Способ измерения параметров трехэлементного комплексного двухполюсника и устройство для его осуществления

ТСНИХ ИЧЕСН СОЮСОРЕ Я 01413 ЛИ(2 (Я (4 озяйственнь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У Я 98626 в кл. С 01 К 27/02, 1976.Авторское свидетельство СССР В 1372248, кл, С 01 К 17/10, 1982 е (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХЭЛЕИЕНТНОГО КОМПЛЕКСНОГО ДВУХПОЛНСНИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения параметров трехэлементного комплекс-. ного двухполюсника реализован. в устройстве, содержащем перестраиваемый автогенератор (АГ). 1, частотомер 4фазометр 3, блок (Б) 10 индикации,Б 5 контроля характера схемы замещения, интерфейс 6 ввода-вывода, микроЭВИ 8; Б 7 ввода программы, перифе"рийное,устройство 9. Последовятельнсизмеряют номинал и характер реактивного сопротивления образцового двухполюсника (ОДП) р измеряют фазовыйсдвиг между током через исследуемыйДП и выходным сигналом АГ ло наличиюили отсутствию выходного сигнала приотключенном образцовом ДП в контуреАГ судят о резонансном или нереэонансном характере исследуемого ДП, по .наличию или отсутствию выходного сиг-нала при смене характера (емкостнойили индуктивный) образцового ДП судятоб индуктивном или емкостнои характе"ре исследуемого ДП соответственно.Отсчет переметров исследуемого ДП определпют по Вормупем, прпведеппит в Сописании изобретения. Повышается точ-,ность измерения параметров, 2 сон. Яф-лы, 5 ил., 2 табл., 41355 Составитель В. Семенчук ар Техред Л.Сердюкова , КорректВ,Романенк дакт каз 3779 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4 . 8 Тираж 772 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, ЖПодписное енного комитета СС тений и открытий 5, Раушская наб,43551 пгн Ою Хпг 7. х фф О. 1 пгЕ х йе 7,На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства для измерения параметров трехэлементного комплексного 2 Одвухполюсника; на фиг. 2 - функцио-.нальная схема автогенератора; цафиг. 3 - функциональная схема блокаконтроля характера сопротивления;на фиг. 4 " принципиальная схема кот. 25лебательного контура с традиционнцм(а) и оригинальным (б) обозначениемэлементов; на фиг. 5. - блок-схемаалгоритма работы ыикроЭВИ.Устройство для измерения параметров трехэлемецтцых двухполюсников(фиг. 1) содержит ЕС-генератор 1 гармонического сигнала с клеммами для /подключения исследуемого двухполюсяика 2, выходы генератора подключены.к входам фаэометра Э, частотомера 4и блока 5 контроля характера схемызамещения, выходы поСледних подключе- .ны шиной через интерфейс 6 ввода-вывода к входам блока 7 ввода программы,: микроЭВИ 8, перйферийного устройства 9, блока О индикации, ЬС-генератор.: (фиг. 2) вклгочает активнуючасть 1 генератора и колебательныйконтур, состоящий из образцовых элементов 12 - 15, последовательно с каждым из которых соединены ключи 619 соответственно, ветвь с исследуемым двухполюсником, преобразователем20 тока и зажимами 21 и 22 для под Оклгочения исследуемого двухполюсника.Блок контроля характера схемы замещения (фиг. Э) содержит клемму 23, эле"менты НЕ 24 и 25, выход последнегоподключен к информационным входамР-триггеров 27 - 31, элемент ИЛИ"НЕ26, элемент НЕ 32, выход которого через одновибратор 33 подключен к входуэлемента НЕ 34, элементы 35 и 36 вреИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров трехэлементцых двухполюсциков с параллельно- последовательной схемой замещения с одновременным определециЕм характера сопротивления схемы замещения.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повыше- р ние точности измерения параметров комплексного двухполюсцика эа счет измерения параметров трехэлементных двухнолюсников и определения характера схемы замещения исследуемого двух полюсника. мязадающей цепи, управляющие .входы37 - 41, ключ 42 и клемму 43,В автогенераторе ЕС-типа частотана его выходе является функцией параметров 1,С-контура, составленного иэпараллельно соединенных исследуемогодвухполюсцика с параллельно-последовательной схемой замещения и образцового двухполюсника.Для нахождения всех трех парамет"ров исследуемого комплексного двухполюсннка необходимо решение как ми"нимум системы из трех уравнений,Покажем методику составления таМой системы уравнений,1. Составить выражения для комплексного сопротивления контура Е придвух значениях образцового элементаконтура с выделецием в каждом выражении реальной ЕеХг, и мнимой ХпЯча.стей;2. Мнимую часть каждого выраженияпо отдельности приравнять к нулю.