Стробоскопический измеритель составляющих комплексного сопротивления

О П И С А Н И Е 744369ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сацналистическнх Республик(61) Дополнительное к а (22) Заявлено 15,03.78 (2 с присоединением заявки -свид-ву -2589359/18-2 51) Ч.Кл.з 6 01 Тесударствееный комдтет СССР ло делам изобретений н еткрытнй(088.8) юллетс 45) Дата опубликования описания 07.12.8 72) Автор изобретения 71), Заявитель, В, Волох технический институтьской социалистической Киевскии ордена Ленина по ени 50-летия Великой Октя революциипреобразователя подключен к выводной клемме, а опорного канала - к выходу опорного генератора, выходы эгих каналов подключены к входам дифференциального усилителя, кроме того, выходы сигнального канала и дифференциального усилителя подключены к вычислительному устройству, которое содержит второй дифференциальный усилитель, регулируемый фазовращатель, индикатор равенства фаз, операционный усилитель, источник опорного напряжения с двумя переменными резисторами, нуль-орган, фазовращатель, усилители-ограничителп, стробированные усилители и индикаторы составляющих полного сопротивления, ключи. Однако недостатком этого измерителя является большая погрешность преобразования амплитудных значений напряжений при широком динампческом диапазоне измеряемых сопротивлений. Например, при изменении измеряемого сопротивления в диапазоне 50 см - 100 кОм погрешность преобразования ктожет достигать до 10%. Это обуславливается тем, что в этом диапазоне изменяется постоянная времени заряда конденсатора стробоскопического преобразователя,Целью изобретения является повышенточности измерения,(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЪСОСТАВЛЯЮЩИХ КОМ ПЛ ЕКС НОГО СОП РОТ И ВЛ Е". т с2Изобретение относится к электрорадиоизмеритетпьотой технике, может быть использовано при определении активной и реактивной, составляющих полных сопротивлений двух- и четырехполюсников, 5Известен измеритель разности фаз комбинированиый, содержащий задающий генератор;:вспомогательную цепь, эталонныйрезистор; .плодключенный к внешним зажимам, первый смеситель, первый видеоуси Олитель,: усилитель-ограничитель, фазовый детейтор, перестраиваемый генератор,формирователь стробимпульсов, второйсмеситель, второй видеоусилитель, опорныйгенератор, а также детектор амплитуды и йдетектор фазы 1.Существенным недостатком е.о является большая х; погрешность преобразованияамплитуд высокочастотных сигналов напромежуточную часто гу, 20Наиболее.:близким техническим решением являетея измеритель активной иреактивной соетавляющих полного сопротивления 12.Зтот измеритель активной и реактивной 25составляющих полного сопротивления содержит опорный генератор, включенныйпоследовательно с эталонным сопротивлением и внешними зажимами, причем входсигнального канала стробоскопического Э 0Это достигается тем, то В ст )о Осхсц- ческий измеритель составляющих комлс:;свого сопротивления, содсржащий Оцорый генератор, эталонный резистор, о;нц выводов которого через опорный :с; стробоскопического црсобразовател Я 1;о;,- ключец к операционному сцлтслс, а дп, - гой соединен с одной входной кгВ),мой и с сигнальным каналом стробскопи с ого преобразователя, выч цсл цтсл ьпы г псРВый Вход котоРого цо;кл 10 с 1 1 Выхо операционного усилитсл 5, Ввсчсы 1 праВ- ляемый делитель, два дифференциальных компаратора, два усилцпгсля 1: компенсации, видеоусилитель и калибратор постоянного напряжения, причем, опорный гсце,)атор соединен с управляемым делителем, выход которого подключен на цизкоомцую нагрузку, другой вывод которой соедшец с общей шиной и другой входной клеммой устройства и к эталонному резистору, калибратор постоянного напряжсшя подклсчен к первому и второму диффсцццальцым компараторам, второй вход первого цз которых соединен с одной входной клеммой, а его выход через первый усилитель некомпенсации подключен к другому входу управляемого делителя, второй же вход второго дифференциального компаратора соединен непосредственно с входом вычислительного устройства и через видеоусилитель с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя, а его выход через второй усилитель некомпсцсациц подключен к управляющему входу видеоусцлителя.На чертеже показана структурная схема стробоскопического измерителя составляющих комплексного сопротивления,Стробоскопический измеритель составляющих комплексного сопротивления содержит опорный генератор 1, подключенный к управляемому делителю 2, выход которого подключен на низкоомную нагрузку 3 к опорному каналу стробоскопического преобразователя 4 и через эталонный резистор 5 к входным клеммам для подключения неизвестного импеданса 6, а также и к дифференциальному компаратору 7 и к сигнальному каналу стробоскопиче ского преобразователя 4, калибратор постояннога напряжения 8 подключен к первому 7 и второму 9 дифференциальным компараторам, причем выход первого 7 из которых через первый усилитель некомпенсации 10 подключен к другому входу управляемого делителя 2, выход второго дифференциального компаратора 9 соединен через второй усилитель некомпенсации 11 с управляющим входом видеоусилителя 12, второй его вход соединен с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя 4, а выход подключен к дифференциальному компаратору 9, операционному усилителю 13 и вычислительному блоку 14, второй Вход коз)ро подклю сц к выходу опера,)к;го ус.