Способ измерения параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 234508 Союз Соеетскик Социалистических РеспубликПК 6 01 г Комитет по делам изобретений и открытий1.1969. Бюллетець4 оеете Министров СССР Дата опубликования описания 25 Л Авторыизобретения оболевский, С. М. Казаков и С овицкий тделения АН ССС ависль Институт автоматики и электрометрии Сибирс ПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ПАССИВНЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ искомым параметрам исследуемого двухполюсника, изменяют частоту напряжения питания измерительной цепи до наступления квазиравновесця, характеризуемого максимальным значением реактивной составляющей величины 1, компенсируя часть активной составляющей этой величины, приводят измерительную цепь во второе квазиравновесце, характеризуемое равенством упомянутой реактивной и цескомпенсированнои активной составляювеличины 1, после чего искомый пара- функционально связанный с величиной тсчитывают по значению компенсирующегнала, искомый параметр, функционально нный с величиной Ро, отсчитывают по нию одной пз составляющих или модуля щих метр и о о си:вя знач нескомпенсированцои части величины А, а искомый параметр, функционально связанный с величиной Р;отсчитывают по значению одной из составляющих или модуля сигнала, получаемого путем умножения или деления на частоту упомянутой нескомпенсированной части величины А. 1 1Р, - Р.,(.) томатизи о Это вать пргде К - коР,иР, - ча стотозависимое сти), прямо ил схем,ый Изобретение относится к области измерений параметров сложных электрических двухцолюсциков и может быть использовано в по.луп роводциковой технике, электрохимии идругих областях.Известен способ измерения параметров не.резонансных пассивных трехэлементных двухполюсциков с помощью моста переменного тока, схема плеча сравнения которого идентичнасхеме замещения исследуемого объекта, питающегося от генератора качающейся частоты,когда последовательной регулировкой элемен.тов плеча сравнения добиваются частотонеза.висимого баланса и по значениям элементовцлсча сравнения отс штывают значения элементов исследуемого ооъекта,Предложенный способ отличается от известного тем, что комплексное сопротивлениекомилексцу 10 проводимость) исследуемогодвухполюсццка преобразуют в активную величину А вида эффициент преобразования; стотонезависимые, а Рз - часопротивления (проводимои обратно пропорццональныс 3 позволяет упростить ц ав р оцесс измерения,фиг, 1 представлена функциональная стройства, реализующего предложенсоб; на фиг. 2 - вариант принципц 234508альной схемы устройства для измерения параметров резистивно-емкостного двухполюсника.К выходу источника напряжения 1 изменяющейся частоты подключены преобразователь 2 комплексного сопротивления (комплексной проводимости) исследуемого двухполюсника и активный сигнал А вида 11 1Р Рз (о) А = К Р, -,и формирователь 8 компенсирующего сигналаАк. С выхода вычитающего устройства 4 сигнал, пропорциональный величине Лв- ( Р, - . "7 зз Лк 1( Р. + 11 РЗ(") подается на входы указателя б максимума реактивной составляющей, устройства умножения или деления на частоту б и указателя 7 равенства активной и реактивной составляющих сигнала Л. Указатель 5 формирует уп равляющее воздействие, посредством которого изменяется частота ю источника напряжения 1 до тех пор, пока реактивная составляющая сигнала Ане буде равна т (Ав) Ра -- Рз(щ): п 1 ах( (2 2 Указатель 7 формирует управляющее воздействие, посредством которого величина компенсирующего сигнала Акизменяется таким образом, чтобы выполнялось равенство Л(Ав).= 1,(Ав), При этом Р, =Ау.( т, е. показания отсчетного прибора 8 прямо или обратно пропорциональны искомому параметру, связанному с величиной Р,. После приведения измерительной цепи в оба указанных квазиравиовесия сигнал Лв будет равенр) 1, Рз(")2 2Из последнего выражения видно, что искомый параметр, функционально связанный с Рг, можно отсчитывать по значению одной из составляющих или модуля сигнала Лв, что осуществляется отсчетным прибором 9. Для незаи симого отсчета искомого параметра, функционально связанного с Р(ц), необходимо сигнал Ав преобразовать таким образом, чтобы Р не зависело от частоты,Искомый параметр, связанный с Рз, отсчитывается с помощью прибора 10 по значению сигнала па выходе детектора 11, который может быть либо амплитудным;либо фазочувст. вптельным. Искомые параметры, связанные с величинами Р. и Р,могут оыть отс итаиы иозначениям реактивных составляющих сигнаАвлов Л в и в сразу же после приведения цевпи в первое квазиравновесие.В качестве примера рассмотрим работу измерителя параметров резистивно-емкостного двухполюсника.