Записать два уравнения: ЭСоставить выражения для комплексного сопротивления ветви контура, содержащего исследуемый двухполюсник,с выделением реальной КеЕх и мнимой 1 ггг 7. частей на двух частотах Ыг и а:4, Вяпггсать уравнения для определения тапгенса угла потерь комплексного двухполюсника: из которого записать уравнение для . определения того параметра трехэле" ментного двухполюсника, который подключен последовательно в своей схеме замещения, например Кхе е Вх ("Вогх, ф х)1 (3)Кх Е(СК с 4 Кх Х)(4) 5. Подставить .(3) в (1)а (4) в (2) и разрешить полученные выражения относительно второго (к примеру) активного параметра Кк,.1.к, ( ф 8 ф ф х)(6) К- Г(ысрос Ь). 6. Решение системы уравнений (5)и (б) позволяет определить оставшийся Втретий параметр (к примеру) 1.; 1.- Г(ЯЫ, ЕвоС, овос,) (7) 7, Решить систему уравнений (3) и 10(4), подставив в них предварительновыражения (7), относительно Кх(р8 аф 8 а)158. Определить В из (3), подставив в него выражения (7) и (8)Для простоты промежуточных расче.тов и униФикации множества вариантов по .характеру сопротивлений его эле ментов предлагается оригинальное обозначение элементов колебательного контура, отражающее как их позиционное обозначение, так и характер сопротивления каждого иэ элементов (см. табл, 1),При этом буквами латинского алфавита обозначаются элементы контура (А, В, С, Р). Показатель у каждогоиз символов отражает характер сопро тивления элемента:о а о аА , В , С , Р - элементы, имеющие . резистивный характер (К);А , В , С , Р - элементы, имеющие1 1 1индуктивный характер сопротивления цць);А; В, С, Р - элементы, имеющие емкостной характер сопротивления (-Яас),С учетом введенных обозначений ко лебательный контур, изображенный на фиг. 4, может быть записан кратко ваформеА, В, С, Р.Конечные расчетные формулы для различных видов колебательного конту В ра приведены в табл.2.Устройство работает следукщим образом.Посредством блока 7 ввода программы в микроЭВМ 8 вводится программа измерения. Затем подключается исследуемый двухполюсннк к зажимам ЬС-генератора 1. Далее запускается про-. грамма измерения посредством команды "Пуск". При этом мнкроЭВМ 8 обнуляет ячейки регистра, используемого в качестве выходногои переходит в режим вывода информации. Содержимое вьмодноого регистра переписьвается в буферный 5регистр интерфейса 6 вводя-вывода.Сигналы с выхода буфе 1 ного регистраинтерфейса 6 ввода-вывода управляютключами в ЬС-генераторе 1. Посколькуячейки буферного регистра обнулены,то ключи в контуре генератора 1 находятся в непроводящем состоянии (эа"крыты), т,е. образцовые элементы от"ключены от контура ЬС-генератора 1(фиг, 2). Далее микроЭВМ 8 переходитв режим ожидания ввода информации,При этом на блок 5 контроля характерасхемы замещения подается сигнал смикроЭВМ 8, по которому блок 5 вырабатывает сигнал, поступающий на управляемые входы фаэометра 3 и частотомера 4 и запускающий последние. В режиме ожидания микроЭВМ.8 находитсядо окончания времени измерения фазометра 3 и частотомера 4. Время ожидания задается программным путей.По окончании времени ожидания микроЭВМ 8 через интерфейс 6 ввода"вывода вводит информацию с фазометра 3,частотомера 4 и блока 5 контроля схе":мы замещения в соответствующие области памяти. При этом производитсяодновременно контроль состояния разрядов, поступающих с блока 5 контролясхемы замещения. Если старший раэрядв состоянии "1", то в контрольный ре"гнстр записывается адрес подпрограммы вычисления параметров резонансного двухполюсника. Если в старшем разряде - "О", в контрольный регистр ничего не записывается,Далее микроЭВМ 8 записывает в выходной регистр код, обеспечивающий .подключение к колебательному контуругенератора 1 образцового элемента 12(фиг. 2), и выводит содержимое регист.ра выходного на интерфейс ввода-вывода. В дальнейшем измерение происходитаналогично описанному, но со следующими особенностями.После очередного ввода информациимикроЭВМ в зависимости от кода, приходящего с блока кочтроля схемы замещения, записывает адрес соответствующей подпрограммы вычислений, а такжезаписывает очередной код в выходнойрегистр для смены образцового элемента в контуре генератора 1 по номиналулибо по характеру. По окончании измерения микроЭВМ обращается к подпрограмме по адресу, записанному в контрольном регистре, и вычисляет параметры исследуемого двухполюсника,5 1413551 . 