Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

С" и 45004 Союз Советских Социалистических Республик(32) Приорите Государственный комитет Совета Министров СССР пе делам изобретенийи открытий 621,317,733 .011 (088.8)(53) бликовано 15.11.74, Бюллетень42 Дата опубликования описания 22.04.7 72) Авторы изобретения Ю. В. Козлов и Е. В. Добош) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫ СОПРОТИВЛЕНИЙ2 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения параметров конденсаторов, индуктивностей и резисторов на переменном токе, а при применении соответствующих датчиков и 5 для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т. п.).Известны мосты для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащие генератор тока с заземленной точкой, детектор 10 состояния равновесия, операционный усилитель, образцовые меры и трансформатор.Однако известные мосты отличаются низкой точностью и чувствительностью.Для повышения точности измерения и чув ствительности в предлагаемом устройстве первичная обмотка трансформатора включена между входом операционного усилителя и общей точкой соединения генератора тока и измеряемого комплексного сопротивления, а вто ричная обмотка включена между выходом усилителя и заземленной точкой.На чертеже приведена схема предлагаемого моста.Мост состоит из генератора тока 1 с зазем лепной точкой, детектора состояния равновесия 2 и двух, включенный между ними, параллельно соединенных электрических ветвей. Одна из них состоит из измеряемого комплекс- ного сопротивления 3, операционного усили теля 4 с образцовым элементом 5 в цепи отрицательной обратной связи, включенным между входом и выходом этого усилителя 4, и регулировочных элементов б и 7, включенных между выходом усилителя и детектором состояния равновесия 2. Другая ветвь состоит из образцовой меры 8, операционного усилителя 9 и трансформатора 10. Образцовая мера 8 включена между выходом операционного усилителя 9 этой ветви и входом детектора состояния равновесия 2, а трансформатор 10 включен в цепь отрицательной обратной связи усилителя 9. Первичная обмотка его включена между выходом усилителя с низким входным сопротивлением и общей точкой соединения генератора тока и измеряемого комплексного сопротивления, а вторичная обмотка - между выходом усилителя и заземленной точкой.Работа моста основана на сравнении токов через измеряемое комплексное сопротивление и образцовую меру, расположенные в разных ветвях моста. Добиваясь равенства токов на выходе ветвей, производят отсчет измеренного результата по величине эквивалентной проводимости регулировочных элементов, Так, если измеряемое комплексное сопротивление равно г=г.,+1 образцовый элемент и образцовая мера выбраны активными и их сопротивления соответственно равны г, и го, проводимостирегулировочных элементов равны др и уур, а отношение витков первичной обмотки трансформатора ко вторичной в , то уравнениепвбаланса моста будет:Меняя местами регулировочные элементы и образцовую меру, получаем схему моста для измерения параллельных компонент измеряемого комплексного сопротивления. Так, если полная проводимость измеряемого комплексного сопротивления равна:1= Ух = Ь"х + /ух)хто уравнение баланса моста будет: пв пв йх+ /Ух = (Яр + Уур) п 1 Точность передачи напряжения от измеряемого комплексного сопротивления к образцовой мере определяется точностью отношения витков трансформатора и величиной коэффициента усиления усилителя.Если еще учесть, что на входе усилителя действует шумовой ток 1 ш и считать трансформатор идеальным, то для усилителя, охвачен. ного последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, значение выходного напряжения можно определить из формулы:п х выхвняв + ш К х откуда- +1выкх пв1+ - . -К пьВ. этих формулах К - коэффициент передачи усилителя от входа к выходу, выраженный в омах. Из формул видно, что при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя погрешность передачи напряжения с измеряемого комплексного сопротивления на выход усилителя можно сделать пренебрежимо малой, Достоинством схемы является и то,что при изменении коэффициента трансформации отношение напряжения сигнала к напряжению шума на выходе усилителя остаетсянеизменным, что позволяет при изменениипределов измерения изменением коэффициентатрансформации получить одинаковую чувствительность на различных пределах измерения,Погрешность передачи напряжения, опредех пвляемая как -- , также остается неизмени,пой, так как при переключении пределов изпвмерения величина г, - , остается постоянной.пВозможно также применение усилителя напряжения с большим выходным сопротивлением, но в этом случае погрешность передачинапряжения с измеряемого комплексного сопротивления на выход усилителя не остаетсяпостоянной и для получения ее постоянстванеобходимо синхронно с изменением коэффициента трансформации менять коэффициентусиления усилителя. Таким образом, выгоднейприменять в качестве операционного усилителя усилитель с низким значением входногосопротивления.Предмет изобретенияМост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий генератор тока с заземленной точкой, детектор состояния равновесия и две, включенные между ними, параллельно соединенные электрические ветви, одна из которых состоит из измеряемого комплексного сопротивления, преобразователя тока, например операционного усилителя, с образцовым элементом и регулировочных элементов, а вторая - из образцовой меры, опе рационного усилителя и трансформатора собмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и чувствительности, в нем первичная обмотка трансформатора включена между входом опе рационного усилителя и общей точкой соединения генератора тока и измеряемого комплексного сопротивления, а вторичная обмотка включена между выходом усилителя и заземленной точкой.450104 Составитель А. Бешуле Техред М, Семенов Редактор Н. Шубина Корректор О. Тюрина Типогр афия, и р. Сапунов а, 2 Заказ 940/4 Изд. М 1125 Тираж 678 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5