К выходу источника напряжения 1 рабочей частоты и подключен трансформатор напряжения 12, с помощью которого комплексная проводимость исследуемого двухполюсника и образцовая проводимость преобразуются соответственно в сигналы в, 1А=1=Е, - - о - , --- и1 1г .1 "СЗ 15 А =- = - Ев д20где Ео - э. д. с, источника 1- ток, протекающий в ветви сисследуемым двухполюсником; 251 - ток, протекающии в ветви собразцовой проводимостью,ии, иь а - количество витков обмоток13, 14 и 15 трансформаторанапряжения 12;30д - образцовая проводимость;Яи, Д 2 и, Сзи - параметры исследуемогодв) хполюсника,Сигналы 1 и 1 суммируются с помощьюоперационного усилителя 1 б, в цепи обратнойсвязи которого включен резистор 17 с сопротивлением Я. Папряжение на выходе усилителя 1 б равно л й 40=А =-Е, -Й 1 п -- Й, - , -Ло Л. "бзд Ь 2 д Для приведения измерительной цепи в квазиравновесие, характеризуемое максимумом 45реактивной составляющей тока 1, а значит 1 напряжения С/ использована модуляционная экстремальная система уравновешивания 18, подключенная к выходу нулевого фазочувст.50 ьительного детектора 19 и модулирующая частоту источника 1 по одному из законов трехточечной модуляции (например, в - юо, , ,)+ йо,й,",),Указатель равенства активной и реактивной 55составляющих напряжения У выполнен в ви де квадратурного фазочувствительного детек.тора 20 и вычитающего устройства 21, на вход которого подаются сигналы с детекторов 19 и 60 20. Чтобы модуляция частоты не мешала приьедению пепи во второе квазираиовесие и не вносила погрешности в отсчет искомых параметров, вычитающее устройство 21 и отсчетиые приборы 9 и 10 вклпочаются только на тоз 65 промежуток времени, когда на вход трансфор234508 20 Поо - - лы - .7 К/ =Е,Я, -- "Г 2Ло матора подастся э. д. с. с частотой сь После приведения измерительной цепи первое квази- равновесие, характеризуемое 1,1,) = гпах, напрякение на входе отсчетного прибора 9 равно г.2 и ;Ягг зи- = - Ео01 ьи 2 го где К, -- коэффициент передачи детектора 19.Из прведенцого выражения видно, что д, можно отсчитать непосредственно по напряжению К;, а для независимого отсчета параметра С г:.апрягкее Сг, необходимо поделить на частоту, что и обеспечивается интегрирующим усилителем 22, включающим резистор 23 с сопротивлением К, и конденсатор 24 с емкостью С напряжение ца выходе которого после обоих уравновешиваний будет равно и-.=.Е,-- - -(1+1) гг Ь, 2 С Таким образом, искомый параметр С можно отсчитывать либо по одной из составляющцх аряжения б (детектор 11 при этом фазочувствительный), либо по модулю этого напряжения (детектор 11 - амплитудный). Параметр оц может быть получен из уравне. ия второго квазцравцовесия После приведения цепи в оба квазиравновеся параметр д, можно отсчитать по модулю напряжения Г г,В рассмотренном варианте устройства отсутствует сггециальный преобразователь комплексных соцротгвлеий или проводимостей в сигал вида А, однако для измерения параметров двухпо,.поснцков с другими схемами замещения такие преобразователи могут понадобиться. Преобразователи для всех возможных типов нерезонансных трехэлементных двухполюснков могут быть вьгполцены на операцонцых усилителях.5Предмет изобретенияСпособ измерения параметров нерезонасныхпассивных трехэлементных двухполюснцков с помощью измерительной цепи, питаемой от цс точника напряжения изменяющейся частоты.от.гцгагошийся тем, что, с целью упрощения и обеспечения возможности автоматизации процесса измерения, комплексное сопротивление (комплексную проводимость) исследуемого 15 двухполюсника преобразуют в активную вел- чигц А вида А=К Р,+Р 1 Рз (") где К - коэффициент преобразования;Р, и Р, - частотонезависимые, а Р, - частотозависимое сопротивления (проводимости) прямо или ооратно пропоршгоцальные искомым параметрам исследуемого двухполюсцика, цзменягот частоту напряжения питания измертельной цепи до наступления квязиравовеся, характеризуемого максимальным значением реактивной составляющей величины А, компенсируя часть активной составляющей этой вели гны, приводят измерительную цепь во второе квазиравновесие, характеризуемое равенством упомянутой реактивной З 5 и нескомпенсрованой активной составляющих велгны Л, после чего искомый параметр, функционально связанный с величина Ротсчитывают по значению компенсирующего сигнала, искомый параметр, функцио ально связанный с величиной Р., отсчитывают по зачению одной ггз ссставляющнх цлгг модуля цескомпесированной части велишцы А, а искомый параметр, функционально свя. зацый с вели цшой Ротсштывают по зца 45нению одной из составляющих или модуля сигнала, получаемого путем умножения или деления ца частоту упомянутой нескомпенси.рованой части величины А,Гост апитс пн Л. ЛЙ 1)пистонаРедактор Л. Л. Утехина Танкред Л. Л. Камышникова Корректор О. Б, ТюринаЗаказ 795121 Тираж 460 11 одинсиоеЦ 1/И 1111 И Комитета по делам изойрстсиий и открытий ири Состс Л 1 ииистров СГСРМоскпа. 11 спр, ир. Ссропн, л. 41 пи рафик. пр, Сапсиопа.