Измеритель -параметров

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) (1 И 3(59 СО К 27 2 еИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ юлюк(53 (56 У 6 литветакту Я ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛОСУ 21) 3441685/18-21(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинскогокомсомола) 1. Авторское свидетельство СССР61417, кл. О 01 К 27/26, 1976.2. Авторское свидетельство СССРР 748286, кл, 0 01 К 27/26, 1978(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СЯ в . ПАРАМЕТРОВсодержащий два входных зажима,генератор синусоидального напряжения, первый и второй операционныеусилители, образцовый резистор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, два Фазочувствительных детектора, два фильтра нижнихчастот, логометр и три переключателя, причем вход операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, второй зажим которого соединен с общим контактом первого переключателя, информационный входвторого фазочувствнтельного детектора связан с входом Формирователя,выход которого подключен к управляющимвходам первого и второго фазочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильт,ры нижних частот соединены с входами логометра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и упрощения его схеьи, вход формирователя и инвертирую щий вход дифференциального усилителя, выполненного на базе второго операционного усилителя, подключен к выходу генератора синусонцального напряжения, неинвертирующий вход дифференциального усилителя - к выходу первого операционного уси ля, к нормально замкнутому кон первого и нормально разомкнутому контакту второго переключателей, а выход - одновременно. к входу интегратора, к нормально разомкнутым контактам первого и третьего переключа" телей, а также к нормально замкнутому контакту второго переключателя общий контакт которого связан со свободным выводом образцового резне тора, нормально замкнутый контакт третьего переключателя соединен с выходом интегратора, а общий контакт - с информационным входом первого Фазочувствительного детектора.Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров емкостных и индуктивных объектов.Известен измеритель индуктивнос" ти и добротности катушек, содержащий генератор синусоидальнбго напряжения, преобразователь ток-напряжения, опорныМ усилитель в режиме дифференциатора, три фазочувствительных детектора, три фильтра нижних частот и логометр 11 .Недо"татком этого устройства является наличие активного дифференциатора, вследствие чего ограничивается возможность обеспечения устойчивой работы устройства.Известен также универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивления катушек индуктивности, содержащий генератор синусоидального напряжения, первый и второй операционные усилители, образцовый резистор, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, два фазочувствительных детектора, два Фильтра нижних частот, логометр и три переключателя, причем вход операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, второй зажим которого соединенс общим контактом первого переключателя, информационный вход второго фазочувствительного детектора связан с входом формирователя, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго фаэочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильтры нижних частот соединены с входами логометра Ц .Недостатком известного устройства является склонность к самовозбуждению, поскольку такой важный узел измерителя как преобразователь ток напряжение работает в режиме активного дифференциатора при измерении емкостных объектов. Цель изобретения - повышение устойчивости работы устройства и упрощение его схемы.Поставленная цель достигается тем, что в измерителе СЬН-параметров, содержащем первый и второй входные зажимы, генератор синусоидального напряжения, первый и второй операционные усилители, образцовый резистор, интегратор, Формирователь прямоугольных импульсов, два фаэочувствительных детектора, два фильтра нижних частот, логометр и три переключателя, причем вход первого операционного усилителя связан с образцовым резистором и первым входным зажимом измерителя, вторэй за 35 устройство для измерения С 1 В-параметров содержит измеряемый эле 40 45 55 60 65 5 10 15 20 25 30 жим которого соединен с общим контактом первого переключателя, информационный вход второго Фазочувствительного детектора связан с входомформирователя, выход которого подключен к управляющим входам первого)ивторого фаэочувствительных детекторов, выходы которых через соответствующие фильтры нижних частот соединены с входами логометра, входформирователя и инвертирующий входдифференциального усилителя, выполненного на базе второго операционного усилителя, подключен к выхЬдугенератора синусоидального напряжения, неинвертирующий вход дифференциального усилителя - к выходупервого операционного усилителя, кнормально замкнутому контакту первого и нормально разомкнутому контакту второго переключателей, а выход -одновременно к входу интегратора,к нормально разомкнутым контактампервого и третьего переключателей,а также к нормально замкнутому контакту второго переключателя, общийконтакт которого связан со свободным выводом образцового резистора,нормально замкнутый контакт третьего переключателя соединен с выходом интегратора, а общий контактс информационным входом первого фазочувствительного детектора. На чертеже показана схема устройства,мент 1, генератор 2 синусоидальногонапряжения, первый операционный усилитель 3, дифференциальный усилитель 4, образцовый резистор 5, первый 6, второй 7,и третий 8 переключатели, интегратор 9, формирователь 10, первый 11 и второй 12 фазочувствительные детекторы, первый 13 и второй 14 Фильтры нижних частот, логометр 15, первый 16 и второй 17 входные зажимы.Вход первого операционного усилителя 3 связан с образцовым резистором 5 и первым входным зажимом16 измерителя, второй зажим 17 которого соединен с общ м контактом первого переключателя 6, выход формирователя 10 подключен к управляющим входам первого 11 и второго 12 фаэочувствительных детекторов, выходы которых соответственно через фильтры нижних частот 13 и 14 соединены со входом логометра 15, выход генератора 2 подключен к входу формирователя 10, к информационному входу второго фаэочувствительного детектора 12 и к инвертирующему входу дифференциального усилителя 4,неинвертирующий вход которого соединен с выходом первого операционнго усилителя 3, с нормально замкнутым контактом первого б и нормально разомкнутым контактом второго 7переключат"лей, а выход - одновременно с входом интегратора 9, снормально разомкнутыми контактамипервого 6 и третьего 8 переключателей, а также с нормально замкнутымконтактом второго переключателя 7,общий контакт которого связан сосвободным выводом образцового резистора 5, нормально замкнутый контакт третьего переключателя 8 соединен с выходом интегратора 9,а об"щий контакт - с информационным входом первого фазочувствительного детектора 11, измеряемый элемент 1подключен к входным зажимам 16 и 17измерителя.Устройство работает следующим образом,Измерение емкостных объектовпроизводится по параллельной схемезамещения с реактивной(оС и ак-тивной С проводимостями, а индуктивных - по последовательной среактивным Ы 4 и активным Н сопротивлениями.При измерении емкостных объектовпервый и второй переключатели б и 7находятся в положении С. Первыйоперационный усилитель 3 работает врежиме интегратора, поскольку измеряемый емкостной элемент 1 включен вцепь обратной связи операционногоусилителя.напряжение 0 на выходе дифференциального усилителя 4 определяетсявыражением1О.-К Ьоо)г)тгде Оо и 0 - напряжения на неинвертирующем и инвертирующем вкодах усилителя 4 соответственно;К - коэффициент его усиления,Это напряжение через образцовый резистор 5 подается на вход первого операциЬнного усилителя 3, напряжение на выходе которогоК(,1 ыС СкДгде К - сопротивление образцотвогорезистора 5.Формирователь 10 преобразует приложенное к его входу напряжение генератора 2 цг в синфазный меандр, поступающий на управляющие входы Фа" зочувствительных детекторов 11 и 12По"кольку на инФормационный вход второго фазочувствительного детекто ра 12 также подается напряжение 0го напряжение на его выходе ФАг("г) т где (0 г - модуль напряжения генератора 2 Ог;уА - коэффициент передачи Фазочувствительного детектора.10 Из Формул (1) и (2), считая К)51и приняв фазу напряжения генератора2 (6 г за нулевую, т.е.= -оС,РЙ,1-с,ц О,20 Это натяжение прикладывается квходу интегратора 9, поэтому напряжение на его выходе25 ( Р(ИС С )1,1=1 сдСо Ро 1(д С оЙ о"Ск"Й хя оСо ыС ко 30 где Йо и Со - сопротивление и емкость элементов интегратораа 9,35 При измерении реактивной составляющей соС измеряемого элемента 1 третий переключатель 8 находится в положении Р, и на информационный входпервого фазочувствительного, детектора 11 подается напряжение 0 хпоэтому напряжение на его выходесогласно (6) ЙСк. "С=А .ц Ь.1,оСо 45 тДля измерения активной составляющей Ск измеряемого элемента 1 третий переключатель 8 переводятся в положение А. При этом на информационный вход птзрвого Фазочувствительного детектора 11 подается напря.жение 1 к, поэтому напряжение на его выходе согласно (5)(7) О = д хР,. При измерении индуктивных объектов 60 первый и второй переключателй 6 и 7находятся в пОложении (, и в этом случае первыйоперационный усилитель 3 работает в режиме интегратора, поскольку измеряемый индуктив ный элемент 1 включен на его входе.