Устройство для измерения комплексных сопротивлений

Номер патента: 1777100

Авторы: Воронцов, Ларин

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(19) (11) 5 6018 27 ГОСУДАРСТВЕННОЕПАВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СС Р) ЕНИ СТВУ СВИДЕ ВТОРСКО ПИСАНИЕ ИЗО(56) Авторское свидетельство СССРМ 879502, кл. 6 01 В 27/00, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ(57) Использование: в измерительной и преобраЗовательной технике для дистанционного контроля электрических параметров.Устройство содержит генератор напряжения (1), трансформатор напряжения (2), нерегулируемую вторичную обмоткутрансформатора тока (3), два источника постоянного тока (4,17), два демодулятора(5,10), коммутатор режима тока (6), комплексную проводимость (7), две регулируемые вторичные обмотки трансформатора (8,26), образцовую меру емкости (9), индикатор равновесия (11), два преобразователя "напряжение - код" (12,25), преобразователь "код-проводимость" (13), линия задержки (14), логическую схему (15); цифровой делитель (16), цифровой умножитель (17), два коммутатора регистров (18,23), два регистра активной проводимости (19,24), два коммутатора кодов напряжения (20,21), два регистра емкости (22,29), образцовую меру активной проводимости (28), регистр кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора (30). За счет компенсации погрешности измерения емкостной составляющей комплексной проводимости и применения цифровых блоков повышается точность измерения. 8 ил.Сформатор напряжения, два демодулятора, 25 30 35 Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано в дистанционном контроле электрических параметров.Известно устройство, реализующее компенсационный метод при помощи мостовой схемы, содержащей два плеча с активными сопротивлениями, два. плеча с активными и емкостными сопротивлениями, индикатор равновесия и генератор переменного тока (РОМАНОВ В.ВХАШЕВ Ю.М. Химические источники тока, 2 изд. перераб. и доп.М,; Сов. радио, 1978, с. 47),Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная сложностью выполнения конденсатора переменной емкости с высокоточной градуировкой в широком диапазоне емкостей, и отсутствие возможности сопряжения с выцислительными устройствами. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор напряжения, индикатор равновесия, трансодин из которых включен между нерегулируемой вторичной обмоткой трансформатора напряжения и одним из зажимов для подключения обьекта измерения, образцовую меру емкости, образцовую. меру активной проводимости, первый вывод которой подключен к первой регулируемой обмотке напряжения, к второй регулируемой вторичной обмотке которого, подключен первый вывод образцовой меры емкости, второй вывод которой соединен с вторым выводом образцовой меры активной проводимости, с вторым зажимом для подключения объекта измерейия и с входом второго демодулятора, выход которого соединен с индикатором равновесия, первый выход генератора напряжения соединен с первичной обмоткой трансформатора напряжения, второй выход- с управляющими входами демодуляторов (1).Однако известное устройство, обеспечивая точность при измерении комплексной проводимости с ярко выраженным активньил или емкостным характером, имеет существенную погрешность при измерении комплексныхпроводимостей с близкими по значению параметрами активной и реактивной составляющих, обусловленную их взаимовлиянием при уравновешивании,Цель изобретения заключается в повышении точности, Кроме того, за счет получения результатов измерения в двоичном коде обеспечивается сопряжение с вычислительной техникой и передача его на расстояние с помощью средств связи, Точность 5 10 15 20 40 45 50 55 повышается за счет компенсации погрешности измерения емкостной составляющей комплексной проводимости, определяемой выражением (5) и применением цифровых схем.