Устройство для измерения комплексныхсопротивлений

р,828 Н 5 Союз Советских Социалистических Республик Ф(45) Дата опубликования описания 07.05.81(51) М. Кл,б 01 К 27/02 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСОПРОТИВЛЕНИЙ Изобретение относится к технике измерений импедансов антенно-фидерного трактаи антенн,Известно устройство для измерения комп-лексных сопротивлений, содержащее генератор, индикатор и неуравновешенный мостс подобранными сопротивлениями плеч, позволяющий по трем измерениям модуля коэффициента отражения определить графоаналитическим способом активную и реак Отивную составляющие комплексного сопротивления 1.Недостатком устройства является низкаяточность измерения в широком диапазонечастот из-за несбалансированности моста, 15Целью изобретения является повышениеточности измерений модуля коэффициентаотражения в широком диапазоне частот,Цель достигается тем, что в устройство,содержащее генератор, неуравновешенныймост, составленный из двух последовательно соединенных резисторов, первый из которых одним из выводов соединен с подвижным контактом двухпозиционного переключателя, три первых неподвижных контакта которого через соответствующие трирезистора соединены с вторыми неподвижными контактами переключателя, второйподвижный контакт которого соединен скорпусом устройства, с первым выводом ЗО конденсатора и с подвижным контактом коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом конденсатора и с одним из входов устройства, второй вход которого подключен к второму выводу второго резистора и индикатор, одним из входов подключенный в точке соединения двух резисторов, а вторым входом - к корпусу устройства, введены второй переключатель, управляемый делитель напряжения, усилитель, вход источника опорного напряжения, трансформатор тока, элемент сравнения, элемент обратной связи и кнопка управления, при этом один из выводов первого упомянутого резистора соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к второму входу устройства и к подвижному контакту второго переключателя, неподвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, а обмотка возбуждения трансформатора тока одним из выводов через балластный резистор соединена с корпусом устройства, а другим выводом через усилитель - с выходом управляемого делителя напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, а управляющий вход делителя напряжения соединен с выходом элемента сравнения, один из входов которого подключен к входу источникаЛх - хдоб - Ьа,х .сдоб + Ь 2 опорного напряжения, второй вход - к кнопке управления, а третий вход через элемент обратной связи соединен с выходом индикатора, выполненным регулируемым, при этом индикатор выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя частоты, вторым входом подключенного к выходу гетеродина, усилителя промекуточной частоты, детектора, ограничителя напряжения и схемы запоминания и кодирования, а вторичная обмотка трансформатора тока выполнена с симметричным выходом в виде короткозамкнутого узла, размещенного внутри ферритового тороидального сердечника с размещенной на нем обмоткой возбуждения, заключенной в электростатический экран.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 показан графоаналитический способ определения комплексного сопротивления.Устройство содержит управляемый делитель напряжения 1, широкополосный усилитель 2, элемент сравнения 3, трансформатор тока 4, схему неуравновешенного моста 5, усилитель 6, преобразователь частоты 7, усилитель промежуточной частоты 8, детектор 9, элемент обратной связи 10, ограничитель напряжения 11, схему запоминания и кодирования 12, генератор рабочей частоты 13, гетеродин 14, кнопку управления 15, двухпозиционный переключатель 16, коммутатор 17, второй переключатель 18, резисторы 19 - 21, балластный резистор 22, конденсатор 23, индикатор 24, вход 25,Устройство работает следующим образом.Перед каждым измерением модуля коэффициента отражения измерительный вход 26 неуравновешенного моста 5 закорачивается вторым переключателем 18 на корпус. При нажатии кнопки 15 высокочастотное напрякение с генератора 13 поступает на схему моста 5 и регулируется до тех пор, пока на мосте не установится заданное значение напряжения, соответствующее модулю коэффициента отражения, равного единице (полное отражение).После установки заданного уровня напряжения в генераторной диагонали моста 5 измерительный вход 26 последнего отключается переключателем 18 от корпуса и подключается к измеряемому сопротивлению 27, например, входу фидера с антенной.Измерению модуля коэффициента отражения производится при различных величинах сопротивления Й коммутируемого плеча моста 5.Измерение модуля коэффициента отражения производится также с включенным последовательно с измеряемым сопротивлением 27 конденсатором 23 и одним из резисторов коммутируемого плеча Л.