Устройство для измерения фазочастотных отклонений полных сопротивлений непроволочных резисторов

ОП ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯ оо 767665 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 190577 (21) 248 б 353/18-21 с присоединением заявки М 601 Я 27/02 Государственный комизет СССР но дедам изобретений и открытийОпубликовано 300980, Бюллетень Й 9 Зб Дата опубликования описания 300980 Р.Киевский технологический институт легкой промышленности(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВБРЕЕИЯ фАЗОЧАСТОТЕЫХ,Д,ОТКЛОНЕНИЙ ПОЛНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЕЕПРОВОЛВФ 1 ЫХРЕЗИСТОРОВ 1.:Изобретение относится к области из.- мерений электрических величин и может использоваться для контроля частотных свойств непроволочных резисторовпо допускаемым фазовым отклонениям в ра бочем диапазоне частот.Известно устройство с одноканаль" ным усилительно-выпрямительным трах" том для измерения фазовых углов полных сопротивлений резисторов, испольО зуюЩее конденсатор в качестве образ- цовой меры постоянного Фазового угла1.Недостатки этого устройства - низкая точность измерения фазового уг ла, обусловленная потерями в конденсаторе и влиянием неконтролируемых реактивностей при изменении частоты в широких пределах, и большие случайные погрешности из-за флуктуаций 2(1 частоты питающего генератора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство измерения частотных откло- . нений сопротивлений непроволочных резисторов без использования образцового безреактивного резистора (21.В .качестве такого элемента применяют аналогичный контролируемому второй резистор, включенный в диаго 2наль выпрямихельного моста, выполненного из диодов малой проходной емкости. Компенсационный (невыпрямительный) мост из аналогичных диодов с подключенным контролируемым резисторомисключает влияние емкостей диодов начастотные свойства контролируемогорезистора. Выявление частотных отклонений:модуля полного сопротивленияконтролируемого резистора производит.ся с помощью одноканального усилительно-выпрямительного тракта частотыкоммутации при поочередном подключении последовательно соединенных выпрямительногои компенсационного мостовк источнику постоянного напряжения,к генератору перестраиваемой частоты.Еедоотаток такого устройства состоит в невозможности выявления фазо-вых отклонений контролируемого резистора относительно фазового угла нанизкой частоте.Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение частотного диапазона,. Это достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй генЕраторы гармонических колебаний,баланснйй амеситель, входы которогосоединены с выходами генераторов, а767 665выходом соответственно соединенныйс фильтрами верхних и нижних частот:, выходы которых раздедьно соединены с входами автоматического переключателя, выход которого соединенс последовательно включенными компен" Сациойным и выпрямительным мостами,.к выходным диагоналям которых подключены резисторы, низкочастотный усилительчастоты коммутации, соединенный с синхроннымдетектором, входуправления которого и вход управления 1 Оавтоматического переключателя соедицены с низкочастотным генератором,и выходной индикатор, снабжено двумяпоследовательно соединенными Фазоврашателями, вход первого иэ которых15соединен с выходом фильтра нижних.частот, а выход второго - с однимиэ входов автоматического переклюЧателя, а также вторым балансным.смесителем, избирательным усилителем щои азовым детектором, причем пер-вый вход второго балансного смесителя подключен к соединеннймвершинамдиагоналей компенсационного и выпрямительного мостов, второй вход егосоединен с выходом первого генератора, к выходу второго балансного смесителя через избирательный усилитель подключен первый вход фазовогодетектора, второй вход которого соединен с выходом второгО генератора, ЗОвыход фазового детектора через уси-,литель частоты коммутации и синхронный детектор соединен с индикатором.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит генераторы1 и 2 гармонических колебаний соединенные с вхОдами балансного смесителя 3, к выходу которого подключены фильтры верхних 4 и нижйих 5 -частот Выходы фильтров соединеныраздельно с входами автоматическогопереключателя 6. Между выходом Фильтра 5 и одним входом переключателя бвключены последовательно соединенные установочный 7 и отсчетный 8 фазовращатели Фиксированной частоты.