Тел.), кроме того, выход гн)орпого канала .";".Об)оскоццеского цре.Образоватсля 4 Од:.:кец к друго,у .,хоОс)поного усцгцтеля 13.,5 к;цхс:сксцс О сон)отв.,сия ратает слс усниц)1 образом.В ысс;Очасто Гцы.1 с)гца.1, сцмас.1: с ,.О,)1 О Гсцсратор 1 1, поступает 1 срс;равг 15 с.,В," гсгцтегь 2 11 а цепочку. сос Ояц ) з эта;Оццого рсзцстОра 5 и из; )яс)ого 1: педацса б.Л)илц судно-)азовс соотношения Вь:- 5 соко;астотцых апО 5 жсцц, Выделяем Ха эталонном резисторе 5 и 1:змер 5 с.,ом ц)педансе, переносятся стробоскопцческцм преобразователем 4 ца фцксироваццуо ццзуО частоту опорного сигнала. Причем 20 коэффициент передачи преобразователядолжец быть равен единице. В операционном усилителе 13 формируется составляюц 1 ая цацряжсця)э, Выдел 51 ющаяся ца эталонном резисторе.25 Зная амплитуды и фазу между нимидвух напряжений 1) 1цетрудно определить в вычислительном устройстве 14 составляющие комплексного сопротивления,Однако в сигнальном канале стробоскопического преобразователя возникает значительная погрешность от изменения постоянной времени заряда конденсатора при открытом мосте, собранного на диодах в момент стробирования при широком изменении измеряемого сопротивления,Для устранения этой погрешности входной высокочастотный сигнал поступает на дифференциальный компаратор 7, кроме 40 того, на него же поступает постоянное цапряжецие, снимаемое с выхода калибратора постоянного напряжения 8, В случае неравенства этих напряжений напряжение неком пецсации, усиленное усилителем 10, 45 подается на управляющий вход блока 2. Врезультате изменяется амплитуда напряжения на измеряемом импедансе до тех пор, пока не произойдет полная компенсация, При этом амплитудное значение вы сокочастотного сигнала, выделенного на импедансе 6, будет равно постоянному напряжению, снимаемому с калибратора 8, Это же постоянное напряжение поступает на второй диффенциальный компаратор 9, на 55 котором сравнивается с преобразованнымпромежуточным напряжением низкой фиксированной частоты, В случае если эти напряжения не равны, возникает на выходе компаратора 9 напряжение некомпенсации, 60 которое усиливается усилителем 11 и воздействует на коэффициент передачи видео- усилителя до полной их компенсации, При этом погрешность преобразования определяется погрешностью дифференциальных65 компараторов.Эта погрешность может достигать в диапазоне частот до 100 Мгц и прп уровне сигналов 50 мВ - 1 В - до 1",-. Следовательно, погрешность прсобразовапня уменьшается с 10 до 1,о. Причем, очевидна простота коррекции погрешности от изменения постоянной времени заряда конденсатора. В опорном канале эта погрешность незначительна, так как она нагружена па низкое сопротивление 75 Ом и постоянная зремени цепи заряда конденсатора практически не изменяется. Формула изобретения15Стробоскопи ческий измеритель составляющих комплексного сопротивления, содержащий опорный генератор, эталонный резистор, один из выводов которого через опорный канал стробоскопического преоб разователя подключен к операционному усилителю, а другой - соединен с одной входной клеммой и с сигнальным каналом стробоскопического преобразователя, вычислительный блок, первый вход которого 25 подключен к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, сцелью повышения точности измерения, в него введены управляемый делитель, два дифференциальных компаратора, два усилителя не- ЗО компенсации, видеоусилитель, калибратор постоянного напряжения, причем, опорный генератор соединен с управляемым делителем, выход которого подключен на низкоомную нагрузку, другой вывод которой соединен с общей шиной н другой ьходной клеммой и к эталонному резистору, калибратор постоянного напряжения подключен и первому и второму дифференциальным компараторам, второй вход первого нз которых соединен с одной входной клеммой, а его выход через первый усилитель некомпенсации подключен к другому входу управляемого делителя, второй вход второго дифференциального компаратора соединен непосредственно с входом вычислительного устройства и через видеоусилитель - с выходом сигнального канала стробоскопического преобразователя, а его выход через второй усилитель некомпенсации подключен к управляющему входу видеоусилителя,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации измерителя разности фаз комбинированного ФК 2-12, 1975 г.2. Авторское свидетельство СССР564608, 6 01 К 27/02, 1976 (прототип).