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор напряжения, индикатор равновесия, трансформатор напряжения, два демодулятора, один из которых подключен своим входом к первому выводу нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, образцовую меру активной проводимости, образцовую меру емкости, первый вь 1 вод которой соединен с первым выводом первой регулируемой вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с входом второго демодулятора, первый выход генератора напряжения соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора напряжения, второй выход генератора - с управляющими входами демодуляторов, введены первый и второй преобразователи. "напряжение - код", цифровой делитель, цифровой умножитель, линия задержки, логицеская схема И, первый и второй коммута-, торы регистров, первый и второй регистры активной проводимости, первый и второй регистры емкости, регистр кода напряжения нерегулируемой вторицной обмотки трансформатора напряжения, первый и второй коммутаторы кодов напряжений, коммутатор режима тока, прицем вход первого источника постоянного тока соединен с первым выводом нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора и входом первого демодулятора, выход которого соединен с первым замыкающим входом коммутатора режима тока, первый размыкающий вход которого соединен с выходом первого источника постоянного тока, первый выход коммутатора режима тока соединен с первой клеммой для подключения измеряемой комплексной проводимости, вторая клемма для подключения измеряемой комплексной проводимости подключена к второму выходу этого же коммутатора, второй и третий размыкающие входы которого соединены между собой и через образцовую меру ак.тивной.проводимости - с выходом второго источника постоянного тока, вход которого соединен с подвижнь 1 м выводом второй регулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения и входом второго преобразователя "напряжение - код", второй замыкающий вход коммутатора режима тока соединен с входом второго демодулятора, вход которого соединен с третьим замыкающим входом коммутатора режима тока, подвижный вывод регулируе 177710020 сия, второй вход которого. под30 45 50 жителя подключен к выходу первого комму мой вторичной обмотки трансформатора соединен с входом первого преобразователя "напряжение-код" и первым выводом преобразователя "код - проводимость", а через образцовую меру емкости - с входом второго демодулятора и вторым выводом преобразователя "код - проводимость", управляющий выход которого через линию задержки подключен к второму входу логической,схемы И, первый вход которой соединен с управляющими входами первого преобразователя "напряжение - код" и первого регистра активной проводимости и четвертым замыкающим входом коммутатора режима тока, четвертый замыкающий вход которого соединен с управляющими входами второго регистра активной проводимости и второго регистра емкости, регистра кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора и с управляющим входом второго преобразователя "напряжение - код", третий вывод коммутаторэ режима тока соединен с первым входом индикатора рэвновеключен к общей шине, а управляющий выход - к четвертому выходу коммутатора режима тока, выход первого преобразователя "напряжение - код" подключен к замыкающему контакту первого коммутатора кодов напряжений, выход второго преобразователя "напряжение-код" через размыкающий . контакт первого коммутатора кодов напряжений подключен к первому замыкающему и второму раэмыкэющему входу второго коммутатора кодов напряжений, первый выход которого подключен к входу знаменателя, а второй - к выходу числителя цифрового делителя, первый размыкающий и второй замыкающий входы второго коммутатора кодов напряжений соединены между собой и подключены к выходу регистра кодов напряжения нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, выход цифрового делителя соединен с первым входом цифрового умножителя,второй вход которого подключен к выходу второго коммутатора регистров, размыкающий вход которого соединен с выходом второго регистра активной проводимости, первый замыкающий вход - с