Способ измерения параметров колебательных контуров

Союз Советских Социалистнческнк РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 783709 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. С 01 Е 27/02 Государственный комитет СССР по дедам нзобретеннй н отнрытнй(71) Заявитель Пензенский политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВИзобретение предназначено для контроля параметров параллельных и последовательных колебательных контуров при изготовлении последних или при проведении научных экспериментов.Известен способ измерения параметров параллельных колебательных контуров 13 основанный на сравнении тока, протекающего через объект, с активным, емкостным и индуктивным токами, протекающими через образцовые элементы, установлении квадратурной зависимости между вектором разности сравниваемых тоКов и вектором напряжения питания схемы и последую щими регулировками емкостного и ин,дуктивного тока до состояния равновесия, Способ обладает низким быстродейтсвием, вследствие необходимости проведения ряда последовательных ре гулировок токов.Известен способ измерения параметров нерезонансных пассивных трехэлементных двухполюсников 21, заключающийся в преобразовании двухпопосника в активную величину и последовательном осуществлении двух состояний квазиравновесия путем изменения частоты питающего напряжения и последующем умножении и .делении промежуточ ных величин. Способ обладает низким быстродейотвием и сложностью, кроме того, ему присуща невысокая точность измерения.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ инвариантного преобразования параметров двухполюсных электрических цепей 3, основанный на подаче на измерительную схему ступенчатого напряжения и последующей обработке выходного сигнала измерительной схемы выполнением последовательных операций дифференцирования и интегрирования и вычитания выходного сигнала.Этот способ имеет невысокую точность ввиду большого количества аналоговых операций над выходным сигналом.Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения параметров колебательных контуров, заключающемся в подаче на измерительный блок ступенчатого напряжения и исследовании реакции блока на входной сигнал, на измерительный блок одновременно подают ступенчатое, линейно измс эпощееся и параболическсе напряжение сИзмерение параметр ны(х контуров рассмотр измерения параметров трехэлементной цепи. Перед измерением у значения весовых коэф ответствующие выбранн параметру. По сигналу Пуск н зируюшего блока 7, на входы формирователей поступает разрешающиов колебательим на примерепараллельной станавливают фициентов, соому измеряемом. вход синхрониуправляющиенапряжений 1-3сигнал и с их определенными весовыми коэффициентами, причем значения весовых коэффици ентов устанавливают перед измерениями каждого из параметров, а эначени( измеряемого параметра определяют по мгновенным значениям выходной реакцни измерительного блока в выбранный момент времени.Измерение параметров колебательных контуров осуществляется следующим образом: перед измерением устанавливают значения весовых коэффициентов, соответствующие измерению данного параметра и зависящие от вида измеряемого параметра и выбранного момента времени измерения. Затем на вход измерительного блока (составленного из определенным образом включенных исследуемого колебательного контура, усилителя постоянного тока и опорного элемента РО) подают одновременно ступенчатое напряжение со своим весовым коэффициентом, линейно изменяющееся напряжение со своим весовым коэффициентом и параболическое напряжение также со своим весовым коэффициентом; сигнал, снимаемый с измерительного блока, подают на измеритель мгновенных значений сигнала в выбранный момент времени и по этим значениям судят о величине измеряемого параметра.На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит формирователь ступенчатого напряжения 1, формирователь линейно изменяющегося напряжения 2, формирователь параболического напряжения 3, блок установки весовых коэффициентов 4, измерительный блок 5 (составленный из определенным. образом включенных исследуемого колебательного контура, УПТ и опорного элемента РО)( измеритель мгновенных значений б и.синхронизирующий блок 7. При этом выходы формирователей воздействующих напряжений 1-3 соединены с соответствующими входами блока установки весовых коэффициентов 4, выход которого через измерительный блок подают на измеритель мгновенных значений 6, а выходы синхронизирующего блока соединены с управляющими входами формирователей воздействующих напряжений и измерителем мгновенных значений.