Измеритель пассивных комплексных электрических параметров

ВоесоюзиатЯтен тно-т;.хк 1 ч оий О П -И-фС-АН-М Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 259260 Союз Соаетскиа Социалистическиа РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельств Кл. 21 е, 29 Заявлено 19.711.1968 ( 1268051 1с присоединением заяв Комитет по делам аобретений и открыти при Совете Министре СССР12. Х 11,19 Опублико ата опубликования оп Авторыизобретения. Соболевский и В ков Институт автоматики и электрометрииАН СССР кого отделения аявит ЗМЕРИТЕЛЪ ПАССИВНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВк области электроИзобретение относитсяизмерительной техники.Известны измерители пассивных комплексных электрических параметров в широком диапазоне частот, содержащие четырехплечую 5 мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частоты, вспомо гательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты,Предлагаемый измеритель пассивных электрических параметров отличается от извест ных тем, что одно из плеч мостовой цепи образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты, опорный вход которого подключен к источнику напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым 20 и вспомогательным образцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а вторыми выводами через коммутатор, управляемый источником 25 коммутационного напряжения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, управляющим блоком уравновешивания 30 измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты. связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока детекторов равновесия, причем опорные входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешттвающего усилителя соединены с источником напряжения рабочей частоты. Это повышает точность измерений пассивных комплексных электрических параметров.Для определения квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены два детектора равновесия квадратурных составляющи модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детектором равновесия, подключен через фазосдвигаюшее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, причем выходы управляемых делителей60 65 напряжения подключены к суммирующему устройству ц двум регистрирующим устройствам; опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником напряжения фиксированной астоты, а опорный вход второго детектора - с выходом фазосдвигающего устройства.Для определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной частоты сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешпванияустановлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напряжения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым - детектор модуля и на выходе которых включены регистрирующие устройства,На фиг. 1 приведена схема предлагаемого измерителя квадратурных составляющих; на фиг. 2 - схема измерителя модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров.Измеритель содержит четырехплечую мостовую цепь 1 - 2 - 3 - 4 - 1, одно плечо 1 - 2 которой образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты 5 с опорным входом, подключенным к источнику б напряжения рабочей частоты ор, другое плечо 2 - 3 мостовой цепи образовано исследуемым 7 и вспомогательным образцовым 8 пассивными элементами, которые своими выводами, соответственно 9 и 10, подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а выводами 11 и 12 через коммутатор 13, управляемый источником коммутационного напряжения 14, - ко входу уравновешивающего усилителя 15, Пассивный элемент 1 б, включенный в цепи обратной связи уравновешивающего усилителя, образует плечо 4 - 1.Уравновешивающий усилитель 15 содержит входной преобразователь частоты 17, усилитель промежуточной частоты 18 и выходной преобразователь частоты 19. На выходе усилителя промежуточной частоты 18 установлен блок детекторов равновесия 20, управляющий блоком 21 уравновешивания измерительной цепи, Блок уравновешивания с одной стороны подключен к стабилизированному источнику 22 напряжения фиксированной частоты соо, а с другой стороны через второй коммутатор 23, управляемый источником 14 коммутационного напряжения, - к вспомогательному преобразователю частоты 5, к которому через этот же коммутатор 23 подключен также стабилизированный источник 22 напряжения фиксированной частоты,Опорный вход блока детекторов равновесия 20 подключен к стабилизированному источнику 22,напряжения фиксированной частоты, а опорные входы входного 17 и выходного 19 преобразователей частоты уравновеши 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4вающего усилителя 5 - к источнику б напряжения рабочей частоты.При измерении квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия 20 установлены два детектора 24 и 25 квадратурных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, которые управляют блоком уравновешивания 21, В блоке уравновешивания установлены делитель напряжения 25, подключенный к стабилизированному источнику 22 напряжения фиксированной частоты и управляемый детектором 24, и делитель напряжения 27, соединенный с источником 22 напряжения фиксированной частоты через фазосдвигающее устройство 28 и управляемый детектором 25, Управляемые делители напряжения 25 и 27 подключены к суммирующему устройству 29 и двум регистрирующим устройствам 30 и 31. Опорный вход детектора 24 соединен со стабилизированным источником 22 напряжения, а опорный вход детектора 25 - с выходом фазосдвигающего устройства 28.При измерении модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров (фиг, 2) в блоке детекторов равновесия установлены детектор фазы 32 и детектор модуля 33 модуляцйонной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, управляющие блоком 21 уравновешивания, в котором установлены управляемый детектором фазы 32 фазовращатель 34 и управляемый детектором модуля 33 делитель напряжения 35, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения 22; на выходах фазовращателя и делителя напряжения включены регистрирующие устройства 3 б и 37.Измеритель работает следующим образом, Напряжения сигналов Ои У, действующие на выходе усилителя промежуточной частоты в разные полупер иоды коммутации синхронно работающих коммутаторов 13 и 23, поступают на блок детекторов равновесия 20, в котором эти напряжения сравниваютс. между собой, например, по квадратурным со ставляющим или по модулю и фазе, на основе чего на выходе блока детекторов равновесия,вырабатываются регулирующие воздействия, управляющие блоком 21 уравновешивания измерительной цепи. На выходе блока уравновешивания вырабатывается управляемый вектор напряжения Оу, которое через коммутатор 23 поочередно с напряжением с 1, стабилизированного источника 22 напряжения фиксированной частоты оо подается на преобразователь частоты 5,Так как опорным напряжением последнего является выходное напряжение источника 6 напряжения рабочей частоты, то преобразователь частоты 5 можно рассматривать как линейную электрическую цепь с коэффициентом передачи К, по отношению к напряжениям 1/о и Уу, преобразующую частоту ыр в частоту Оэ ио или ир + йо. В зависимости отртого, подключен ли блок уравновешивания к вспомогательному преобразователю частоты 5 при подключении образцового элемента 8 к уравновешивающему усилителю или при подключении исследуемого элемента 7, усло. 10 вие равновесия цепи определяется следующим образом; Рю 1 х: КРуУО пли 15К,О,г= К,и,г, (1)1где У= -- комплексная пассивная исслеЛ цовая величинаэлемента 8. проводимости25 дуемая проводимость элемента 7;1У, = -- комплексная пассивная ооразо Предмет изобретения 1. Измеритель пассивных комплексных электрических параметров в широком диапазоне частот, содержащий четырехплечую мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частотывспомогательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, одно из плеч 4 О мостовой цепи образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты, опорный вход которого подключен к источнику напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым и вспомогательным об разцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а другими выходами через коммутатор, управляемый источником коммутационного напря О жения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, управляющим блоком уравновешивания измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты, связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока детекторов равновесия, причем опорные, входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешивающего усилителя соединены с источником напряжения рабочей частоты.2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем,что, с целью определения квадратурных со- .ставляющих пассивных комплексных электри ческих параметров, в блоке детекторов равновесия установлены два детектора квадра.турных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детектором равновесия, подключен через фазосдвигающее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, причем выходы управляемых делителей напряжения подключены к суммирующему устройству и двум регистрирующим устройствам, опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, а опорный вход второго детектора - с выходом фазосдвигающего уст ройства.3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров, в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напряжения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым - детектор модуля и на выходе которых включены регистрирующие устройства,