информационным входом первого регистра активной проводимости, второй замь 1 кающий вход - с вторым регистром емкости, выход цифрового умнотатора регистров, первый замыкающий выход которого соединен с входом преобразователя "код - проводимость", а второй - с первым регистром емкости, размыкающий выход первого коммутатора регистров под 51015 клю цен к вь 1 ходу первого регистра кода активной проводимости, управляющий выход которого подключен к управляющим входам коммутатора режима тока и первого коммутатора кодов напряжений и к первым управляющим входам второго коммутатора кодов напряженийпервого и второго коммутаторов регистров подключены к выходу логической схемы И, вторь.е выводы обмоток трансформатора напряжения и вторые входы источников постоянного тока соединены с общей шиной,На фиг.1 изображено устройство для измерения комплексных сопротивлений, где: 1 - генератор напряжения; 2 - трансформатор напряжения; 3 - нерегулируемая вторичная обмотка трансформатора напряжения; 4 - первый источник постоян- ного тока; 5 - первый демодулятор; 6 - коммутатор режима тока; 7 - комплексная проводимость; 8 - первая регулируемая вторичная обмотка трансформатора; 9 - образцовая мера емкости; 10 - второй демодулятор; 11 - индикатор. равновесия;12 - первый преобразователь "напряжение-код"; 13 - преобразователь "код - проводимость"; 14 - линия задержки; 15 - логическая схема И; 16 - цифровой делитель; 17 - цифровой умножитель; 18 - псрвый коммутатор регистров; 19 - первый регистр активной проводимости; 20 - первый коммутатор кодов напряжений; 21 второй коммутатор кодов напряжений; 22 - первый регистр емкости; 23 - второй коммутатор регистров; 24 - второй регистр активной проводимости; 25 - второй преобразователь "напрякение - код"; 26 - вторая регулируемая вторичная обмотка трансформатора; 27 - второй источник постоянного тока, 28 - образцовая мера активной проводимости; 29 - второй регистр емкости; 30 - регистр кода напряжения не- регулируемой вторичной обмотки трансформатора. Схема устройства для измерения комплексных сопротивлений изображена на фиг,1, где генератор 1 напряжения своим первым выходом соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора 2 напрякения, а второй выход генератора 1 напряжения - с управляющими входами первого демодулятора 5 и второго демодулятооа 10. Коммутатор 6 режима тока имеет 4 выхода, 4 замыкающих и 4 размыкающих входа, К первому и второму выходу коммутатора б режима тока подключена измеряемая комплексная проводимость 7, а к третьему и четвертому .выходу подключен индикатор 11 равновесия своим первымвходом и управляющим выходом, а его второй вход подключен к общей шине.Подвижный вывод первой регулируемой вторичной обмотки 8 трансформатора 2 соединен с входом первого преобразовате ля 12 мнапряжение-кодо и первым выводом преобразователя 13 пкод-проводимость". и через образцовую меру 9 емкости со вторым выводом преобразователя 13 пкод - проводимость". Второй вывод образцовой меры 9 10 . емкости соединен с входом второгодемодулятора 10 и вторым замыкающим входом коммутатора б режима тока, а выход второго демодулятора 10 подключен к третьему замыкающему входу коммутатора 6 режима 15 тока, Второй и третий размыкающие входы коммутатора б режима тока соединены между собой и через образцовую меру 28 активной проводимости с выходом второго . источника,27 постоянного тока, вход кото рого соединен с подвижным выводом второй регулируемой вторичной обмотки 26 трансформатора напрякения и входом второго преобразователя 25 "напряжениекод". 