Измеритель составляющих комплексного сопротивления

 

(72) Автор изобретения

С. А. Куделькин (7I) заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СОСТАВЛЯИНЦИХ КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к области измерений активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления исследуемого объекта, и может

5 быть использовано для измерения относительного приращения одной состав" ляющей и отношения составляющих комплексного сопротивления исследуемого объекта, 1О

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является icsa" зиуравновешенный мост переменного тока, содержащий источник питания, подсоединенные к нему ветвь измеряемой величины, составленную из звена с регулируемым коэффициентом передачи и включенного на его выходе объекта измерения, и ветвь образцовой. величины, усилитель с высоким 20 коэффициентом усиления и ветвью обратной связи, вход которого подсоединен к узлу алгебраического суммирования выходных величин упомя2 нутых ветвей, включенные на выходе усилителя индикатор, выход которого соединен с управляемым входом звена с регулируемым коэффициентом передачи, и измеритель (преобразователь . напряжения, пропорционального отношению составляющих измеряемой комплексной величины fl). Причем коэффициент передачи звена с регулируемым коэффициентом передачи равен

Х

Хп= Ъц Kp) где Y< - установленное значение со,ставляющей;

К - постоянный по величине коэффициент, знак которого определяется знаком отклонения измеряемой составляющей от установленного значения;

Р - регулируемая величина, значение которой после установления квазиравновесия пропорционально измеряемому относительному отклонению.

9606 3

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель составляющих комплексного сопротивления, содержащий источник питания, подсоединенные к нему ветвь измеряемой величины, составленную из звена с регулируемым коэффициентом передачи и включенного ie на его выходе объекта измерения, и ветвь образцовой величины, усилитель с высоким коэффициентом усиления и ветвью ооратной связи, вход которого подсоединен к блоку алгебраического суммирования выходных величин упомянутых ветвей, введены задающий генератор, модулятор, измеритель амплитуды импульсов, индикатор мини0 мального сигнала, формирователь ко- ур ротких прямоугольных импульсов, электронный ключ, формирователи положит ел ьных и отрицател ьных прямоу гольных импульсов, нуль-орган, измерительный прибор, интегратор, причем задающий генератор подключен через модулятор к управляющему входу звена с регулируемым коэффициентом пере дачи, а выход усилителя подключен одновременно к измерителю преобразователю ) амплитуды импульсов, пропорционального отношению составляющих измеряемой комплексной величины, через электронный ключ и к выходу индикатора минимального сигнала, выход которого одновременно соединен со

3$ входом формирователя коротких прямоугольных импульсов, выход которого подключен к управляющему входу элек-. тронного ключа и с входом формиро40 вателя отрицательных прямоугольных импульсов, равных по амплитуде поло жительным прямоугольным импульсам, выход задающего генератора также подключен через нуль-орган ко входу формирователя положительных прямоуголь4$ ных импульсов и ко второму входу формирователя отрицательных прямоугольных импульсов, выходы обоих формирователей положительных и отрицательных прямоугольных импульсов подключены через интегратор к измеритель ному прибору регистрации относительного отклонения измеряемого параметра от его установленного значения.

При этом, коэффициент передачи звена с регулируемым коэффициентом передачи равен .

9 4

X„pi КагСсо5(Сжо ) 1 где Y - установленное значение со-. ставляющей;

К - постоянный коэффициент, знак которого определяется знаком отклонения измеряемой составляющей от установленного значения;

„ Я©" - переменная линейная функция, Цсоз ч +1.Это дает возможность исключить механическую связь между звеном с регулируемым коэффициентом передачи и индикатором равновесия 1 по сигналу на выходе которого осуществляется изменение регулируемой величины Р, что приводит к увеличению скорости измерения, а преобразование относительного отклонения измеряемой величины во временной интервал превышает точность измерения (время-импульсное преобразование1.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - эпюры выходных напряжений, поясняющие работу измерителя: а - задаюцего генератора; б — нуль-органа; в — формирователя положительных прямоугольных импульсов; г - усилителя с большим коэффициентом усиления; д - Формирователя коротких прямоугольных импульсов; е - формирователя отрицательных прямоугольных импульсов; ж - интегратора; з - электронного ключа; и - измерителя (преобразователя ) амплитуды импульсов.

Устройство содержит источник 1 питания, подсоединенные к нему ветвь измеряемой величины, содержащую звено 2 с регулируемым переменным коэффициентом передачи с подключенным к .его управляющему входу задающим генератором 3 через модулятор 4 и включенный на его выходе объект .

5 измерения, и ветвь образцовой величины с образцовым двух-или четырехролюсником б, выходные величины Ко, торых суммируются в блоке 7 алгебраического суммирования, усилитель 8 с высоким коэффициентом усиления и ветвью 9 обратной связи, выход усилителя 8 подключен одновременно к измерителю 10 (преобразователю ) амплитуды импульсов через электронный ключ 11, и ко входу индикатора 12 минимального сигнала, выход котсрого одновременно соединен со входом формирователя 13 коротких прямоугольных импульсов, подключенного к управляспечивающую однозначность регистра" ции знака относительного отклонения другой измеряемой величины - состав" ляющей комплексного сопротивления объекта 5 измерения (например, реактивной составляющей - емкости).

