Устройство для измерения электрических параметров четырехполюсника

пп 767655 Союз Советских Социалистических Республик(51)М К 36 01 К 27/28 С 01 й 17/10 с присоединением заявим йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 317. 751 (088. 8) Дата опубликования описания 300980(54) УСТРОИСТВО,цЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ ЗО 1Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может использоваться для определения погрешности преобразования, коэффициента.гармоник и уровня шумов активных и 5пассивных линейных четырехполюсников,например интеграторов, масштабныхпреобразователей и дифференцирующихзвеньев,Известно устройство для измерения 10параметров испытуемого четырехполюс-.ника, содержащее генератор, образцовый четырехполюсник с известнымипараметрами и индикатор напряжения (Я . 15Недостатком его является необходимость метрологической аттестации образцового четырехполюсника. Известно также устройство, содер жащее трансформаторный мост, с одним из плеч которого соединен исследуемый четырехполюсник, а с другим - операционный усилитель, резисторы, конденсаторы, генератор переменного 25 тока и вольтметр (2 . Резисторы и конденсаторы образуют пассивный многополюсник с регулируемым по модулю и фазе коэффициентом передачи.Регулировкой параметров резисторов и конденсаторов достигается равновесие схемы.Недостатком устройства является низкая производительность измерений и необходимость метрологической проверки параметров операционного усилителя,Целью изобретения являЕтся уменьшение погрешности преобразования и повышение производительности измерений.Цель достигается тем, что в уст ройство, содержащее генератор переменного напряжения, выход которого соединен с входом вольтметра, с одним из выводов линейного пассивного многополюсйика и с одним из входов устройства, введены усилитель, инвертирующий и неинвертирующий масштабные преобразователи, два переключателя, резистор, компенсатор переменного тока, дифференциальный усилитель и второй вольтметр, при этом. второй вход устройства соединен с подвижным контактом первого переключателя, первый неподвижный контакт которого череэ неинвертирующий масштабный преобразователь соединен с одним из неподвижных контактов рторого переключателя, а второй не(1)65 где Ко - постоянное число. подвижный контакт через инвертирующий масштабный преобразователь соединен с другим неподвижным контактом второго переключателя, подвижный контакт которого подключен к второму выводу линейного пассивного многополюсника, а третий вывод последнего соединен с входом усилителя, выход которого подключен к первому выводу резистора и к одному из входов дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с вторым выво О дом резистора и с выходом компенсатора переменного тока, входом соединенного с выходом генератора переменного напряжения, причем выход диФФ- ренциального усилителя подключен к 15 входу второго вольтметра.На фиг, 1 приведена схема предлагаемого устройства, на Фиг. 2 - схема многополюсника.Устройство содержит генератор 1 20 переменного напряжения,. вольтметр 2, исследуемый четырехполюсник 3, первый и второй переключатели 4 и 5, неинвертирующий масштабный преобразователь б,инвертирующий масштабный преобразователь 7, линейный многополюсник 8, точки соединения 9, 10. и 11, первый и второй двухполюсники 12 и 13, усилитель 14, компенсатор 15 переменного тока, резистор 16, диФференциальный усилитель 17, вольт метр 18, 19 и 20 - первый и второй входы устройства.Устройство работает следующим образом.Напряжение синусоидальной формы 35 генератора 1, контролируемое вольтметром 2, поступает на вхбд исследуемого четырехполюсника 3. Если последний инвертирует сигнал, то его выход соединяется переключателями 4 и 5 с неинвертирующим масштабным преобразователем б, Выход неинвертирующего испытуемого четырехполюсника 3 соединяется переключателями 4 и 5 с инвертирующим масштабным преобразователем 7. 45Применение преобразователей б и 7 позволяет всегда получить на их выходе инвертированный сигнал и проводить испытания ненагруженного линейного преобразователя. При необходи мости последний может быть нагружен требуемым сопротивлением.Напряжение с выхода генератора 1 и преобразователя 6 (или 7) подводится к многополюснику 8 (фиг.2), 55 причем двухполюсники 12 и 13, со" единенные в точках 9, 10 и 11 с выходом генератора, 1, переключателем 5 и входом усилителя 14, имеют такие сопротивления Хи 7соответственно, что их отношение при заданной частоте равно номинальному коэффициенту пре образования по напряжению К испытуемого четырехполюсника 3. Двухполюсники 12 и 13 образованы элементами с постоянными Я и С .Напряжение с выхода многополюсника 8, обусловленное погрешностью испытуемого четырехполюсника З,а также его нелинейными искажениями и шумами, поступает на вход операционного усилителя 14, модуль коэффициента усиления которого существенно больше единицы.Выходное напряжение этого усилителя поступает на вход компенсатора 15 переменного тока с избирательным индикатором, рабочее напряжение которого поступает с выхода генератора 1. Показания уравновешенного на основной частоте компенсатора 15 пропорциональны погрешности испытуемого четырехполюсника 3, а напряжение неравновеСЙЯ обусловлено высшими гармониками, связанными с нелинейными искажениями й шумами четырехполюсников. Для определения этих величин между компенсатором 15 и усилителем 14 включен резистор 16 с диФФеренциальным усилителем 17, С выходом последнего соединен вольтметр 18 для измерения действующего значения напряжения.Если необходимо определить параметры неинвертирующего преобразователя 6, то его вход соединяется с выходом генератора 1, а выход - с многополюсником 8. Для испытания инвертирующега преобразователя 7 последний включается вместо четырехполюсника 3 и соединяется переключателями 4 и 5 с неинвертирующим преобразователем б и многополюсником 8, При правильном выборепараметров преобразователей 6 и 7 нелинейность коэффициентов преобразования последних может быть сделана пренебрежимо малой. Параметры испытуемого четырехполюсника 3 могут быть найдены с помощью следующих соотношений.Если напряжение на входе линейно- го четырехполюсника 3 равно О, а на выходе преобразователя б или 72 О, .то составляющая напряжения ( основной частоты на входе операцйонного усилителя 14 равна н 1 Ы 1-К Ци)ф н(д)где КЦ а) - действительное значениекоэффициента преобразования по напряжению четырехполюсников,КоэфФициент преобразования Коперационного усилителя 14 выбирается равным" Гираж 1019ИПИ Государственного комипо делам изобретений и отМосква, Ж, Раушская ак 7185 4 Подписноеета СССРрытийаб., д, 4/5 11303 Филиал ППП "Патент.", г. Ужгород, у ектная, 4 такт которого подключен к второмувыводу линейного пассивного многополюсника, а третий вывод последнего " соединен с входом усилителя, выходкоторого подключен к первому выводу резистора и к одному нз входов дифференциального усилителя, второйвход которого соединен с вторым выводом резистора и с выходом компенсатора переменного тока, входомсоединенного с выходом генератора переменного напряжения, причем выход дифференциального усилителя подключен к входу второго вольтметра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 287181, кл. 0 01 й 17/10, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 503184, кл. С 01 В 17/10, 1976