25Выход второго преобразователя 25 ннапряжение - код" подключен к размыкающему входу первого коммутатора 20 кодов напряжений, к его замыкающему входу подключен выход первого преобразователя 12 30 "напряжение - код", а выход подключен к второму размыкающему и первому замыкающему входам второго коммутатора 21 кодов напрякений, Первь 1 й размыкающий и второй замыкающий входы второго комму татара 21 кодов напряжений соединены между собой и выходом регистра 30 кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки 3 трансформатора 2,Первый выход коммутатора 21 подключен к входу знаменателя, а второй выход - к входу цифрового делителя 16, выход которого подключен к первому входу цифрового умножителя 17, а второй вход - к выходу второго коммутатора 23 регистров, размы кающий вход которого соединен с выходом второго регистра 24 активной проводимости, первьй замыкающий вход- с информационным выходом первого регистра 19 активной проводимости, второй замыкаю щий вход - с вторым регистром 29 емкости.Выход цифрового умножителя 17 подключен к входу первого коммутатора 18 регистров, размыкающий выход которого подключен к входу первого регистра 19 ак тивной проводимости, первый замыкающий выход - к входу преобразователя 13 икодпроводимость", а второй - к первому регистру.22 емкости, Управляющий выход первого регистра 19 активной проводим сти подключен к управляющим входам коммутатора б режима тока и первого коммутатора 20 кодов напряжений и к первым управляющим входам второго коммутатора 21 кодов напрякений, первого коммутатора 18 регистров и второго коммутатора 23 регистров. Управляющий выход преобразователя 13 икод - проводимость" через линию задержки 14 подключен к второму входу логической схемы 15 И, первый вход которой соединен с управляющими входами первого преобразователя 12 инапряжение-код", первого регистра 19 активной проводимости и четвертым замыкающим входом коммутатора 6 режима тока, четвертый размыкающий вход которого соедин ен с управляющими входами второго регистра 24 активной проводимости, второго регистра 29 емкости, регистра 30 кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения и управляющим входом второго преобразователя 25 инапряжение-код". Выход логической схемы 15 И подключен к вторым управляющим входам второго коммутатора 21 кодов напряжений, первого коммутатора 18 регистров и первого коммутатора 23 регистров. Вторые выводы обмоток трансформатора 2 напряжения и вторые выходы источников 4, 27 постоянного тока соединены с общей шиной,РАБОТА УСТРОЙСТВАОписание работы устройства можно разделить на два этапа;1) определение активной составляющей комплексной проводимости2) определение реактивной составляющей комплексной проводимостиНа первом этапе с целью устранения погрешности измерения, вызванной влиянием реактивной составляющей, уравновешивание осуществляется на постоянном токе. При этом ток, вызванный напряжением обмотки 3 трансформатора 2 напряжения и выпрямленный источником 4 постоянного тока, протекает через первый размыкающий контакт коммутатора б режима тока, измеряемую проводимость,второй и третий размыкающие контакты коммутатора 6 режима тока, индикатор 11 равновесия и его заземленный вывод к заземленному выводу первого источника 4 постоянного тока, Навстречу этому току протекает ток, вызванный напряжением обмотки 26 трансформатора напряжения от заземленного вывода второго источника 27 постоянного тока через индикатор 11 равновесия, третий размыкающий контакт коммутатора 6, образцовую меру 28 активной проводимости, первый вывод 27 постоянного тока. В момент равенства токовОзЯх = О 26 Яо,где Оз - напряжение обмотки 3; О 28 - напряжение обмотки 26; ях - ак 1 ивная составляющая измеряемой комплексной проводимости; Яо - образцовая активная проводимость, индикатор 11 равновесия выдает через четвертый размыкающий контакт управляющий сигнал на второй преобразователь 25 "напряжение-код", регистр 30 кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки 3 трансформатора напряжения, на второй регистр 24 кода образцовой активной проводимости и второй регистр 29 образцовой емкости. Этим сигналом регистры 24, 29, 30 переводятся в режим разрешения считывания информации и запускается преобразователь 25, Код напряжения обмотки 2 о с преобразователя 25 поступает через размыкающие контакты коммутатора 20 и второй размыкающий контакт коммутатора 21 на вход числителя цифрового делителя 16, на вход знаменателя которого поступает чеоез первый размыкающий контакт коммутатора 21 из регистра 30 код напряжения нерегулируемой вторичной обмотки 3 трансформатора напряжения, С выхода цифрового делителя 16 код частного поступает на первый вход цифро вого умножителя 17, на второй вход которого поступает код из регистра 24 образцовой проводимости через размыкающий контакт коммутатора 23. Значение кода активной составляющей измеряемой проводимости через первый размыкающий контакт коммутатора 18 записывается в регистр 19.