Устройство для измерения параметров комплексных сопротивлений

,ЛО 1016750 А СОЮЗ СОВЕТСНИХааювлемисню 7/1 01 В 27/02, 0 01 АНИЕ ИЗОБРЕ НИЯ я о- ое ГОСУДАРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ СССГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТй СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторскее свидетельство СР 754135, кл. 6 01 В 17/12, 19782. Авторское свидетельство ССС9 842594, кл. 6 01 В 17/12, 1978(54)(57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕПАРАМЕТРОВ КОИПЛЕКСНЫХ СОПРОТНВЛЕсодержащее измерительную цепь, выполненную в виде .источника питанисоединенного-через образцовый резтор с одним из зажимов для подключиия измеряемого комплексного .сопртивления, другой зажим при этом с ей, усилитель напряжения, иненный через разделинсатор с первым выводом а, источник постоянного и ч а ю щ е е с я тем, расширения диапазона ризующих токов.и упроства, вход усилителя оединен с одним зажимом ния измеряемого сопротивым выводом двухполюсника, од последнего через исянного напряжения соеди" динен с эемлвыходом соедтельный кондедвухполюснитока, отлчто, с цельюрабочих полщения устронапряжениядля подключлення и втоа третий выв,точник постнен с земле2. Устрочающееник выполнетранзисторавключен рез йство по и, 1 о т л ис я тем, что двухполюсн в виде составногопараллельно которому истор смещения.Изобретение относится к.электрокэмерительной технике и может быть использовано при построении измерительных устройств переменного тока, предназначенных для определения параметров комплексных сопротивлений в условиях, когда объект измерения поляризуется постоянным напряжением или его магнитопровод подмагничивается полем постоянного тока.Известен трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий источникпитания, трансформатор напряжения,к вторичным обмоткам которого подключена ветвь измеряемого импенданса, к которой подключен повторительнапряжения, соединенный с обмоткойразделительного трансформатора,вспомогательный обраэцОвый резистОР,включенный Между одной иэ обмотоккомпаратора токов и другой обмОткойразделительноготтрансформатора, иветвь образцового импедакса, детектор равновесия, подключенный к индикаторной обмотке компаратора токов,вспомогательный зповторитель напряжения, режекторный фильтр и опера.ционный усилитель, один из входовкоторого подключен к .обмотке разде-.лительного трансформатора, соединенной с вспомогательным образцовым резистором, другой - к обмотке трансформатора напряжения, выход вспомогательного повторителя напряжейиячерез дополнительный образцовый резистор подключен к обмотке компаратора тюков, соединенной с вспомогательным образцовым резистором, а ре.жекторный фильтр включен между выходом операционного усклиюеля к входом вспомогательного повторителя ) 1 ) Недостатком этого устройства яв" ляется сложность обеспечения больших поляризующих токов и потеря энергии,ных резисторов, а также протеканием поляризующего,тока в выходных цепях усилителей, применяемых для целей развязки.сНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий измерительную цепь, выполненную в виде источнике питания, соединенного с трансформатором напряжения, вторичная, обмотка которого соединена .с образцовым рЕзкс" тором, усилитель с единичным коэффициентом передачи напряжения (повторитель напряжения), вход которого подсоединен к потенциальным зажимам объекта измерения, двухполюсник в виде транзисторе с резистором смещения, вспомогательную цепочку, состоящую кз,поаледовательно сс здкненных конденсатора и резистора, к точке соединения которых подключен выход двухполюсника, второй усилитель,разделительный конденсатор, источник постоянного напряжения 2 3.Известное устройство эффективноработает в области малых и среднихзначений тока поляризации, однакоиэ-эа наличия ограничительного резистора (вспомогательная цепочка)оно не позволяет устанавливать боль 10 шке токи поляризации. Кроме того,устройство отличается схемной сложностьюЦель изобретения - расширениедиапазона рабочих поляризующих токов15 и упрощение устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измеренияпараметров комплексных сопротивлений,содержащее измерительную цепь, выполненную в виде источника питания,соединенного через образцовыйрезис"тор с одним из зажимов для подключения измеряемого комплексного сопротивления, другой зажим при этом соединен с землей, усилитель напряжения,выходом соедкненный через разделительный конденсатор с первым выводом двухполюсника, источник постоянного тока, вход усилителя напряжениясоединен с одним зажимом для подключения измеряемого сопротивления ивторымвыводом двухполюсника, а третий вывод последнего через источникпостоянного напряжения соединен сземлей.