Устройство для измерения параметров комплексных двухполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 19) (И) 17/ 51) 4 С дПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУФфВЬ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Пензенский сельскохозяйственный институт(56) Карандеев К.Б. Специальные мег тоды электрических измерений. М.: Государственное знергетическое издательство. П., 1963, с. 162.Авторское свидетельство СССР Ф 1026062, кл. С 01 8. 17/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к области измерения и контроля параметров исследуемого комплексного двухполюс, ника. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров двухполюсников, достигается путем снижения уровня помех в результате подключения всех двухполюсников и генератора 1 гармонического сигнала к общейшине, а также введением преобразователей тока 5,1 - 5.3, блоков вычитания 6.1 и 6,2, блока фазовременныхпреобразований 7 и микро-ЭВМ 8. Кроме того, устройство содержит образцовые двухполюсники 2 и 4, однородныеактивной и реактивной составляющимисследуемого двухполюсника 3 соответственно. В микро-ЭВМ входные сиг-налы преобразуются в код, которыйзаносится в соответствующие ячейкипамяти, Использование только фазовыхсоотношений между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи, повышаетточность измерения в области низкихчастот за счет исключения влиянияамплитудной погрешности. 2 ил.1231466 подключены соответственно к четвертому и пятому входам блока фазовременных преобразователей, шесть выходов фазовременных преобразователей подключены к шести соответствующим входам микро-ЭВИ 8.Рассмотрим работу устройства, например при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника.Генератор 1 вырабатывает гармо", нический сигнал. Через двухполюсники 2,3 и 4 протекает соответственно ток (1 к 1 г и 1 э) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля параметров исследуемого комплексного двухполюсника. 5Целью изобретения является повышение точности измерения параметров двухполюсников за счет снижения уровня помех путем подключения всех двухполюсников и генератора гармони- О ческого сигнала к общей шине.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая его работу.В устройстве генератор 1 гармонического сигнала одним выводом подключен к образцовому двухполюснику 2 (Ко), однородномуактивной составляющей исследуемого двухполюсника, 20 первые выводы исследуемого двухполюсника 3 и образцового двухполюсника 4(Хо), однородного реактивнойсоставляющей исследуемого двухполюсника, подключены к первым выводам генератора 1 и образцового двухполюсника 2, однородного активной составляющей исследуемого двухполюсника, вторые выводы двухполюсников подключены соответственно к первым входам преоб разователей 5.1 - 5.3 тока, вторые входы которых подключены к второму выводу генератора 1, выход первого преобразователя 5.1 тока подключен к первым входам первого 6.1 из двух бло-З; ков 6.1 и 6.2 вычитания и блока 7 фазовременных преобразователей, выход второго преобразователя 5,2 тока подключен к первому входу второго блока 6.2 вычитания и к второму входу блока 7 фазовременных преобразователей, выход третьего преобразователя 5.3 тока подсоединен к вторым входам блоков вычитания и к третьему входу блока фазовременных преобразователей, выходы блоков вычитания 4о01к+ 3 Х. (3) Взяв отношение соответственно токов 1 и 1 к токУ 1 г подУ чим выражения Кк+1 Хк 11 -к --К к о(6) Умножим числитель и знаменатель левой части уравнения (6) на выражение, сопряженное со знаменателем, получим уравнение К. Х 11,созЮсозЮк + 1 1 81 пЧ 81 ПЧгКо Ко 1 г (Соз г+ 81 п г) 1, 1 я 81 п Ч Созг - 1 1 Созу, 81 пЧя3(8) Приравнивания соответственно мни- мые и вещественные части уравнения (7)(9) исследуемый двухполюсник 3, с по мощью преобразователя 5.2 тока поступает на вторые входы блоков 6.1 и 6.2вычитания и блока 7 фазовременныхпреобразователей. Ток 1 , протекающийчерез образцовый двухполюсник 4, с 10 помощью преобразователя 5.3 токапоступает на первый вход блока 6.2вычитания и третий вход блока 7 фазовременных преобразователей. Блок6. вычитания вырабатывает сигнал1+, равный разности 1 - 1 , которыйпоступает на четвертый вход блока7 фазовременных преобразователей,К 1 Сов(Ю, -9)(10) Аналогично преобразовав уравнение(5)получим выражение Х (когда Слибо 1, не зависят от частоты)5 Как видно из уравнений (10),(11), (12), в них присутствуют как значения токов, так и фазовых сдвигов между ними. Зная значения токов 1 1, 1 , из векторной диаграммы (фиг. 2) берем разность 1; - 1 и 1 - 1 и 5 соответственно находим значения токов 14 и 1. Построим треугольник, из которого, используя теорему сину-, сов, находим амплитудные значения токов через фазовые сдвиги.301 ЯпЖ 1 Еп(По программе, составленной всоответствии с уравнениями (15) и(6), микро-ЭВМ 8 вычисляет значе 35 ния Кк ХкИспользование только фазовых соотношений между сигналами, снимаемымис измерительной цепи, позволяет повысить точность измерения в области 40 низких частот,.за счет исключениявлияния амплитудной погрешности.Использование устройства позволяет повысить точность измерения, чтосоздает возможность для разработки 45 на их основе новых высокоточных устройств для измерения параметров комплексных двухполюсников.(14) 50 Х 11 г Б.п Созг. К 1 (Совс + После соответствующих преобразований уравнения (8) и (9) примут Х 1Бп - % ) 1Х 1 у Б хп (Чо ЧгоХ 1(12) Подставив уравнения (13) и (14)в уравнения (11) и (12) получимвыражения для искомых параметров безучета амплитудных соотношений К Б 1 пЧ СовВ - 4К Бпу ХБп Ръо Б 1 п(%о 9 го)Хо Б 1 П Чго ( ) Как видно из выражений (15) и (16), в них присутствуют лишь значения фазовых сдвигов между сигналами, снимаемыми с измерительной цепи.Ток 1, протекающий через образцовый двухполюсник 2, с помощью преобразователя 5.1 тока поступает на первые входы блока 6.1 вычитания и блока 7 фазовременных преобразователей. Ток 12, протекающий через Блок 6.2 вычитания вырабатывает сигнал 1 , равный разности 1 - 1дэкоторый поступает на пятый вход бло-г кафазовременных преобразователей,Блок 7 фазовременных преобразователей вырабатывает сигналы, пропорциональные фазовым сдвигам между входными сигналами, которые поступают на соответствующие входы микро-ЭВМ 8.В микро-ЭВМ входные сигналы преобразуются в код и в виде кода заносятся в соответствующие ячейки памяти. Формула изобретения Устройство для измерения параметров комплексных двухполюсников, содержащее клеммы для подключения исследуембго двухполюсника, генератор гармонического сигнала, первым выводом подключенный к первому выводу образцового двухполюсника, однородному активной составляющей исследуе1231466 Фиг,Я Составитель В,СеменчукТехред Л,Олейник Редактор А.ГулькоКорректор Г.Решетник Тираж 28 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5аказ 2561/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 мого двухполюсника, образцовый двухполюсник, однородный реактивной составляющей исследуемого двухполюсника, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения за счет снижения уровня помех, в него введены три преобразователя тока, два блока вычитания, блокфазовременных преобразователей, 10микро-ЗВМ, причем первая клемма дляподключения исследуемого двухполюсника и первый вывод образцового двухполюсника, однородиого реактивнойсоставляющей исследуемого двухполюсника, соединены с первым выводом генератора гармонического сигнала ис общей шиной, второй вывод образцового двухполюсника однородного активной составляющей исследуемого 20двухполюсника, вторая клемма дляподключенияисследуемого двухполюсника и второй вывод образцового двухполюсника, однородного реактивной составляющей исследуемого двухполюсника, 15 подключены соответственно к первымвходам преобразователей тока, вторыевходы которых подключены к второмувыводу генератора гармоническогосигнала, выход первого преобразователя тока подключен к первым входампервого: блока вычитания и блока фазовременных преобразователей, выходвторого поеобразователя тока попклю-.чен к первому входу второгоблока вычитания, к второму входу блока фазовременных преобразователей ик второму входу первого блока вычитания, выход третьего преобразователятока подключен к второму входу второ"го блока вычитания и к третьему входу блока фазовременных преобразователей, выходы блоков вычитания подключены соответственно к четвертому ипятому входам блока фазовременныхпреобразователей, шесть выходов блока фазовременных преобразователейподключены к шести соответствующимвходам микро-ЭВМ.