Устройство для измерения отношений квадратурных составляющих комплексных электрическихпараметров

. .псе.л 1 О П И С. А Н ИЗОБРЕТЕН 220348 гСоюз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ льства140915/26 ависим от авт. свиде 5 111,1967 ( л. 21 е, 29/О аявл присоединением заявк ЧПК б 01 ПриоритетОпубликовано 28.И.1968. БюллетеньДата опубликования описания З.Х.19 Комитет по делам обретений и открытири Совете влинистроСССР УДК 621.317,733,0Авторыизобретения А. Л. Грохольски Соболевский, В, И. Титкови Е. Н. Уткини электрометрии СибирскогАН СССР ику Институт авто вите ки ления УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЙ КВАДРАТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВзочувствительных дет схема описыва Йзобретение относится к области электро. йзмерительной техники и предназначается для измерения малых отношений квадратурных составляющих комплексных электрических параметров в непрерывном диапазоне частот от десятков гц до единиц Мгц по двух- и трехважимной схеме,Известное устройство содержит измерительйую мостовую цепь, состоящую из генератора рабочей частоты, уравновешивающего усилителя, исследуемого и образцового объектов. На выходе уравновешивающего усилителя, охваченного обратной связью, включен управляемый делитель напряжения, управляющий сигнал на который поступает с выхода фазового детектора, подключенного к выходу вышеупомянутого делителя напряжения через последовательно соединенные вторичную обмотку трансформатора, подключенного к выходу генератора рабочей частоты, и усилитель переменного напряжения.Недостатком известного устройства является резкое снижение точности при измерении малых отношений квадратурных составляющих исследуемого комплексного объекта, обусловленное частотно-фазовой и временнои нестабильностью измерительных цепей при работе в широком диапазоне частот, неточ ностью установки фазы опорного напряжения, осуществляемой фазовращателем, и нестабильностью нуля фа екторов.Предлагаемое изобретение отличается отизвестного тем, что в цепь измерительной мостовой цепи включен вспсмогательный образцовый элемент с переменным модулем проводимости, одним выводом подключенный к выводу исследуемого объекта; вторые выводыобразцового элемента и исследуемого объекта0 через коммутатор подключены ко входу уравновешивающего усилителя, выход которогосоединен с амплитудным и фазовыми детекторами с включенными на их выходах регистрирующими на частоте коммутации устрой 5 ствами.Такое устройство позволяет повысить точ.ность и стабильность измерения малых отно.шений квадратурных составляющих комплексных электрических параметров в непрерывном20 диапазоне частот.На чер 1 еже представлена емого устройства,В цепь включены генератор 1 рабочей частоты, исследуемый объект 2, образцовый25 объект 3 с переменным модулем комплексногосопротивления 4, коммутатор 5, уравновешивающий усилитель о, амплитудный детектор 7,фазовый детектор 8, регистрирующие устройства 9 и 10, фазосдвигающее устройство 11,30 генератор 12, управляющий коммутатором, 220348Модуль проводимости вспомогательногообразцового объекта 3 устанавливается рав ным модулю комплексной проводимости исследуемого объекта. Точность установки ра.венства модулей легко проконтролировать с помощью обычного амплитудного детектора 7 и регистрирующего устройства 9 переменного тока (напряжения) частоты комму тации. При необходимости процесс установки равенства модулей проводимости может быть легко автоматизирован, если входной сигнал амплитудного детектора использовать в качестве управляющего. В результате на фазовый детектор 8, в качестве которого используется обычный фазовый детектор, подается фазомодулированное напряжение, фаза которого изменяется с частотой коммутации. На выходе фазового детектора 8 выделяется пере.менное напряжение, амплитуда которого Уа прямо пропорциональна абсолютной разности фаз переменных напряжений У , и с/ т о и не зависит от величины фазы опорного напряжения, снимаемого с выхода фазосдвигающего устройства 11, Амплитуда Е 1 а равна с/и =к(ср, - ро), где к - коэффициент пропорциональности.