По окончании записи с управляющего выхода регистра 19 поступает сигнал управления С на переключение коммутаторов 6, 18, 20, 21, 23. Коммутатор 6 режима тока,переключившись, отключает измеряемую проводимость 7 от первого источника 4 постоянного тока, индикатора 11 равновесия и образцовой активной проводимости и подключает первый .демодулятор 5 через первый замыкающий контакт к первому выводу измеряемой проводимости 7, а второй вывод этой проводимости подключает через , второй замыкающий контакт к входу второго демодулятора 10 и вторым выводам образцовой меры 9 емкости и преобразователя 13 "кодпроводимость", Третий замыкающий контакт коммутатора 6 подключает выход второго демодулятора 10 к входу индикатора 11 равновесия, выход которого подключается через четвертый замыкающий контакт к управляющим входам преобразователя 12, регистра 19, второй вход логической схемы И 15, Коммутатор 20, срабатывая, подключает через свой замыкающий контакт выход преобразователя 12 к510 20 2 г первому замыкающему и второму размь ка. :ощему контактам коммутатора 21, Коммутатор 21, переключившись, отключает вход знаменателя цифрового делителя 16 от регистра 30 кода напряжения обмотки 3 и подключает первым замыкающим контактом выход преобразователя 12 к входу знаменателя цифрового ". 6 делителя, а вторым замыкающим контактом - вход числителя к регистру 30 кода напряжения обмотки 3.Коммутатор 23, срабатывая, переключает второй вход цифрового умножителя 17 с выхода регистра 24 на вход регистра 19.Таким образом, образуются цепи определенной реактивной емкостной составляющей - втооой этап,Для исключения погрешности и упрощения вычислений необходимо параллельно образцовой мере 9 емкости подключить эквивалентную активную проводимость, значение которой определено из выражения для равенства токов на плечах моста. При К = 1, имеемЧЧ 234 л 2 Р 2 С 2 х д ЧЧ 2 ЗЯ 2-ЧЧ 84 л 2 С 2 + ЧЧ 2 Ясоткуда Чуз ОзЯэ = Ях = - - ЯхП 8 - 88.где Оз, ЧЧЗ - напряжение и число витков обмотки 3;О 8, ЧЧ 8 - напряжение и число витковобмотки 8;Реализация подключения требуемой эквивалентной проводимости осуществляется преобразователем 13 "код-проводимость".Код эквивалентной проводимости формируется следующим образом. При отсутствии сигнала равновесия на выходе индикатора 11 равновесия изменяется число витков на 40 обмотке 8 трансформатора напряжения исоответственно напряжение О 8. При достижении равновесия токов, протекающих через индикатор 11 равновесия с его выхода снимается сигнал на прекращение измене ния числа витков обмотки 8 и снятие отсчетакода с преобразователя 12 "напряжение - код", Код с выхода преобразователя 12 поступает на вход знаменателя цифрового 16 делителя, а на вход числителя - код напряжения обмотки 8 из регистра 30. На выходе цифрового 16 делителя формируетсяОзкод отношения - которь 1 й поступает наО 855первый вход цифрового 17 умножителя, на второй вход которого поступает код активной составляющей измеряемой комплексной проводимости из регистра 19,считываемый по сигналу управления с индикатора 11 равновесия. В результате умножения на выходе умножителя 17 формируетсякод эквивалентной активной проводимости,которая поступает на вход преобразователя13 "код - проводимость". В соответствии сэтим кодом параллельно образцовой 9 емкости подключается эквивалентная активная проводимость. В момент подключенияэквивалентной проводимости на управляющем выходе преобразователя 13 "код - проводимость" формируется сигналуправления, который поступает на линию 10. задержки 14. Линия задержки 14 обеспечивает задержку сигнала на время переходного процесса при переходе индикатора 11равновесия из состояния фиксированияравновесия в состояние фиксирования разбаланса в случае возникновения разбалан. са токов на плечах моста при подключенииэквивалентной проводимости, Если указанный разбаланс имеет место, то он устраняется изменением числа витков обмотки 8 и 20цикл определения и подключения эквивалентной проводимости повторяется,, В процессе уравновешивания моста устройство действует следующим образом.Синусоидальное напряжение с частотой 11 с 25первого вьхода генератора 1 через трансформатор напряжения 2 прикладывается ковходу демодулятора 5, к образцовой мере9 и эквивалентной. проводимости преобразователя 13 "код - проводимость". К управляющему входу демодулятора 5прикладывается напряжение со второго выхода генератора 1 с частотой 12 = 11 - Г.Демодулятор 5 работает в качестве преобразователя частоты, причем он должен 35иметь высокую точность коэффициента преобразования. Напрюкение с выхода демодулятора 5 с разностной частотой Рприкладывается к измеряемой комплекснойпроводимости 7. На образцовую меру емкости 9 и эквивалентную проводимость преобразователя поступает сигнал с частотой 71==пР,При этом на выходе мостовой цепи устройства действует сигнал неравновесия 45равный сумме сигналов двух разных частот.Для сравнения их амплитуд и сохраненияпри этом необходимых фазовых соотношений между выходом мостовой цепи и индикатором равновесия 11 включен 50демодулятор 10, преобразующий сигнал счастотой 11 ветвей образцовой емкости 9 иэквивалентной проводимости преобразователя 13 в сигнал с частотой Г. Сигнал с частотой Г вычитается из сигнала ветви 55измеряемого объекта 7, который проходитчерез демодулятор 10 без изменения либо. изменяясь по амплитуде и фазе в той жестепени, что и преобразуемый сигнал. Отдемодулятора 10 не требуется вь 1 сокая точность, а требуется лишь постоянство коэффициента передачи на частотах 6 и Р, При этом емкость измеряемой комплексной проводимости определяется по уравнению (4) получаемому из условия равновесия (3). Однако, учитывая значение эквивалентной проводимости, выражение для измеряемой емкости упрощается . Сх И 2 Ов= - и С 0 = - и Со,Я 1 Оз В процессе уравновешивания эквивалентная проводимость с каждым цикломуточняется и через несколько циклов подключение эквивалентной проводимости невызывает перехода индикатора 11 равновесия в состояние разбаланса. Тогда черезвремя, определенное линией задержки 14на обоих входах логической схемы И 15 будут иметь место сигналы логической единицы, поступающие с индикатора 11равновесия и с управляющего выхода пре-образователя 13 через линию задержки 14.Схема И 15 формирует управляющий сигналВ, который поступает на вторые управляющие входы коммутаторов 18, 21, 23, По этомусигналу коммутаторы 18 и 23 замыкают вторые замыкающие контакты, размыкая предыдущие. Коммутатор 18 подключает выходумножителя 17 к регистру 22 кода емкости.Второй вход цифрового 17 умножителя коммутатором 23 подключается к регистру 29,содержащего код произведения пС 0. Тем же .сигналом коммутатор 21 возвращается в исходное состояние и переключает выход преобразователя 12 "напряжение - код" с входазнаменателя на вход числителя, а выход регистра 30 с входа числителя на вход знаменателя цифрового 16 делителя. Последеления с выхода цифрового делителя 16О 8код значения - поступает на первый. входОэцифрового 17 умножителя и умножается накод значения пС, поступающий из регистра29 на второй вход умножителя. В результатеполучается код значения емкости измеряеО 8мой комплексной проводимости Сх = хозхп С 0, которь 1 й записывается в регистр 22.Повышение эффективности .