Сигналы с двух формирователей 16 и 14 импульсов одновременно поступают через интегратор 18 на измеритель" ный прибор 17, регистрирующий величину относительного отклонения составro определяется знаком отклонения измеряемой составляющей от ее устаt новленного значения.

1. Измеритель составляющих комплексного сопротивления, содержащий .. источник питания, подсоединенные к нему ветвь измеряемой величины, со" ставляющую из звена с регулируемым коэффициентом передачи и включенного на его выходе объекта измерения, и ветвь образцовой величины усили"

В тель с высоким коэффициентом усиления и ветвью обратной связи, вход которого подсоединен к блоку алгебра" ического суммирования выходных величин упомянутых ветвей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью floBblUå щим генератором, модулятором, иэмерителем амплитуды импульсов, индикатором минимального сигнала, формирователем коротких прямоугольных импульсов, электронным ключом, форл. мирователями положительных и отрицательных прямоугольных импульсов, нульорганом, измерительным прибором, интегратором, причем задающий генератор подключен через модулятор к управляющему входу звена с регулируемым коэффициентом передачи,эа выход уси"

5: 960639 6 ющему. входу электронного ключа 11 и со входом формирователя 14 отрицательных прямоугольных импульсов, выход задающего генератора 3 также подключен через нуль-орган 15 ко входу фор- 5 мирователя 16 положительных прямоугольных импульсов и ко второму входу формирователя 14 импульсов, выходы обоих формирователей 14 и 16 прямоугольных импульсов подключены к 10 измерительному прибору 17 через интегратор 18. ляющей изменяемой величины от ее

Устройство работает следующим об" установленного значения, знак которо» разом.

Сигнал с источника 1 питания од- 15 новременно поступает на ветвь измеряемой величины и на ветвь образцовой величины. 8 ветви измеряемой величины сигнал проходит через звено 2 Формула изобретения с регулируемым переменным коэффициен- 20 том передачи, модулируется по ампли" туде и фазе задающим генератором 3 через модулятор 4 (сопротивление или емкости звена 2f и проходит через . объект 5 измерения, одновременно поступая вместе с сигналом, ветви об- разцовой величины,; прошедшей через образцовых двух- или четырехполюсник 6 и сигналом ветви 9 обратной свя зи усилителя 8 на блок 7 алгебраи- З0 ческого суммирования. Суммированный сигнал с блока 7 поступает на вход усилителя 8 с высоким коэффициентом усиления и с ветвью обратной связи, усиливается и поступает одновременно ния быстродействия и точности изме"

35 .на индикатор 12 минимального сигна . рения устройства, он снабжен задаю.ла и на измеритель 10 (преобразова.тель) амплитуды импульсов, регистрирующий отношение составляющих измеряемой комплексной величины (например tg g) через электронный ключ 11. Индикатор 12 вырабатывает короткий импульс, одновременно запускающий формирователь 13 коротких прямоугольных импульсов, управляемый

45 .электронным ключом 11 и управляющий формирователем 14 отрицательных прямоугольйых импульсов в момент минимального выходного сигнала усилите" лителя подключен одновременно к изля 8. Сигйал с выхода- задающего re" мерителю (преобразователю ) амплитуды нератора 3 поступает также на нуль" .. импульсов, пропорционального отноше50 орган 15, вырабатывающий короткий нию составляющих измеряемой комплекимпульс, производящий одновременно . сной величины, через электронный ключ управление формирователем 16 поло- . и к входу индикатора минимального жительных прямоугольных импульсов сигнала, выход которого одновременно и сброс (установку в исходное rto- 55 соединен с входом формирователя коложение} формирователя 14 отрицатель- ротких прямоугольных импульсов выных прямоугольных импульсов, тем ход которого подключен к управляюсамым производя синхронизацию, обе- щему входу электронного ключа, и с

960639 8 входом формирователя отрицательных редачи звена с регулируемым коэффипрямоугольных импульсов, равных по циентом передачи равен амплитуде положительным прямоугольным импульсам, выход, задающего гене-. ратора также подключен через нуль-ор-" . -"- -yP+Kо CCOS(coStdk)) ган к входу формирователя положительных прямоугольных импульсов и к вто- где Y - установленное значение сон рому входу формирователя отрицатель- ставляющей; ных прямоугольных импульсов, выходы . . К - постоянный коэффициент, знак обоих формирователей положительных >в которого определяется знаи отрицательных прямоугольных импуль- ком отклонения измеряемой сов подключены через интегратор к составляющей от установизмерительному прибору регистрации ленного значения сИ ссовотносительного отклонения .измеряемо- (созе)- переменная линейная функция. го параметра от его установленного. д Источники информации, значения. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2. Устройство по и;1, о т л и ч а М 367388, кл.G 01 R 17/14, .1973, ю щ е е с я тем, что коэффициент пе- (прототип).