Переключатель б управляется низкочастотным генератором 9 частоты коммутации. Выход переключателя б соединен с последовательным соединениемвыпрямительного 10 и компенсационного 11 мостов, к клеммам. выхбдныхдиагоналей которых подключеныодинаковые по конструкции и номиналувспомогательный 12 и контролируемый13 резисторы. Средняя точка послЕдовательного включения мостов 10 й 11"соединена с первым входом второго балансного смесителя 14, второй вход ко " торого"соедииен с виходом генератора 1. Выход балансного смесителя 14через избирательный усилитель 15, йастроенный на частоту колебаний генератора 2, соединен с первым входом 65 фазового детектора 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 2, Выход .детектора 16 через усилитель 17 частоты коммутации соединен с синхронным детектором 18,цепь управления которого подключена к генератору 9. Устройство содержит также индикатор 19, ключ 20 шунтирует .выпрямительный мост 10 при замыканин.Устройство работает следуюцим образом,Колебания генераторов 1 и 2 соответственно О= Ощ соева Ь+ Ч) и, Оз"- О 2 соэ М 2 +%) смешивают в смесителе 3, получая двухчастотный сигнал:лО.Ь,)= - ц сов а-ж 9-9 +1 2 1 2+ - ,со где 54 - крутизна преобразования смесителя 3.фильтр 5 нижних частот выделяетколебания раэностной частоты, используемые в качестве опорного сигналафиксированной частоты (Ж 1-а 2=и)о союзфильтр 4 верхних частот выделяет колебания суммарной частоты(а+е 2 =щ,используемые как испытательныйсигнал переменной частоты. Переклю-чателем б, управляемЫм напряжениемгенератора 9, формируются пакеты колебаний опорного и испытательногосигналов (частота 9. напряжения генератора 9 выбирается значительно меньше разностной частоты опорного сигнала Й Жо ), Пакеты напряженийсуммарной и разностной частот поочередно поступают на последовательновключенные выпряьительный (симметричный двухполупериодный) 10 и компенсационный 11 мосты, к клеммам выходныхдиагоналей которых присоединены одинаковые по конструкции и номиналувспомогательный 12 и контролируемзй13 резисторы. При действии напряженийнизкой разностной частоты Оо черезмосты 10, 11 и резисторы 12, 13 протекаЕт ток, айплнтуда которого обратно пропорциональная сумме сопротивлений резистора 12 на постоянном токе й и модулю, полного сопротивлениярезистора 13 на переменном токе этойчастоты Хю , фаза падения напряжения на резисторе 13 определяется егофазовым углом Ч и не зависит от фазового угла вспомогательного резистора 12,Амплитуда и фаза падения напряжения при действии На мосты и резисторыколебаний суммарной частоты определяются модулем полного сопротивленияконтролируемого резистора 13 ЬэхЮф3) и его Фаэовым углом Щ на этойчастоте ЧМо + аЧ (где Чо, а М -час767665 тотные отклонения соответственно моду- на вход смесителя 14 непосредствен"ля и фазового угла резистора на ис- но поступают колебания с Фильтровпитательной частоте ш относитель и 5. Колебания частот Юо и Жно опорной частоты ао ).Колебания, снимаемые с контролируемого резистора 13, смешивают в сме-, 5сителе 14. В результате смешивания вносивший фильтрами, создает на выходепеРвых гармоник суммарной (Ф фа)и разностной ( цо 1 - юа) частот. сколебаниями генератора Щ на выходесмесителя 14 в оба полупериода ком- Щмутации образуются. составляющие колебаний одной частоты (6. Фазы этихколебаний различаются на величину дв соседних полупериодах коммутаций,так как Фазовый угол Чо входит в начальйую.фазу колебаний в оба полу-периода коммутации. Сигнал, состоящий из пакетов одночастотных колебаний частоты И, представляет собойодно непрерывное напряжение, модулированное по. фазе с индексом модуляции ЬЯ (в общем случае имеет местомодуляция и по амплитуде при = О)с частотой коммутации Я . Модулированное напряжение усиливается избирательным усилителем 15, сравнивается 25по фазе Фазовым детектором 16 с напряжением частотй (Ю генератора 2.Фаэовые сдвиги, вносимые усилителем 15 на частоте 1 э , не изменяютиндекс Фазовой модуляции колебаний, .