выходов сигналы поступают на входыблока установки весовых коэффициентов 4, блок установки весовых коэффициентов осуществляет пе)емножениекаждого напряжения на соответствующий весовой коэффициент с последующим их суммированием с выхода блокавесовых коэффициентов, суммарное напряжение через измерительный блок 5подается на вход измерителя мгновен"ных значений б. Весовые коэффициентывыбраны таким образом, что сигнал навходе измерителя мгновенных значенийв выбранный момент времени определентолько одним параметром колебательного контура, и по сигналу синхрониэирующего блока 7 измеритель мгновенных значений фиксирует это напряжение, Напряжения, поступающие с Фор ирователей 1-3, соответственно естьО, (с) .= О;2 О О 2 ( с):= О( с(с) - Одсгде с текущее. время,С 1 О = 18 - еДиничнаЯ амплитУДа.Напряжение на выходе блока весовых коэффициентов 4 имеет видО (с) = ао+ а.,с + а с(2, (2)где а, а , а 2 - весовые коэффициенты,Напряжение на выходе измерительного блока 5 имеет вид( О ( с ) (.( ( т (3) с(, лР с(С +- + - О (с)7.,ЗО О (с) Установку значений ьесовых коэф Фициентов ао, а, а производят одинраз при настройке и огределяют ихследующим образом.Задаются значением момента време,ни измерения с( в который необхо,димо осуществить измерение,отыскивают весовые коэффициенты путем решения следующих систем уравнений.При измерении РД Ц (-.ф,)45 О (с) Ос=0О (с = со) (Ц)При измерении С),С 11ЮО (с) ас =0фО(с=с) =0ренинО ЫоО (с)О (с=со) =0в выражение (2) в (1)учим при измерении Р(Ъ с)со +1 а) сс +со о + а 1 с с( + а(2 с( Получаем систему трех уравнений с тремя неизвестными. Решают данную5 систему с помощью определителей.(7)г;в;1 - безразмерная величнча1 с-1.слгь 1 гЯПодставив выражение (7, в .,: получимЭО(-2 + - С - -. ")ОКг 8) Подставив выражение (8) в (.3) в :омент вре.;чени 1 О получимО, (.) == = О,О принято за 1 Б.Аналогичным образом, прн измерении СО(1) -- ( -- 21 +1,р р.с2. БдОД 1; (( ) П 11 (с) Ргде я - масштабный коэФФициент амплитуды О и имеющий размерностьИпрч измерении уО = (-, - + С + +:".) ОоЯЭу; ( .=р) =Огде п 1 - масштабный коэФФициент, рав Гмфный 1. и размерностью Я-. Момент времени с задается синхронизирующим блоком 7, а оценка сигнала на выходе измерительного блока 5 осуществляется по команде с блока 7 измеритет;ем мгновенных значений 6.При измерении параметров двухполюсной цепи с последовательным соединением элементов ее включают вцепь обратной связи операционного. усилителя, а опорный элемент на еговыходе. Математические выкладки дляаа, а а получают аналогичным обиразом 1По предлагаемому способу можетбыть осуществлено измерение параметров контуров и цепей, содержащих именее трех элементов.Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества.Повышается точность измерения, таккак по предлагаемому Способу осуществляется измерение непосредственнозначения сигнала на выходе измери тельного блока беэ осуществления надсигналом аналоговых операций последовательного диФФеренцирования, интегрирования и вычитания, погрешностикоторых в прототипе суммируются. Кро 2 О ме того, по предлагаемому способунет необходимости добиваться равенства постоянных времени каких-либоузлов. Имеется возможность произвольного выбора момента времени измерения, а, следовательно, устройства попредлагаемому способу могут иметьтеоретически любое быстродействие.Формула изобретенияър Способ измерения параметров колетбательных контуров, заключающийся вподаче на измерительный блок ступенчатого напряжения и исследовании реакции блока на входной сигнал, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью НОвышения тОчнОсти измеренияфна измерительный блок одновреМенноподают ступенчатое, линейно изменяющееся и параболическое напряжения сО;еделеннымч весовыми коэФФициентаы., причем значения весовых коэФФицкен=ов устанавливают перед измерен:ями каждого из параметров, а значение измеряемого параметра опреде;=ют го мгновенным значениям выходной реакции измерительного блока ввыбранный момент времени.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРап 9 467297, кл. 0 01 В 27/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 734508, кл. 0 01 В 27/02, 1968.3, Авторское свидетельство СССРМ 421949, кл. 0 01 К 27/00,1."02.72 (прототип),783709 Составитель В,Дубков едактор Н.Коляда Техред А,Щепанская Корректор Н,Григор, Вака илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. тна 39/48 ТиражВНИИПИ Госудапо делам н 113035, Москва,1019 ственного обретений -35, Раушс Подписноомитета СССРоткрытийая наб., д.