Так как вспомогательный образцовыйобъект 3 выбирается таким же по характеру проводимости, как и исследуемый объект, и практически не содержит квадратурной составляющей, то при условии, что дбилид, можно записать:Г =1 или с/ =й - .б.л. АхВеличина этого напряжения подается нарегистрирующее устройство 10, проградуиро.ванное в единицах отношения квадратурных составляющих,Предельное значение фазовой девиации, которую можно измерить предполагая, что коммутатор идеальный и вспомогательный образцовый объект не имеет квадратурных составляющих, определяется значениями входных сигналов и флюктуационным порогом, завися щим от типа применяемой фазоизмерительной схемы. В частном случае при построении фазоизмерителя на основе сумморазностных.схем измерения фазы флюктуационный порог не может составлять порядка (3 - 4) 10 4 сек.При этом схема фазоизмерителя оказывается некритичной к наличию амплитудной модуляции, что очень важно при выяснении точности/то - , е / о/ Устройство работает следующим образом.При подключении образцового объекта 3 с переменным модулем комплексного сопротивления 4 ко входу уравновешивающего усили. теля б входное напряжение усилителя, созда ваемое напряжением генератора 1 рабочей частоты, компенсируется напряжением, действующим на выходе уравновешивающего усилителя через цепь обратной связи так, что при бесконечно большом коэффициенте уси ления усилителя б результирующее напряжение, действующее на входе усилителя, стремится к нулю, а напряжение на его выходе определяется выражением Уг = С, -// е" -о),/ о/ где с/г - напряжение на выходе уравновешивающего усилителя при подключении к его входу исследуемого объекта;У - напряжение на выходе генератора рабочей частоты;/ У/ - модуль проводимости образцового объекта;/ У/ - модуль проводимости исследуемого объекта;- аргумент комплексной проводимости исследуемого объекта, 50определяемый по формулеср=агс 1 д , в которой д, их6, - активная и реактивная составляющие проводимости исследуемого объекта, представленного по параллельной схеме замещения;- аргумент комплексной проводимости образцового объекта, 40определяемый по формулесро=агс 1 д, в которой оО иКооЬ - активная и реактивная составляк)щие проводимости цепиобратной связи уравновешивающего усилителя, представленнойпо параллельной схеме замещения. 50 При подключении образцового объекта 3 с переменным модулем ко входу уравновешивающего усилителя б напряжение на его выходе равно: 55 где Ото - напряжение на выходе уравновешивающего усилителя при подключечии к его входу вспомогательного образцового объекта;/ о/ - модуль проводимости вспомогательного образцового объекта; 65 со - аргумент комплексной проводи.мости вспомогательного образцового объекта, определяемый по формуле сс, = агс 1 р -в кото.Юоь,рой Ыо и Ьо - активная и реактивная составляющие проводимости вспомогательного образцового объекта, представленного по параллельной схеме замещения.оррект В. Наделиева Заказ 2559/10 Тираж 530ЦНИИГ 1.Л Комитета по делам изобретений и открытийМосква, Центр, пр. Серова,Подписное и Совете Министров СССРипография, пр. Сапунова, 2 установки модуля проводимости вспомогательного образцового объекта,Предмет изобретения Устройство для измерения отношений квадратурных составляющих комплексных электрических параметров, содержащее мостовую измерительную цепь, генератор рабочей частоты, уравновешивающий усилитель, исследуемыи и образцовый объекты, фазовращатель и регистрирующее устройство, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности измерения малых отношений квадратурных составляющих комплексных электрических параметров в непрерывном диапазоне частот, в цепь измерительной мостовой цепи включен вспомогательный образцовый элемент с переменным модулем проводимости, одним выводом подключенный к выводу исследуемого объекта, а вторые выводы образцового элемента и исследуемого объекта через коммутатор подключены ко входу урав новешивающего усилителя, выход которогосоединен с амплитудным и фазовыми детекторами с включенными на их выходах регистрирующими на частоте коммутации устройствами.