ЗО,так как они добавляются к фазе каждого пакета. Модулированное напряжение поступает на фазовый детектор 16,который содержит цепь ограниченияамплитуды, поэтому в выходном напря диапазоне частот, Поочередное прохожжении фазового. детектора содержится дение испытательного и опорного сигпеременная составляющая частоты коммутации Я. с амплитудой, пройорциональной только индексу Фазовой модуляции 9 . Это напряжение усиливается усилителем 17 и выпрямляется син-хронным детектором 18, управляемьйнапряжением генератора 9. ВыхОдное . форМула изобретениянапряжение, пропорциональное Фазо-:частотн у отклонению ДЧ контролируемого. резистора 13, на частоте Ю . тотных отклонений полных сопротивле"относительно частоты юо измеряЕт- ний непроволачных резисторов, содер"ся индикатором 19.Подача напряжения частоты о на монических колебаний, балансный .смеуправляхиций вход Фазового детектора 16 приводит к тому, что колебаниядругих частот (,йо 1 Ю 1,2 щ 1- Уй) при этом непосредственно,.смешивают с колебаниями частоты О 4 генератора 1 в смесителе 14. Фазовый сдвкг,налов через одни и те же преобраэова"тельные звенья позволяет избежатьвлияния вносиьых ими фазовых сдвиговна измеряемое отклонение,Устройство для измерения Фазочасжащее первый и второй генераторы гарситель, входы которого соединены свыходами генераторов, а выходом соответственно соединенный с фильтрамиверхних и нижних частот, выходы которыхраздельно соедйнены с входами автоматического переключателя, выходкоторого соединен с последовательновключенными компенсационным и выпрямительным.мостами, к выходным диагоналям которых подключены резисторы,низкочастотный усилитель частоты комДальнейшее повышение точности измерения происходит за счет исключения влияния дополнительных Фазовых60 мутации, соединенный с синхронным детектором,. вход управления которого и сдвигов фильтров 5 и 6, возникающих вход управления автоматического переключателя соединены с низкочастотйымкоммутационным генератором, и выход-.ной индикатор, о т л и ч а ю щ е епри изменении частоты испытательного сигнала в широком диапазоне частот. Для этого перед началом измерений мост 10 эакорачив.ают ключом 20, и 65 и продукты смешивания высших гармоникколебаний суммарной и раэностной час"тот, образующиеся на выходе смесителя 14 не сравниваются по фазе и поэтому не влияют на точность измерения. фазового детектора 16 переменную составляющую частоты И , которая далееусиливается, выпрямляется и измеряется индикатором 19. Установочным фазовращателем 7 регулируют Фазовый сдвиг колебаний до исчезновения.переменной составляющей напряжения.(нулевбе показание индикатора 19).Разьыканкем ключа 20 пропускают пакеты колебаний через последовательноесоединение мостов 10 и 11, и навходсмесителя 14 поступает падение напряжения с контролируемого резистора 13.Отчетным фаэовращателем 8 устанавливают такой фазовый сдвиг, при котором вновь исчезает переменная составляющая напряжения на выходе ФазовОгодетектора 16. При этом отсчитываемыйФазовый сдвиг равен Фаэочастотиомуотклонению полного сопротивления непроволочного резистора 13 на частотеиспытательного сигнала относительночастотй опорного сигнала, Изменяячастоту испытательного сигнала вшироком диапазоне значений а 1 а.-Чьт и сохраняя постоянство опорнойчастоты щ -а,: юо =соьЬ,определяют фазочастотные отклонениянепроволочного резистора в широкомТираж 1019 ПИ Государственного по делам изобрет 3035, Москва, Ж, 186/41ВНИ Зака Подписное комитета СССР ний и.открытий Раушская наб., д. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная с я тем, что, с .целью повышения точности измерений и расширения частотного диапазона, оно снабжено двумяпоследовательно соединенными Фазоврацателями, вход первого из которыхсоединен с выходом Фильтра. нижних 5частот, а выход второго - с одним извходов автоматического переключателя,а также вторым балансным смесителем,избирательным усилителем и Фазовымдетектором, причем первый вход второ Ого балансного смесителя подключенк соединенным вершинам диагоналей .компенсационного и выпрямительногомостов, второй вход его соединенс выходом первого генератора, к выхо ду второго балансного смесителя через избирательный усилитель подключен первый вход Фазового детектора,второй вход которого соединен с выходом второго, генератора, выход фазового детектора через усилитель частоты коммутации и синхронный детекторсоединен с индикатором,Источники инфррмациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 156243, кл. 6 01 М 27/00, 1963(аналог).2, Авторское свидетельство СССРВ 518739, кл. Я 01 Я 27/00, 1976