Устройство для измерения параметров комплексных сопротивлений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 976 А 7/02Со ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ роек гно-ко оматизированны)ельство СССР27/02, 07,05,8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Алма-Атинскоерукторское бюро авсистем управления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ(57) Изобретение относится к областиэлектроизмерительной техники. Устройство для измерения параметров комплексных сопротивлении, преимущественно при воздействии поляризующегонапряжения, содержит измерительнуюцепь 2 с источником переменного тока, источник 1 смещения, операционныиусилитель 11 с цепью обратной связи,интегрирующий усилитель 12 постоянного тока, преобразователь 4 напряжение - ток. Устройство имеет расширенные Функциональные воэможности эасчет исключения необходимости заземления измеряемого сопротивления 3,обеспечения измерений при положительных и отрицательных паляризующих напряжениях и расширения диапазона частот измерительного сигнала. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в устройствах для измерения параметров комплексных сопро 5тивлений при воздействии поляризующего напряжения.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей измерителя за счет исключения необходимости заземления измеряемого комплексного сопротивления, обеспечение измерений при положительных и отрицательных поляризующих напряжениях и расширение диапазона частот измерительного сигнала.На чертеже приведена блок-схема,устройства,Устройство содержит источник 1смещения, измерительную цепь 2 с ис" 20точником переменного тока, измеряемоекомплексное сопротивление 3, преобразователь 4 напряжение - ток, который имеет линеаризующий резистор 5,транзисторы 6 и 7 разной проводимости,диоды 8 и 9 смещения и токоограничивающий резистор 10,операционный усилитель 11 с цепью обратной связи,интегрирующий усилитель 12 постоянного тока.Источник 1 смещения соединен с 30вторым входом измерительной цепи 2,выход которой соединен с первым зажимом измеряемого комплексного сопротивленияа второй зажим сопротивления соединен с выходом преобразователя 4 напряжение - ток и инвертирующим входом операционного усилителя 11 с цепью обратной связи, неинвертирующий вход которого соединен сземлей, а выход - с первым входом 40измерительной цепи 2 и с входом интегрирующего усилителя 12 постоянного тока, выход последнего соединенс входом преобразователя 4 напряжение - ток. Коллекторы и эмиттеры 45транзисторов 6 и 7 включены параллельно и зашунтированы линеаризующимрезистором, а их базы соединены черезсмещающие диоды 8 и 9, включенные всоответствии с проводимостью транзисторов, точка соединения которых подключена к земле, а токоограничивающий резистор 10 включен между эмиттерами транзисторов и входом преобразователя 4 напряжение в . ток,Устройство работает следующим образом.Постоянное напряжение от источника смещения поступает на измерительную цепь 2, где суммируется спеременным напряжением и подается наодин из зажимов для подключения измеряемого комплексного сопротивления 3. Другим зажимом измеряемое комплексное сопротивление 3 подключаютк инвертирующему входу операционногоусилителя 11. Потенциал этого входаза счет действия отрицательной обратной связи близок к потенциалу земли,поэтому ток через измеряемое комплексное сопротивление 3 определяетсятолько его параметрами и приложеннымик нему постоянным и переменным напряжениями.Переменный сигнал, пропорциональный измеряемому комплексному сопротивлению с выхода операционного усилителя 11, поступает на первый входизмерительной цепи 2. Информация опараметрах комплексного сопротивлениявыделяется измерительной цепью 2.Отрицательная обратная связь попостоянному току, которой охваченоперационный усилитель 12 постоянноготока и преобразователь 4 напряжение -ток, обеспечивает близкое к нулю значение постоянного напряжения на входе усилителя 11 вследствие большогокоэффициента усиления интегрирующегоусилителя 12 постоянного тока,Постоянная времени интегрирующейцепи усилителя 12 постоянного токавыбирается много больше периода низшей рабочей частоты измерителя исходяиз допустимой погрешности, котораявозникает из-за наличия неподавленной переменной составляющей сигналана выходе усилителя 12 постоянноготока.Зта составляющая погрешностиуменьшается с ростом рабочей частоты измерителя, т.е. диапазон рабочихчастот расширяется в верхней области.С выхода усилителя 12 постоянноготока на вход преобразователя 4 напряжение - ток поступает постоянноенапряжение, отпирающее один из транзисторов 6, 7 в зависимости от полярности поляризующего напряжения исоздающее в транзисторе ток, равныйтоку, протекающему через измеряемоекомплексное сопротивление 3, Масштабпреобразования напряжение - ток определяется токоограничивающим резистором 10, при этом на коллекторных переходах транзисторов 6 и 7 смещающиедиоды 8 и 9 создают запирающее напряЗаказ 3099/49 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жение, а при малых токах используется линеаризующий резистор 5.Преобразование напряжения в ток исключает влияние цепи обратной свя 5 зи по постоянному току на характеристики операционного усилителя 11 с цепью обратной связи по переменному току, так как большое выходное сопротивление преобразователя 4 напряжение - ток не изменяет коэффициента передачи операционного усилителя 11, а следовательно, не вызывает дополнительного спада его амплитудно-частотной характеристики и дополнительных фазовых сдвигов. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение параметров комплексных сопротивлений при любой полярности поляризующих напряжений в широком диапазоне измерительных частот при незаземленном комплексном сопротивлении. 25Формула изобретения Устройство для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащее измерительную цепь с источником переменного тока, соединенную с одним иэ зажимов измеряемого, комплексного сопротивления и источник смещения; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет исключения необходимости заземления измеряемого комплексного сопротивления, обеспечения измерений при положительных и отрицательных поляризующих напряжениях и расширения диапазона частот измерительного сигнала, в него введены операционный усилитель с цепью обратной связи, интегрирующий усилитель постоянного токаи преобразователь напряжение - ток,состоящий иэ транзисторов разной проводимости, коллекторы которых соединены с первым выводом линеаризующегорезистора, инвертирующим входом операционного усилителя и вторым зажимом измеряемого комплексного сопротивления, эмиттеры соединены с вторым выводом линеаризующего резистора и первым выводом токоограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с выходом интегрирующего усилителя постоянного тока, вход которого соединен с выходом операционногоусилителя и первым входом измерительной цепи, второй вход которой соединен с источником смещения, а базапервого транзистора соединена с анодом первого диода смещения, катод которого соединен с общей точкой устройства и анодом второго диода смещения, катод которого соединен сбазой второго транзистора, причемодин вывод измерительной цепи и второй вывод источника смещения и неинвертирующий вход операционного усилителя соединены с общей точкой устройства.