Способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника

 

8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИН СОСТАВЛЯИШИХ

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХПОЛК)СНИКА .

Изобретение относится к измеритель-. ной технике, а именно к измерению и .контролю составляющих измеряемого комплексного двухполюсника, и может быть использовано для построения преобразователей абсолютных величин, абсолют ного (относительного) приращения составляющих измеряемого комплексного двухполюсника в активные скалярные величины.

По основному авт. св. ¹ 798626 известен способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, заключающийся в том, что в схеме, состоящей иэ последовательно со- единенных источника питания, образцового двухполюсника и исследуемого двухполюс» ника, выбирают тип проводимости образ-. цового сопротивления двухполюсника одно родным типу проводимости измеряемой составляющей исследуемого двухполюсни ка, формируют сигнал при последователь ной схеме замещения измеряемого сопро тивления двухполюсника, пропорциональный

2 проекции вектора напряжения, снимаемого исследуемого двухполюсника, на вектор напряжения с образцового двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике, по значению которого судят о величине измеряемой составляющей. При измерении второй составляющей иследуемого двухполюсника, фазу вектора напряжения, снимаемого с образцового двухцолюсника, поворачивают на Й F/2, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, на повернутый вектор напряжения, оп1 ределяют отношение этого сигнала к амп-. литудному значению напряжения на образцовом двухполюснике.

Кроме того, при измерении составляющей комплексного сопротивления двухпоzo люсника, выполненного на параллельной схеме замещения, формируют сигнал, про порциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с образцового двухполюс4 е замещения или с образцового двухолюсника при параллельной схеме замеения, С - потенциальная точка, соответстующая вершине измерительной цепи;

Ц,, Д,Я вЂ” окружности уравновешивания в обобщенных обозначениях;

<ф — фазовый сдвиг вектора падения апряжения на образцовом (измеряемом) ухполюснике относительно вектора напряжения питания; ф — фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образцовом (измеряемом) двухполюснике относительно вектора падения напряжения на измеряемом (образцовом) двухполюснике.

Уравнение для измерения составляющей комплексного двухпОлюсника, пропорциональной абсолютному (относительному) приращению синфазной составляющей относительно образцового двухполюсника, " "" )ъ (аьсо Ф-ас)-ас о(. (р) ас

Для реализации уравнения (1) необходимо выполнить две операции вычитания, что усложняет реализацию устройства, Из круговых диаграмм, изображенных на фиг. 2 с и 35, можно записать ! (аЬсоб Ч-ас)-ас Ьссо5Ч -ас becos9 ас ас ас (2. ) где

bccosv ьс (з)

Подставив выражение (2) в уравнение (1), получим — К -- 1 ь| (4) Уравнение для измерения составляющей комплексного двухполюсника, пропорциональной абсолютному (относительному) приращению квадратурной составляющей относительно образцового двухполюсника, имеет вид ь 3 аЬч Ч -ос ас

Б то же время аЬМ М- ас Ьс Мв Ч -ас ас ас

Тогда в соответствии с выражением (6) уравнение (5) переписываем в следующем виде: и Ьсбю Ф

- =кР-1

Уравнения (4) и (7) справедливы как для последовательной, так и для параллель3 962818 ника, на вектор напряжения с исследуе- м мого двухполюсника, определяют отноше- п ние этого сигнала к амплитудному эначе- ш нию напряжения на измеряемом двухлолюснике. 3 в

При измерении второй составляющей исследуемого комплексного сопротивления . двухполюсника фазу вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, - н поворачивают на + 7 /2, формируют g дв сигнал, пропорциональный проекции векто ра напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника, на повернутый вектор напряжения с исследуемого двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на . исследуемом двухполюснике.

Недостатком известного спос сба,является то, что при измерении абсолютных (относительных) приращений составляющих

Ф измеряемого комплексного двухполюсника необходимо выполнять дополнительную косвенную математическую операцию вычитания, что влечет за собой увеличение времени измерения и снижает быстро- 5 действие.

Бель изобретения - повышение быстродействия при измерении приращений сос тавляюших исследуемого двухполюсника.

Поставленная цель достигается тем, что при измерении приращений составляю. щих исследуемого двухполюсника после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом двухполюснике, определяют отношение разностного сигнала к

35 амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике.