Выходное напряжение в индикаторной диагонали моста 5 преобразователем час 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 тоты 7 трансформируется по частоте в промежуточную частоту, усиливается усилителем промекуточной частоты 8 и детектируется амплитудным детектором 9,Выпрямленное детектором 9 напряжение одновременно поступает по цепи обратной связи 10 на элемент сравнения 3 и через ограничитель 11 - на схему запоминания и кодирования 12. В качестве гетеродина 14 преобразователя 7 используется генератор, перестраиваемый одновременно с изменением раоочей частоты основного генератора 13, частота которого ниже на величину промежуточной частоты усилителя промежуточной частоты 8,Данные измерений трех значений модуля коэффициента отражения используются для определения ком плексного сопротивления графоаналитическим способом.Графический метод определения комплексного сопротивления с использованием неуравновешенного моста основан на использовании плоскости комплексного сопротивления (Я,+-1 х), на которой построены окружности равного модуля коэффициента отражения (Г), (Г) относительно заданных величин волновых сопротивлений Л и Р включаемых в плечо 21 моста (фиг, 2).Комплексное сопротивление определяется по трем измеренным значениям модуля коэффициента отражения (Г), (Г) и (Гз), принадлежащих соответственно трем окружностям постоянного модуля коэффициента отражения, построенных на плоскости (Р;+ 1 х) относительно сопротивлений Й и Р,.Два значения коэффициента отражения, например, (Г,) и (Г), измеряются при двух различных дискретных значениях сопротивления коммутируемого плеча 21, т. е.)у ии 2 х л, 22 Яд+У 1 где в, - напряжение на генераторномвходе моста 5;Л,.=Я-+-1 х - измеряемое комплексное сопротивление,Третье значение измеряемого напряже- ния измеряется с одним из дискретных значений сопротивления Й коммутируемого плеча, но одновременно с дополнительной емкостью, включаемой последовательно с измеряемым сопротивлением. Признаком знака реактивной составляющей измеряемого сопротивления является уменьшение (при индуктивном характере) или увеличение (при емкостном характе 1 е) напряжения виндикаторной диагонали по сравнению с величиной измеренного напряжения без дополнительной емкости,Погрешность измерения коэффициента отражения при выполнении узла вторичной обмотки трансформатора тока в виде тонкого круглого диска с отношением длины к диаметру 0,2 и индуктивностью около 0,2 НГН составит не более 2.Формула изобретения1. Устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор, неуравновешенный мост, составленный из двух последовательно соединенных резисторов, первый из которых одним из выводов соединен с подвижным контактом двухпозиционного переключателя, три первых неподвижных контакта которого через соответствующие три резистора соединены с вторыми неподвижными контактами упомянутого переключателя, второй подвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, с первым выводом конденсатора и с подвижным контактом коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом конденсатора и с одним из входов устройства, второй вход которого подключен к второму выводу второго резистора, и индикатор, одним из входов подключенный к точке соединения двух резисторов, а вторым входом - к корпусу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений модуля коэффициента отражения в широком диапазона частот, в него введены второй переключатель, управляемый делитель напряжения, усилитель, вход источника опорного напряжения, трансформатор тока,элемент сравнения, элемент обратной связи и кнопка управления, при этом один из выводов первого упомянутого резистора соединен с одним из выводов вторичной обмоткитрансформатора тока, второй вывод которой подключен к второму входу устройства5 и к подвижному контакту второго переключателя, неподвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, а обмоткавозбуждения трансформатора тока однимиз выводов через балластный резистор соеО динена с корпусом устройства, а другим выводом через усилитель - с выходом управляемого делителя напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, а управляющий вход делителя напряжения соец динен с выходом элемента сравнения, одиниз входов Которого подключен к входу источника опорного напряжения, второйвход - к кнопке управления, а третий входчерез элемент обратной связи соединен свыходом индикатора, выполненным регулируемым.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что индикатор выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты, детектора, ограничителя напряжения и блока запоминания и кодирования, при этом второй вход преобразователячастоты соединен с выходом гетеродина.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающ е е с я тем, что вторичная обмотка трансформатора тока выполнена с симметричнымвыходом в виде короткозамкнутого узла,размещенного внутри ферритового тороиЗ 5 дального сердечника с размещенной на немобмоткой возбуждения, заключенной вэлектростатический экран.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Авторское свидетельство124533,кл. 6 01 К 27/02, 1965 (прототип).ипография, пр. Сапунова каз 923/6 Изд.342 Тираж 749 НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписнон открытий