достигаетсякомпенсацией погрешности измерения емкостной составляющей комплексной проводимости, определяемую выражением(5) и применением цифровых схем, Крометого, за счет получения результатов измерения в двоичном коде обеспечивается сопряжение с вычислительной техникой и,передача на расстояние с помощью средствсвязи, 1777100 14= 01 я 4 г 2 ггде 9 э - эквивалентнамасть, подклюценнаявой емкости, обеимеющемся напряжерегулируемой вторичнтоков в плечах моста,Из уравнения (3) икости измеряемой комсти определяется выр(3 я активная проводиараллельно образцоспечивающая при ии и частоте первой ой обмотки равенство скомое значение емплексной проводимоажениемю авж пгс г2 4 юг 2 9 х сти комплексной известного устш ность Яв- Х 92 Я 12 .(5) г 2 2и Со мерения известбыть непосредя передачи на на ЭВМ. ПримеВ известном устройстве значение измеряемой емкости определяется из следующего выражения равновесия моста;01 К 2 ЛР Сх =01 2 Л 11 Со, (1)Я Я 8Яв Яв где 01 - напряжение на первичной обмотке трансформатора;Яз - число витков нерегулируемой вторицной обмотки трансформатора;Яв - число витков первой регулируемой вторичной обмотки трансформатора;Со - образцовая емкость;Я 1 - число витков первичной обмотки трансформатора;т 1 - частота синусоидального напряжения первого выхода генератора;12 - частота синусоидального напряжения второго выхода генератора, причем 12 = =1 - Р; б 1 = пГ.Из уравнения (1) с учетом коэффициента передачи первого демодулятора к = 1 искомое значение определяется по выражению:ЧЧ 8 1 Я 8Сх=Со я=Соя и, Р)При измерении неизвестной проводимости, имеющей комплексный характер согласно (1), уравнение равновесия имеет видЯ 101 Я 4 К 2 Р 2 С 2+ 2 2 + яэ М/ о 4 юг 2(4) т.е. при измерении емко проводимости с помощью ройства имеет место погре ЬС =Со и -ЯКроме того, результат изным устройством не можественно использован длрасстояние или обработки нение демодуляторов 5 и 10 позволяет использовать в качестве эталонного конденсатора в и раз меньшей емкости, цем бездемодуляторов, При равных габаритах конденсатор с меньшей емкостью может бытьизготовлен с большей точностью, чем конденсатор с большей емкостью,Достоинства применения демодуляторов более подробно изложены в материалах10 заявки АС М 879502.Допускается изменение подключениявитков обмоток трансформатора любымиизвестными техническими средствами. Например;а) перемещением скользящего контактаперпендикулярно виткам обмотки, как в лабораторном автотрансформаторе. Перемещение может осуществляться вручную илиреверсивным электроприводом с устройст 20 вом управления;б) шаговыми искателями;в) различного рода управляемыми коммутаторами.Сигнал управления на технические25 средства изменения числа витков поступаетс индикатора равновесия.Варианты подключения указанных технических средств приведены на фиг.2, 3, 4.Сигнал с регистра 19 формируется пу 30 тем изменения состояния одного из триггеров регистра 19, вход которого соединенчерез линию задержки с входом младшегоразряда этого регистра и размыкающимсявыходом коммутатора 18, При поступлении35 первого импульса с цифрового умножителятриггер, формирующий сигнал С, через время, определяемое линией задержки сэ(п=1) стг, где и - число РазРЯдов РегистРа, Ттг- время срабатывания триггера регистра,40 переходит в состояние логической единицы,: подавая тем самым сигнал С на связанныес ним устройства, см. фиг,5. Сигнал В вырабатывается схемой 15 И при наличии на еевходах сигнала равновесия с индикатора 1145 равновесия и сигнала о подключении в цепьпреобразователя 13 "код-проводимость"через линию задержки,Сигнал об окончании преобразованияможет быть выдан триггером состоянияПКП, вход которого соединен с источником управляющего напряжения черезключ,замыкающийся одновременно с ключом,подклюцающим сформированную проводимость к сети по одному сигналу управления,55 см, фиг б,Диаграммы сигналов на выходе блоков11, 13, 14, 15 приведены на фиг.7,зобретение иллюстрируется следуюпримерами:Для индикатора равновесия 11 - двухпороговый компаратор (ГОРОШКОВ Б,И.Элементы радиоэлектронных устройств, М,;Радио и связь, 1988 с. 142 или Компараторна ОУ там же с, 138). Кроме того, авторыпредлагают вариант индикатора равновесия, показанного на фиг,8, Высокоомныйрезистор Я, служащий входом индикатораравновесия, включается в диагональ измерительного моста, К зажимам регистра подключены входы дифференциальногоусилителя 36; усиливающего как переменный, так и постоянный сигнал. Для избежания срабатывания индикатора равновесия вмоменты перехода синусоидального напряженил через ноль введен мостовой выпрямитель на диодах ЧО 1,.МО 4 с емкостнымфильтром С, который установлен на выходедифференциального усилителя 36.Выпрямленное значение напряжениясигнала разбаланса поступает на вход компаратора с которого снимается сигнал равновесия в виде уровня напрякениялогической единицы. Потенциометр Р 2служит для ограничения сигнала в случаеповышения им допустимого. значения входного напряжения компаратора,В, качестве дифференциальных усилителей могут быть использованы микросхемытипа К 140 УД 13, К 140 УД 17, К 553 УД 5,КМ 551 УД 1 см, Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы, Справочное пособие, /Под ред. С,В, ЯКУБОВСКОГО, с.241,295 и компараторы К 554 СА 1, К 554 СА 2и др, с. 307315,Для преобразователя "код-проводимость" 13 - ОРНАТСКИЙ П,П, Автоматические измерения и приборы, Высшая школа1973, с, 331, 332, 338,Для цифрового делителя 16 - Описанияк АС М 1322258; кл, 6 06 Г 7/49, 1987; АСИ.ГФ 1322264, 13254186, 1325467, кл. 6 06 Р7/52, 1987.Для цифрового умножитсля 17.Описание к АС Ь. 1322265, 1322266,1987, С 06 Е 7/52: В 1325475 С 06 Е 7/72,Для регистра 19.Микросхемы типа К 134 ИР 2 "Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы". Справочное пособие под ред, С,В,ЯКУБОВСКОГО с, 86, рис. 50.В качестве управляемых ключей можноиспользовать сдвоенный коммутатор типа 10 К 134 КП 9, "Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие". Под ред, С.В. ЯКУБОВСКОГО, с. 91, рис, 102.При логических значениях сигналов В ==О, С = 0 для блоков 18 и 23 замкнут верхний канал; при значениях С =1. В = 0 - средний, при значениях С =- 1, В =. 1 - нижний,Для блока 21 при значениях В = О, С = 0замкнут верхний канал; С = .1, В = 0 - ник ний, С = 1, В = 1 - верхний. 25 30 35 40 45 50 Преобразователь "напряжение-код". ГИТИС Э.И, Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств изд. З-е, М.; Энергия, 1975, с 341,354, рис. 7 - 16, 7 - 17; ГИТИС Э.И ПИСКУЛОВ Е.А, Аналого-циФровые преобразователи М.: Энергия, 1981, с. 266275. Формула изобретения Устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор напряжения, индикатор равновесия,.трансформатор напряжения, два демодулятора, один из которых подключен своим входом к первому выводу нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, образцовую меру активной проводимости, образцовую меру емкости, первый вывод которой соединен с первым выводом регу- . лируемой вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с входом второго демодулятора, первый выход генератора напряжения соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора напряжения, второй выход генератора - С управляющими входами демодуляторов, введены первый и второй преобразователи напряжение-код; цифровой делитель; цифровой умножитель, линия задержки, логическая схема И, первый и второй коммутаторы регистров, .первый и второй регистры активной проводимости, первый и второй регистры емкости, регистр кода напряжения нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, первый и второй коммутаторы кодов напрякения, коммутатор, 1777100

Смотреть

Заявка

4852475, 17.07.1990

СЕРПУХОВСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННОЕ КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНОЕ УЧИЛИЩЕ РАКЕТНЫХ ВОЙСК ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

ЛАРИН АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ, ВОРОНЦОВ АЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 27/26

Метки: комплексных, сопротивлений

Опубликовано: 23.11.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-1777100-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-kompleksnykh-soprotivlenijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения комплексных сопротивлений</a>

Похожие патенты