На фиг. 1 изображена блок-схема усть-. ройства для измерения абсолютных (относительных) приращений величин составляющих комплексного двухполюсника, реализующего способ; на фиг. 2 - измерительная цепь для последовательной схемы замещения измеряемого комплекс45 ного сопротивления, двухполюсника и ее круговая диаграмма; на фиг. 3 - то же, для параллельной схемы.

5$ - вектор напряжения питания из» мерительной цепи;

Oc — вектор падения напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника при последовательной схеме замещения или с измеряемого комплексного двухпо люсника при параллельной схеме замеше ния;

Рс» »вектор падения напряжения, снимаемого с измеряемого комплексного двухлолюсника при последовательной схе5 9628 ной схем замещения измеряемого комплексного двухполюсника, с той лишь разницей, что при параллельной схеме замещения измеряемого комплексного двухполюсника необходимо поменять местами в измерительной цепи образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры c(., P, ф имеют размерность проводимостей.

Устройство содержит измерительную цепь 1, составленную из последовательно !О соединенных образцового (измеряемого) двухполюсника 2 и измеряемого (образ.цового) двухполюсника 3, генератор 4 синусоидального напряжения, блоки 5 и 6 согласования, фазоврашатель 7, амплитуд-1S ный преобразователь 8, фазочувствительные выпрямители 9 и 10, блоки 10 и 11 вычитания, блоки 13 и 14 деления.

Устройство работает следующим образом. 20

Напряжение U>, снимаемое, например, при последовательной схеме замещения . с образцового двухполюсника 2, через блок 5 согласования подается одновременно на вход амплитудного преобраэовате° ля 8, первые входы блоков 13 и 14 деле ния, опорный вкод фазочувствительного выпрямителя 10 и через фазоврашатель

7, повернутое на т F/2, на опорный вход фазочувствиительного выпрямителя 9, а напряжение Ug<, снимаемое с измеряемого комплексного двухполюсника 3, через.блок 6 согласования поступает одновременно на информационные входы фазочувствительных выпрямителей 9 и 10. Сигнал с выхода амплитудного преобразователя 8, пропорциональный UQQ одновременно подается на первые входы блоков 1.1 и 12 вычитания. На выходе фазочувствительного выпрямителя 9 по40 стоянный уровень напряжения, пропорциональный Ug jnt, поступает на второй вход блока. 11 вычитания, а с выхода фазочувствительного выпрямителя 10 — пропорциональный О СО эФ вЂ” на второй вход блока 12 вычитания. Сигналы с выходов

45 блоков 11 и 12 вычитания, пропорциональ . е (Орсчи — %сюак) " (()эссо

U „„), соответственно подаются на вторые входы блоков 13 и 14 деления, На выходе блока 13 деления получают ® сигнал, пропорциональный абсолютному

18 6 (относительному) приращению квадратурной составляющей комплексного двухполюсника относительно образцового двухполюсника, а на выходе блока 14 деленияпропорциональный абсолютному (относительному) приращению синфазной составляющей комплексного двухполюсника.

Для получения информации об абсолютном -(относительном) приращении иэмеряе мой составляющей комплексного двухпо, люсника необходимо произвести умноже ние величины сопротивления образцового двухполюсника на величину числового значения, полученного с выхода блока деления.

Как видно иэ работы устройства, опврации вычитания выполняются автомати- чески с помощью блоков 11 и 12 вычитания, что существенно повышает быст- г родействие измерения абсолютного (отно сительного) приращения составляющих комплексного, двухполюсника.

Использование предлагаемого способа измерения абсолютного (относительного) приращения величин составляющих комплексного двухполюсника обеспечивает по сравнению с известным высокое быстродействие измерения, что позволяет исполу. эовать разработанные на основе данного способа устройства в системах автоматизированного контроля и управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Способ измерения величин составляющих комплексног6 сопротивления двухполюсника по авт. св. % 798626, о т- л ичающийс я тем, что, с цельюповьпиения быстродействия при измерении приращений составляющих исследуемого двухполюсника, выполненного по последовательной схеме замещения, после форми рования первого сигнала иэ него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом двухполюснике, определяют отношение разностного сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике.