Устройство для измерения составляющих комплексных сопротивлений

(5 д 4 С 01 к 27 ОБРЕТЕНИЯ ляют эткоторыечислит12 ис инсти ическ омола 8,8) ра- ериЭнервые для иэ ем. М.: рис. 11 автома 12, риаиза(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ СО(57) Изобретение служит для повьппения точности измерения составляющих комплексных сопротивлений, Операционный усилитель 3 формирует напряжение, синфазная и квадратурная составляю щие которого соответствуют активной и реактивной составляющим измеряемого комплексного сопротивления. Фаэочувствительные детекторы 6 и 7 выдеЬ ЗМЕРЕНИЯ СОСТАВПРОТИВЛЕНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ(56) Волгин Л.И. Аналоционные преобразователтельных приборов и сисгоиздат, 1983, с. 197,Измерения, контрольция. 1980, Р 11, 12, с составляющие напряжения, сдаются на аналоговые вы ельные блоки (умножители 8умматоры 1316). На последние подается также напряжение, соответствукаее частоте сигнала генератора 1 переменного напряжения. На выходах сумматоров 15, 16 формируются напряжения, соответствующие активной и реактивной составляющим измеряемого комплексного сопротивления.Введение фазочувствительного детектора 7, аналоговых умножителей 812 и сумматоров 1316, а также преобразователя частота - напряжение позволяет расширить частотный диапазон измерения, т.к, арифметические операции над измерительными сигналами позволяют исключить погрешность, имеющуюся за счет нелинейности преобразования. На чертеже также показаны формирователь 2 тестового сигнала, образцовый (токозадающий) резистор 4 и измеряемый объект с эажимамн 5.Изобретение относится к областиизмерения параметров электрическихцепей, в частности к измерению активной и реактивной составляющихкомплексного сопротивления двухполюсников.Цель изобретения - расширениечастотного диапазона измерений,На фиг1 показана структурная 10-,схема устройства; на фиг. 2-4 - варианты построения сумматоровУстройство для измерения составляющих комплексных сопротивлений содержит двухфазный генератор 1 импульсов, формирователь 2 тестового сигнала, операционный усилитель 3, образцовый резистор 4, зажимы 5 дляподключения измеряемого объекта, первый 6 и второй 7 фазовые детекторы, 20первый 8, второй 9, третий 10, четвертый .11 и пятый 12 умножители,первый 13, второй 14, третий 15 ичетвертый 16 сумматоры и преобразователь 17 частоты в напряжение. 25Первый выход генератора 1 соединен с входом формирователя 2 и с управляющим входом фазового детектора6, второй выход - с входом преобразователя 17 и с управляющим входом 30фазового детектора 7, инвертирующийвход усилитеЛя 3 соединен с вторымвыводом образцового резистора 4 ипервым зажимом 5 для подключения измеряемого объекта, неинвертирующийвход - с общей шиной, а выход - свторым зажимом 5 для подключения измеряемого объекта и информационнымвходом фазовых детекторов 6 и 7.Выход формирователя 2 соединен с 40первым выводом образцового резистора 4, выход фазового детектора 6 с первыми входами сумматоров 13 и15, первым входом умножителя 9 ипервым и вторым входами умножителя 458, выход детектора 7 - с вторымивходами сумматоров 14 и 16, вторымвходом умножителя 9 и первым и вторым входами умножителя 10, выходыумножителей 8 и 10 подключены соответственно к второму и третьему входам сумматора 13, выход умножителя9 - к первому входу сумматора 14.Выходы сумматоров 13 и 14 соединены с первыми входами умножителей11 и 12 соответственно, вторые входыумножителей 11 и 12 - с выходом пре"образователя 17, выходы умножителей11 и 12 подключены соответственно к первому входу сумматора 16 и второму входу сумматора 15, выходы сумматоров 15 и 16 являются соответственно 1синфаэным и квадратурным выходами устройства.Генератор 1 выполнен полностью на логических схемах без применения точных аналоговых элементов, что позволяет получить фазовый сдвиг нао90 между импульсными последовательностями на первом и втором выходах генератора 1. Формирователь 2 тестового сигнала с частотой, представляющий собой, например, фильтр с двойным Т-образным звеном, преобразует импульсную последовательность в синусоидальное тестовое напряжение О = ио зЫ 2 тйе.Выходное напряжение операционного усилителя (ОУ) при измерении комплексного сопротивления Е = К Е+ 11 Е составляетеЕх (1 + РВ, 4 оо3 В (1 + )11 оогде К - сопротивление образцовогоорезистора 4;Зи 8- относительные погрешностипреобразования соответственно активной (КеЕ) и 1.ареактивной (1 2) составляющих комплексного сопротивления 2 измеряемого двухполюсника.Фазочувствительный детектор 6 выФ деляет синфазную напряжению Б составляющую 0 напряжения 0 соответствующую с точностьЮ до величины 3 активной составляющей КеЕ комплексного сопротивления Е, т.е.О ="(1 + Р)0,.ВоНа управляющий вход фазочувствительного детектора 7 подается напряжение с второго выхода генератора 1, поэтому выходным напряжением детектора 7 будет квадратурная. сос-. тавляющая 0 напряжения 0соответствующая с точностью до величины 3 реактивной составляющей 1 Е комплексного сопротивления 2, т.е.0 (1 + 3 )БоПреобразователь 17 частоты в напряжение преобразует частоту тестового сигнала в пропорциональное тестовое напряжение Ц с маштабным коэффициентом, равным а/Е, т.е.= аГ/2г а : 1/Г, - коэффициент преобра 1зования, устанавливаемый равным ве-личине, обратной значению частоты единицного усиления ОУ.Выходные напряжения первого -третьего умножителей 8-10 соответст 2венно равны: ц, = цд, ц цд цр,ц, = цр,Первый сумматор 1.3 после операцийсложения-вычитания согласно фиг. 2Я Йвыдает напряжение ц = - цд + цд +р+ цдВторой сумматор 14 согласно фиг.Звыполняет операции, в результате которых его выходное напряжение составляет ц = - Цр - 2 ЦрЦ д.Выходные напряжения четвертого 11и пятого 12 умножителей соответст 1 2венно равны цд = ц (ц д + цд - цр )ц = ц(цр + 2 цр цд).Эти напряжения являются сигналами поправки. Поэтому, складываясьсогласно фиг. 4 в сумматорах 15 и16. с напРЯжениЯми ц и Цр, на ихвыходах получаются скорректированныерезультаты преобразования: Цд, = Цд- ц (ц + 2 ц цд), ц = цр + ц(цд+ ц - ц),рФормула изобретенияУстройство для измерения составляющих комплексных сопротивлений, содержащее двухфазный генератор импульсов, формирователь тестового сигнала, операционный усилитель, образцовый резистор, зажимы для подключения измеряемого объекта, фазовый детектор, причем первый выход генератора импульсов через формирователь тестового сигнала соединен с56909 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4первым выводом образцового резистора, инвертирующий вход операционно" го усилителя соединен с вторым выводом образцового резистора и первым зажимом для подключения измеряемого объекта, неинвертирующий " с общей шиной, а выход - с вторым зажимом для подключения измеряемого объекта и с информационным входом фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частот" ного диапазона измерения, в него введены второй фазовый детектор, преобразователь частоты в напряжение, пять аналоговых умножителей и четыре аналоговых сумматора, причем управляющие входы первого и второго фазовых детекторов соединены соответственно с первым и вторым выходом генератора импульсов, информационный вход второго фазового детектора соединен с выходом операционного усилителя, выход первого фазового детектора соединен с первыми входами первого и третьего сумматоров, второго умножителя и с обоими входами первого умножителя, выход второго фазового детектора соединен с вторыми входами второго и четвертого сумматоров, второго умножителя и с обоими входами третьего умножителя, выходы первого и третьего умножителей соединены соответственно с вто- рым и третьим входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом четвертого умножителя, выход второго умножителя соединен с первым входом второго сумматора, вы" ход которого соединен с первым входом пятого умножителя, вход преобразователя частоты в напряжение соединен с вторым выходом генератора, а выход - с вторыми входами четвертого и пятого умножителей, выход четвертого умножителя соединен с первым входом четвертого сумматора, выход пятого умножителя соединен с вторым входом третьего сумматора, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с первым и, вторым выходными зажимами устройства.1456909 Вр р 1 Составитель В.СтукРедактор В.Данко Техред М.Дидык Корректор А.Обр аказ 7549/45 Тираж 711 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Т СССР еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 производственно-по 1йу а, 1