Способ измерения параметров комплексного сопротивления при помощи уравновешенных мостовых цепей

11281Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения параметров комплексных сопротивлений мостовыми методами.Известен способ измерения пара 5 метров комплексных сопротивлений, основанный на методах прямого преобразования измеряемых параметров в параметры синусоидального напряжения или.тока, частоты сигналов или интервала времени 1 .Недостаток данного способа - значительная погрешность измерения (не менее 0,17);Известен способ измерения параметров комплексного сопротивления при помощи уравновешенной мостовой цени, питаемой от генератора сину-. соидального напряжения согласно ко 20 торому мостовую цепь с подключенным исследуемым комплексным сопротивлением уравновешивают, а отсчет измеряемых параметров производят по состоянию регулируемых элементов мос 25 товой цепи при достнжении равновесия Г 2 3.Недостатком известного способаявляется снижение .точности измере 30ния параметров комплексного сопротивления при наличии внешней помехи, частота которой близка рабочейчастоте моста. Так при высокоточныхизмерениях на частоте 1 кГц такойвнешней помехой является .двадцатая З 5гармоника сетевого напряжения, начастоте 100 Гц - вторая гармоника.Экранирование (электростатическое,электромагнитное) объекта измерениядля защиты от таких помех не может 40быть .широко применено, так как оноизменяет параметры объекта измерения. Кроме того, размеры объектовизмерения могут. изменяться в широких пределах. Подавить эти помехи 45при помощи высокоизбирательных звеньев невозможно, так как частота сети(и ее высших гармоник) не являетсястабильной и может быть равной рабочей частоте моста. В этом случае 50погрешность измерения наибольшаяи при измерении параметров высокоомных объектов на низких частотахдостигает нескольких процентов,что недопустимо при проведении высокоточных измерений.Цель изобретения - повышение точности измерения параметров комплекс 79 1ного сопротивления при наличии гармонической помехи,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измеренияпараметров комплексного сопротивления при помощи уравновешенных мосто- .вых цепей, при котором синусоидальный сигнал генератора подают на мостовую цепь, а затем ее уравновешивают, предварительно сигнал генератора Б синхронизируют с помехой,запоминают результаты измерения припервом уравновешивании мостовой цепи, затем изменяют сигнал генераторадо 0 и вновь уравновешивают мосто 2вую цепь, вычисляют параметры комп"лексного сопротивления по Формулеь -пЬ Ци= - .где Б, Я - результаты измерений,полученные при сигналахУгенератора Б и У соответственно.Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что борьба с помехой ведется путем синхронизации сигналагег,ратора, питающего мостовую схему, с помехой, последующих двух измерений при разных уровнях сигналагенератора и обработки их результатов, т.е, коррекции реэультататовизмерений, полученных при воздействии помехи, а не подавлением самойпомехи. Эту Формулу можно применятьтолько в .том случае, если.параметры помехи в обоих измерениях однии те же. Для достижения этого необходимо синхронизировать сигналгенератора с помехой,На Фиг. 1 изображена измерительная схема моста переменного токадля измерения емкости и проводимости конденсаторов; на Фиг. 2 - блок-,схема моста, реализующего предлагаемый способ.Мост содержит сетевой источник1, синхронизирующий блок 2, генератор 3 синусоидального сигнала,переключаемый делитель .4, мостовуюцепь 5, два зажима 6 и 7 для подклю.чения исследуемого комплексногосопротивления 8,. датектор 9 равновесия, уравновешивающие элементы10 и 11, запоминающие блоки 12 и13блоки 14 и 15 умножения, вычитающие блоки 16 и 17, блоки 18 и 19деления, отсчетный блок 20.,39оЧ - 3)щр ф- образцовая мера проводимос - образцовая мера емкости.С,(ь= "о Х о 0 3 и е 32(01 и 02 Ьр 3.С 3 3Ч 2(о 1=Ч О,ш С 30 еЪи С" еЗ(о 1=д О ц СР Ро и Чо 3Сетевое напряжение подается с выхода сетевого источника 1 на вход синхрониэирующего блока 2, управляющего генератором 3. Частота Е напряжения на выходе генератора становится кратной (а при измерениях на частоте 50 Гц и равной) частоте сети. Это напряжение через переключаемый делитель 4 питает мостовую цепь 5. К зажимам 6 и 7 подключено измеряемое комплексное сопротивление 8 в . объект измерения. По цепи объекта измерения (фиг. 1) протекает,ток, обусловленный напряжением б на выходе переключаемо-. го делителя 4 и сетевой, помехой. Ток неравновесия .3 поступает в деНтектор 9 равновесия.Детектор 9 равновесия анализирует изменение параметров сигнала неравновесия и формирует управляюЩие сигналы на уравновешивающие элементы 10 и 11 таким образом, чтобыпривести мост в равновесие. Уравновешивающие элементы уравновешивают мостовую. цепь (например, изменением числа витков обмоток ш и ш, .Фиг. 1) до тех пор, пока детектор равновесия не зафиксирует равнове-Ъсие.Равновесные значения параметров-: уравновешивающих элементов состав- ляют(2 где 1 пйеи 1 и 1, - квадратныесоставляющие тока; вызванного помехой, 1 К - синфазная напряженйю Ц генератора;ир - круговая частота;- равновесныезначения регу-.лируемых пагде С., С- измеряемые проводимость и емкость конденсатора. Эти значениязапоминаются запоминающими блоками 12 и 13, после чего на выходе переключаемого делителя 4 устанавливается напряжение . 02= иО и .вновь уравновешивается мост. Равновесные значения параметров уравновешиваний следующие:. значения Р 2.(О 1 и Ч 2Умноженные,блоками 14 и 15 умножения на коэффициент п, вычитаются вычитающнмиблоками 16 и 17 из значений Р.,(о и 35Чо . Полученные значения делятся,блоками 18 и 19 деления на коэффици-ент 1-и.На выходах устройств деления фор-мируются откорректированные значения параметров Р. и Ч по которымотсчетный блок 20 производит отсчетизмеряемых. параметров С и С. Полу"ченные скорректированные значенияР и ц.; (т,е. отсчет результатовизмерения) пропорциональны проводимости С и емкости С измерения ине зависят от параметров помехи.Применение в мостах неременногбтока. предлагаемого способа измеренияпозволит снизить погрешность изме;рения в 3-5 раз по сравнению с известным способом и полностью устра-,нить влияние гармоник сети.1128179 Составитель В. Семенчукеред .С.1 игунова . 1 орре етр ед Обруча акаэ 9023/33 Ти ВНИИПИ Государственнпо делам изобрете 113035, Иосква, Ж, раж 710го комитета СССРий и открытийаушская наб. д. 4/5 Подписно иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,