Кроме того, двухполюсник выполненв виде составного транзистора, параллельно которому включен резисторсмещения.На чертеже приведена структурная.40 электрическая схема устройства.Устройство состоит иэ измерительной цепи 1, выполненной в виде источника питания с трансформаторомчто связано с наличием ограничитель- напряжения, втОричная обмотка кото 45 рого соединена с образцовым резистором,измеряемого комплексного сопротивления 2, усилителя 3 напряжения,двухполюсника 4 с транзисторами 5и б, резистором 7 смещения н вывода 50 ми 8 - 10, разделительного конденсатора 11 и источника 12 постоянногонапряжения.Устройство работает сдедующимобразом,Напряжение источника 12 постоянного напряжения поступает на иэмеряейое комплексное сопротивление 2измерительной цепи 1 через двухполюсник 4, выполненный в виде составного транзистора, состоящего иэ тран 60 эисторов 5 к б и резистора .7 смещения, при помощи которого выбираетсярабочая точка составного транзистора. Переменное (измерительное) напряженке, действующее на зажимах65 измеряемого комплексного сопротивле1 ОИ 75 О Составитель Л. СотниковаРедактор А. Курах Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. Решетйик Заказ 3381/46 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3+35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния 2, через усилитель З.и разделительный конденсатор 11 поступает в базовую цепь составного транзистора двухполюсника 4 (вывод 10), По отношению к этому наг(ряженню составной транзистор двухполюсника 4 вклю чен как повторитель напряжения, поэтому на выводе В двухполюсника 4 относителен; общего провода устройства (1 Земля") действует переменное напряжение, равное как по амплитуде, так и по фазе напряжению, действующему на зажимах измеряемого комплекса сопротивления 2. Это эквивалентно включению последовательно с источником 12 постоянного напряже ния источника переменного напряжения с параметрами, близкими к падению напряжения на измеряемом комплексном сопротивлении 2. Влагод-,ря этому источник 12 постоянного напряжения оказывается развязанным от переменного напряжения и переменный ток в цепь источника поляризации не ответвляется.ЭФФект шунтирования измеряемого 25 импеданса резко уменьшается низким выходным сопротивлением цепи постоянного тока. Степень его уменьшения будет тем выше, чем-точнее будет выполняться равенство падения напряжения на зажимах измеряемого комплексного сопротивления переменному напряжению, действующему на выходе В двухполюсника 4. с этой целью коэффициент передачи усилителя 3 напряжения выбирается равным К=1+(1 Ка): где Кп- коэффициент передачи переменного напряжения составного транзистора.двухполюсника 4,при котором общий коэффициент передачи по переменномр напряжению усилителя 3 напряжения и двухполюсника4 будет равен 1.в связи с тем, что составнойтранзистор двухпслюсника 4, поставленный в режим повторителя напряже-.ния, обладает стабильным коэффициентом передачи, а коэффициент передачи усиаителя 3 также может бытьдостаточно стабильным, например привыполнении усилителя операционнымс точными резисторами в ветвях прямой и обратной связи, то и общийкоэффициент передачи усилителя 3 .напряжения и двухполюсника 4 будеттакже достаточно стабильным,Твк как в предлагаемом устройстве усилитель напряжения Функционально не принимает участия в Формировании тока поляризации и отсутствуют ограничительные резисторы значение тока поляризации или подмагничивания может быть достаточно большим, при этом потери электрической энергии, связанные с наличием двухполюсника, при соответствующем выборе типа транзисторов и их рабочей точки .будут значительно меньшими, чем в известных устройствах.Таким образом, устройство позво- ляет простыми средствами расширить диапазон установки поляризующего тока при сохранении высокой точности измерения.