующего блока подключен параллельно к второму входу блока формирования импульсов и через второй ключ — к четвертому входу блока деления, первый и второй управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно.

На фиг.1 представлено устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства, где Q Q - напряжение небалансов, снимаемые с измерительной цепи;

Uyy,0„ - напряжения, снимаемые с образцовых двухполюсников.

Выражения для относительных приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсников можно записать в следующем виде

949514

Выражения (1) и (2) справедливы для случая, когда дополнительные образцовые двухполюсники равны по величине.

Уравнения (1) и (2) не зависят от нестабильности напряжения питания 5 и результат измерения по каждой из составляющих не зависит от величины и изменения другой составляющей комплексного сопротивления двухполюсника. Кроме того, из уравнений (1) и gQ (2> видно, что в каждое из них входит выражение частоты, что позволяет получать частотнонезависимый результат измерения по каждой из составляющих измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника..3то возможно потому, что каждый из двухполюсников однороден по своему характеру одной из составляющих комплексного сопротивления двухполюсника.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, измерительную цепь 2, составленную из основного образцового двухполюсника

3, исследуемого двухполюсника 4, основного образцового двухполюсника

5, дополнительных образцовых двухполюсников 6 и 7, согласующие блоки

8-11, блок 12 формирования импульсов, ключ 13, блок 14 коммутации, ключ 15, блок 16 деления. !

Устройство работает следующим образом.

Напряжение U, снимаемое с образцового двухполюсника 3, через со- 35 гласующий блок 8 поступает одновременно на информационный вход ключа

13 и на один из входов блока 12 формирования импульсов-, а напряжение Ни, снимаемо с одной из измерительных .40 диагоналей моста, через согласующий блок 9 подается ;«a один из информационных входов блока 14 коммутации. Напряжение небаланса U ща поступает одновременно на один из входов согла- 45 сующего блока 11 и через согласующий блок 10 — на второй вход блока 14 коммутации, а напряжение с образцового двухполюсника 5 U> подается на второй вход согласующего блока 11, с выхода которого поступает на второй вход блока 12 формирования импульсов и на информационный вход ключа 15 ° С первого входа блока 12 формирования импульсов узкий импульс, сформированный в момент достижения напряжением

U 1I своего экстремального. значения, открывает ключ 13, блок 14 коммутации по первому выходу и синхронизирует работу блока 16 деления. На выходе ключа 13 появляется узкий импульс с 60 амплитудой, пропорциональной UÄ ax, который поступает на.первый вход

4лока 16 деления, а на первом выходе блока 14 коммутации сигнал в виде узкого импульса с амплитудой, пропор- 65 циональной 0„ . со, сформированный в момент действия импульса с первого выхода блока 12 формирования импульсов, поступает на второй вход блок 16 деления. Со второго выхода блока 12 формирования импульсов узкий импульс, сформированный в момент достижения напряжением U „„ своего эксйИ стремального значения, открывает одновременно ключ 15 блока коммутации по второму входу и синхронизирует работу блока 16 деления. Сигналы с выходов ключа 15 и со второго выхода блока.14 коммутации в ниде узких импульсов, амплитуды которых пропорциональны U max и U .cost а .

Э соответственно поступают на третий и четвертый входы блока 16 деления, на выходе которого получают сигналы, пропорциональные относительным приращениям активной и реактивной составляющих исследуемого КС двухпо=. люсника которые разнесены во времени на - —.

Как видно из временной диаграммы (фиг.2), информация об относительных приращениях составляющих комплексного сопротивления двухполюсника. формируется в течение полупериода питающего напряжения, что позволяет повысить быстродействие в 5-6 раз по сравнению с устройствами, в которых используются известные узлы такие, как амплитудный преобразователь, фазочувствительный выпрямитель и другие. Кроме того, в состав структуры устройства не входят блоки разности, что позволяет эначительио упростить устройство и повысить точность измерения, по сравнению с известными устройствами.

Использование предлагаемого устройства для измерения относительных приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсникм обеспечивает, по сравнению с существующими устройствами, более высокую точность и быстродействие измерения. что позволит использовать его в системах автоматизированного контроля и управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Устройство для измерения относительных приращений составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из зажимов которого подключен к одному из входов первого согласующего блока, другой зажим - к

Ф общей вершине соединения первого входа второго согласующего блока и к од-. ному из зажимов первого образцового двухполюсника, однородного одной иэ составляющих комплексного сопротивления исследуемого двухполюсника, дру7 949514 8

32 е гой зажим которого соединен с одним из зажимов исследуемого двухполюсни-. ка, выход первого согласующего блока подсоединен к первому входу блока формирования импульсов, первый и второй выходы которого подключены к пер- вому и второму управляющим входам блока коммутации соответственно,первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока деления,-о т л и ч а ю щ е е с я тем10 что, с целью повьааения точности и быстродействия измерения, в него введены второй образцовый двухполюсник, однородный второй составляющей комплексного сопротивления двухполюсника,)5 два дополнительных однородных образцовых двухполюсника, два согласующих блока, два ключа, причем один из зажимов введенного образцового двухполюсника соединен параллельно с общей 20 вершиной соединения одного иэ зажимов исследуемого двухполюсника, второго входа первого согласующего блока, входы третьего согласующего блока, другой зажим — с общей вершиной сое25 динения зажима генератора, первого входа первого согласующего блока, од-, ного иэ зажимов первого дополнительного образцового двухполюсника, другой зажим которого подключен к общей вершине соединения корпуса устройства и одного из зажимов второго дополнительного образцового двухполюсника, другой зажим которого подсоединен к общей вершине соединения второго зажима генератора, первого зажима первого образцового двухполюсника и первого входа второго согласующего блока, второй: вход которого подключен к общей вершине соединения входа четвертого согласующего блока, вторых зажимов первого образцового и исследуемого двухполюсников, выход четвертого согласующего блока соединен с одним из информационных входов блока коммутации, другой вход которого подсоединен к выходу третьего согласукщего блока, выход первого согласующего блока через первый ключ соединен с третьим входом блока деления, выход второго согласующего блока подключен параллельно к второму входу блока формирования им- пульсов и через второй ключ — к четвер- таму входу блока деления, первый и второй управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно. И сточ ники и нформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2541631, кл. G 01 R 27/02, 19.10.79.

2. Aaторское свидетельство СССР по заявке Р 2608175, кл. G 01 R 17/10, 22.05.80.

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