6Результаты вычислений выводятся на Ф о р и у л а изобретенияпериферийное устройство 9 или отобра, Способ измерения параметровжаются на блоке 10 индикации. Работе трехэлементного комплексного двухпоустройства соответствует блок-схема, люсника, заключающийся в том, что из 5изображенная на фиг, 5, где приняться меряют сигналы, пропорциональные часледующие оообщения: Рг- выход- стоте и напряжению выходного сигналаной регистр; Ся - счетчик времени автонеиератора, в колебательный кон(определяет время ожидания ввода), тур которого включен исследуемыйВКС - разряды, принимаемые с блока 1 О двухполюсник, о т л и ч а ю щ и йконтроля схемы замещения; Рг - конт- с я тем, что, с целью расширениярольный регистр; адр.1 - адрес под- функциональных возможностей и повыше-программы вычисления параметров резо- ния точности измерения, последованансных двухполюсников; адр.2 - ад- тельно изменяют номинал и характер,рес подпрограммы вычисления парамст я реактивного сопротивления образцоворовдвухполюсников, имеющих индук-. го двухполюсника, измеряют фазовыйтивный характер; адр.Задрес под- сдвиг между током через исследуемыйпрограммы вычисления параметров двух- . двухполюсиик и выходным сигналом авполюсииков, имеющих емкостиой харак- . тогенератора, по наличию или отсутсттер; Сч - счетчик числа измерений;.-. 2 О вию выходного сигналапри отключенномСчч, - счетчик циклов, образцовом двухполюснике в контуреавтогенератора судят о резонансномРасширение Функциональных возмож- или нерезонансном характере исследуеностей обусловлено возможностью оп- мого двухполюсника, по наличию илиределения параметров трехэлементных 26 отсутствию выходного сигнала при смедвухполюсииков резонансного и нерезо- не характера (емкостной или индуктивнансного характера, а также возмож" ный) образцового двухполюсника судяткостью контроля характера схемы заме- об индуктивном или емкостном характещения исследуемого двухполюсника. По" ре исследуемого двукполюсника соотвышение точности достигается за счет 30 ветственно, а отсчет параметров исмаксимального использования цифрового следуемого двухполюсника в автогене-,преобразования, раздельного измерения раторе с контуром вида Л ,. В , СРпараметров исследуемого двухполюсника. определяют по формуламй1Ьй-,) О РаяКяг.х В,С, цф,ц" ф" д ,Тй . и Т, п,п, си ш,к ш ,ф автогенераторе с контуром вида АС, 0-Я,В,С 8 е,(1 + й 8 е,)3,где Оу (р, В,й 8 юс, (1 + е 8 Ы,)9 А 8 0 с (1 + Ф) в в лвтогенераторе с контуром аида сфв автогенераторе с контуром вида А,геев автогенераторе с контуром вида А ,. 6в автогенераторе с контуром вида А,,9 ь 1 + о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, ЗО с целью расширения функциональньгквозмояностей и повышения точностиизмерения, в него введены фазометр,блок индикации блок контроля характера схемы замещения, интерфейс ввода-вывода микроЭВМ блок ввода проЭграммы, периферийное устройство, причем пер.г выход автогенератора подключен к первому входу фазометра,второй выход автогенератора соединен 4 О с вторьг входом фазометра и с входами частотомера и блока контроля ха"рактера схемы замещения, выходы фазометра, частотомера и блока контролясхемы замещения подключены шиной к 45 первой группе входов интерфейса ввода-вывода, первая группа выходов которого соединена шиной с первой группой входов микроЭВМ, первая группавыходов которой подключена шиной кгруппе входов периферийного устройства, вторая группа выходов интерфейсаввода-вывода соединена шиной с управляемыми входами блока контроля харак-тера схемы замещения и автогенерато" ВВ ра, вторая группа выходов микроЭВМподключена шиной к второй группе входов интерфейса ввода-вывода, третьягруппа вь 1 ходов микроЭВМ шиной соединена с входами блока индикации, выходе Л, В, С,9 1413551 о в автогенераторе с контуром вида А,параллельно соединенные элементы исследуемого двухполюсника,С - последовательно соединенный элемент от- "носительно А и Висследуемого ;двухполюсника,В. - образцовыйдвухполюсиик;- элементы, имеющиереэистивный характер;А , В , С 0 " элементы, имеющиеиндуктивный характер;- элементы, имеющие. емкостной характер.2. Устройство для измерения параметров трехэлемеиткого двухполюспика,содержащее перестраиваемый автогенератор, выходы которого. соединены свходами частотонера,а входы - с соответствующими клеммами для подключения исследуеого двухполюсника,втогенераторе с контуром343355ды блока ввода программы шиной соеди- рактера схемы замещения подключен к иены с второй группой входов микроЭВМ, управляемым:-входам фазометра и частоупрйвлямщий выход блока контроля ха- томера.