Автоматический мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ детельстваисимое от авт, свлено 06.Х 11.19 29/О( 12029271 присоединением заявкиМПК 6 ПриоритетОпубликовано 18.Ч.1969, Бюллетень14 Дата опубликования описания 19.1 Х.1969 Комитет по делам зооретений и открыти при Совете Министров СССРАвтор тзобретени Г, файнго явитель ТОМАТИЧ ЕСМЕТРОВ КОМ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕН бласти измериь использовано (как аналого- тельных прибов комплексныхСИ 1 дб, также может ании неуравностов для разЬ 1б, либо - и Я браковки величине и д Известны автоматические мосты для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащие генератор, фазочувствительные нуль-органы и измерительную мостовую цепь, уравновешиваемую по одному из параметров операционным усилителем, вход которого подключен параллельно одному из плеч моста, а выход - последовательно с сопротивлением этого плеча,Предложенный мост отличается тем, что в него введен усилитель с большим отрицательным коэффициентом усиления, вход которого включен в измерительную диагональ мостовой цепи, а выход - последовательно с сопротивлением плеча, находящегося в одной ветви с операционным усилителем.Это позволяет устранить взаимосвязь контуров уравновешивания,Изобретение относится к о тельной техники и может быт при создании автоматических вых, так и цифровых) измери ров для измерения параметро сопротивлений, таких как 1, и Предлагаемое изобретение быть использовано и при созд вешенных разбраковочных моНа фиг, 1 представлена блок-схема одногоиз вариантов предлагаемого моста, предназначенного для измерения С и 1 дб конденсаторов с последовательной схемой замещения 5 потерь, где 1 - измеряемый импеданс 2емкостью С и сопротивлением потерь т; 2 - образцовая емкость без потерь С; 3 и 4 - импедансы плеч отношения Ез и Л 4, Эти им педансы могут иметь любой характер (в том 10 числе могут быть и с тесной индуктивнойсвязью), но обязательно с одинаковым фазовым углом; 5 - вспомогательный усилитель с большим отрицательным коэффициентом усиления, б - операционный дифференцирующий 5 усилитель, состоящий из катодного или эмиттерного повторителя 7, усилителя 8 с большим отрицательным коэффициентом усилителя, конденсатора 9 переменной емкости (Со), с помощью которого осуществляется баланси ровка 1 д б, и сопротивления 10 обратной связи (1 тго); 11 - усилитель разбаланса, 12 и 13 - фазочувствительные детекторы, вырабатывающие сигнал, зависящий от разбаланса по 1 д 6 и С соответственно; 14 и 15 - системы 25 автоматической балансировки моста по 1 О 6и С соответственно, 1 б - генератор, а, 6, с, д, е, 1 - узлы мостовой схемы.Принцип работы моста поясняется топографической диаграммой напряжений, представЗ 0 ленной на фиг. 2. Напряжение на ветвях моста обозначены соответствующими индексами этих элементов.Ьлагодаря тому, что усилитель о через элементы цепи охвачен глубокой огрицательной обратной связью, потенциал точки с практически равен потенциалу земли при любых отношениях импедансов плеч (он тем ближе к потенциалу земли, чем больше коэффициент усиления усилителя о). Таким образом, точки с и о на топографической диаграмме совпадают практически при любом значении измеряемой величины. Так как дифференцирующий усилитель сдвигает выходное напряжение на - 90 по отношению к входному, вектор ое перпендикулярен вектору о 6. Векторы аИ и еб параллельны, поскольку фазовые углы импедансов 2 и 2 равны и через них протекает один и тот же ток.Мост по емкости балансируется изменением величины 2,. При этом вектор еЬ остается неизменным (так как положение точек с и о определяется соогношением измеряемого и образцового импеданса, которое в процессе балансировки моста остается неизменньв), а вектор ад меняется по своей величине, т. е. точка Н скользит вдоль прямой ад.Балансировка моста по 1 дб осуществляется изменением коэффициента передачи операционного усилителя (изменением Ср), причем коэффициент передачи усилителя определяется формулой К =1 ж РоСПри балансировке по 1 дб изменяется величина вектора се, и точка Й движется вдоль прямой гИ, перпендикулярной вектору оЬ. Мост сбалансирован тогда, когда на выходе вспомогательного усилителя о напряжение равно О, т. е. точка с 1 совпадает с точкой с, а вектор асР - с вектором ас. При этом получаем следующие выражения баланса мостаС = С, фз Так как при балансировке по 1 д о точка скользит вдоль линии, перпендикулярной вектору о 6, то проекция вектора сто (У;) на вектор оо будет определяться лишь разбалансом по емкости. В то же время, так как при балансировке по емкости точка а скользит вдоль прямой а 4, а при балансе по 1 дб вектор аЫ (а 5 следовательно и вектор со) совпадает по направлению с вектором ао, проекция вектора со на направление, перпендикулярное вектору ас, будет определять знак разбаланса по 1 дб независимо от расстройки моста по емко сти,Таким образом, в предлагаемом мосте фазочувствительныи детектор 12 вырабатывает напряжение, знак которого зависит лишь от расстройки моста по (дб, а фазочувствительный 15 детектор 1 о - напряжение, знак которого зависит лишь от разбаланса моста по емкости.Величина напряжения на выходе фазочувствительного детектора 13 пропорциональна относительной расстройке моста по емкости не зависимо от величины 1 дб.Предлагаемое устройство обеспечивает раздельный отсчет и раздельное уравновешивание по С и 1 дб (либо А и Я) практически при любых значениях 1 об (либо Я), причем в мо мент равновесия напряжение на входе усилителя разбаланса равно О, и поэтому к стабильности коэффициента усиления такого усилителя никаких требований не предъявляется. 30 Предмет изобретенияАвтоматический мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий генератор, фазочувствительные нуль-ор ганы и измерительную цепь, уравновешиваемую по одному из параметров операционным усилителем, вход которого подключен параллельно одному из плеч моста, а выход - последовательно с сопротивлением этого плеча, 40 отличающийся тем, что, с целью устранениявзаимосвязи контуров уравновешивания, в него введен усилитель с большим отрицательным коэффициентом усиления, вход которого включен в измерительную диагональ мостовой 45 цепи, а выход - последовательно с сопротивлением плеча, находящегося в одной ветви с операционным усилителем.. Л. Айрапето Левина балова едак екторы: Е. Ласточкина и А. Абрамова 480открытий при СоветСерова, д. 4 Тиражетенийентр, п Типография, пр. Сапунова Заказ 2057/12ЦНИИПИ Комитета лам изобМосква,Подписное1 пнистров СССР