Мост для измерения составляющих комплексной проводимости
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 892317
Авторы: Кугаевский, Орехов
Текст
6 Ъоударстккииый комитет СССР во долом изобретений и открытийОпубликовано 23.12,81Бюллетень"7 Дата опубликования описания 23,12.81(5 Й) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТИ Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а точнее к измерению комплексных величин и их параметров, и может быть использовано, например в устройствах для измерения электромагнитных характеристик материалов на высоких частотах.Известны одинарные Т-образные уравновешиваемые мостовые схемы для измерения составляющих комплексного иммитанса образцов материалов и их параметров на высоких частотах, в которых активную составляющую измеряемого образца, а часто одновременно и реактив-. ную составляющую, измеряют либо по изменению величины переменного сопротивления,представляющего собой многодекадный магазин активных проводимостей, либо по изменению величины переменно" го конденсатора, причем схемы, в которых регулиремычи элементами являют" ся только емкости, обладают гораздо большими возможностями, так как позволяют производить измерения на болеевысоких частотах и с меньшими погрешностями 13,Однако выигрыш последних в точности измерений особенно малых образцов5материалов на высоких частотах значительно снижается из-за их низкойчувствительности по напряжению, чтоявляется серьезным недостатком, препятствующим универсальному использоаванию такого рода схем.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является мост,.содержащий генератор напряжения высокой частоты, указатель равновесия,15одни выводы которых подключены кобщей шине, и одинарную Т-образнуюсхему, содержащую конденсатор переменной емкости, включенный в попе"речное плечо, один вывод которогосоединен с общей шиной, зажимы дляподключейия объекта измерения, включенные параллельно конденсатору переменной емкости, резистор, подсоеди 892 31725 40 ненный в первое продольное плечо одинарной Т-образной схемы, во второепродольное плечо которой включена катушка индуктивности, причем один вывод резистора соединен со вторым выводом генератора напряжения высокойчастоты, а второй вывод резисторасо вторым выводом первого конденсатора переменной емкости и с однимвыводом катушки индуктивности, второй 10выход которой соединен со вторым выводам указателя равновесия, и второйконденсатор переменной емкости,включенный параллельно резистору и катушке индуктивности продольной ветви 23, 15Недостатками схемы являются низкаявеличина нормализованной (удельной)чувствительности по напряжению, постоянство чувствительности по напряжению во всем диапазоне частот и еенезависимость от параметров схемы,не позволяющая варьировать ее величиной в зависимости от частоты измерения и от величины измеряемого образца,Все это сказывается на точностиизмерения особенно малых величин образцов материалов на высоких частотахи является существенным недостаткомизвестного устройства, ограничивающим30его широкое применение.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в мосте для измерения составляющих комплекснои проводимости, содер 35жащем генератор напряжения высокойчастоты, один вывод которого подключен к общей шине, указатель равновесия, один вывод которого соединен собщей шиной и одинарную Т-образнуюсхему, состоящую из конденсаторапеременной емкости, включенного в поперечное плечо, один вывод которогоподсоединен к общей шине, зажимов дляподключения объектов измерения, включенных параллельно конденсатору переменной емкости, резистора, подключенного в первое продольное плечоодинарной Т-схемы, катушки индуктивности, подключенной во второе про 50дольное плечо, один вывод которойсоединен со вторым выводом конденсатора переменной емкости и с однимвыводом резистора и второго конденсатора переменной емкости, подсоединенного в продольную ветвь параллельно катушке индуктивности и резисторувторои вывод катушки индуктивности соединен со вторым выводом генераторанапряжения высокой частоты, а второйвывод резистора - со вторым выводомуказателя равновесия,На чертеже приведена электрическая схема моста.Иост содержит генератор 1 напряжения высокой частоты, конденсатор2 переменной емкости (С), служащийдля уравновешивания и отсчета по активной составляющей измеряемого образца, активное сопротивление 3 (Ро)катушку 4 индуктивности (1.),конденсатор 5 переменной емкости (С), служащий для уравновешивания и отсчетапо реактивной составляющей, и указатель 6 равновесия (индикатор),Устройство работает следующим образом,Напряжение от генератора 1 поступает на Т-образную цепь, состоящуюиз сопротивления 3, катушки 4 индуктивности и и двух конденсаторов 2 и 5переменной емкости. Индикатор 6баланса схемы подключается на выходТ-образной цепи, а измеряемый объект7 параллельно конденсатору 5 переменной емкости. Уравновешивают схемудважды: без образца, т.е. при разомкнутых зажимах "8-8" (холостой ход)и с образцом, конденсаторами 2 и 5переменной емкости по нулевым показаниям индикатора 6, Данные для расчета реактивной составляющей отсчитывают по лимбу конденсатора 5переменной емкости, активной составляющей по лимбу конденсатора 2 переменной емкости, а расчет осуществляется либо с использованием формул,либо непосредственно по лимбам конденсаторов 2 и 5, которые в этом случае должны быть отградуированы в определенных единицах измерения, в зависимости от характера измеряемойпроводимости,Условие равновесия одинарной Т-образной уравновешиваемой структурыг 1 Ук+г+ л+= О для схемы (см. чертеж) в случае, когда образец не подключен, запишеттся как. У ц)С Р + оэ+ Р 0, = О. (1)т) 1о 1 СФ) Если приравнять вещественные и мнимые части уравнения (1) к нулю-щ С к 0=0)Х )где и - частота генератора 1, то окажется, что первоначальное уравновешивание моста достигается при равных значениях емкостей переменных конденсаторовх) 1) 1С= С=а(2) что упрощает и повышает точность начальной настройки предлагаемой схемы,Для схемы (см. черт еж) в слу цае, когда образец подключен, уравнение равновесия принимает вид шфиС, + й 1 ииа" сО,Ь)И)3 шС 1 где 9 х - активнаЯ составлающав измеряемой комплексной проводимости;Ь - реактивная составляющая комплексной проводимости.Взяв разность между (3) и (1), окончательное условие равновесия схемы, в случае метода двух .уравновешиваний, получим в виде3 щ (3 щ ь 91 3 Ьх)олаф =0, И)Ю . 1м С где ЬС 1, ЬС- изменение емкостей соответственно, причемС 1. С 1С=й) 01Ж) т)йС=С -СРаскрывая выражение (4), т. е. приравнивая к нулю вещественные и мнимые части, активную и реактивную составляющие проводимости в этом случае определяют из равенства9 х = 1/(ц -" Ь С)Ьх = -цс, Модуль нормализованной чувствительности по напряжению предлагаемой схемы, учитывая (2), определится как, П) 10,юС 1"ох - : - ,57СК иОТаким образом, в предлагаемой схеменормализованная чувствительность по 40 43 36 И а учитывая, что реальные значения параметров, входящих в (6), лежат в пределах 1 = (5300) пГц, В= (20 т 30) Ом, 3. =. (1010 1 ) Гн, для наихудшего случая получим20Г 26;1 ТО 7 О Щт,е. увеличение чувствительности на порядок.Предлагаемая схема моста имеет следующие преимущества,Измерения составляющих комплексной проводимости осуществляются по изменению емкостей; схема содержит минимальное количество элементов, необходимых для уравновешивания и раздельного отсчета составляющих проводимости измеряемого образца; первоначальное уравновешивание достигается при равных значениях емкостей переменных конденсаторов; схема имеет раздельный баланс по активной и реактивной составляющим; регулируемый элемент и измеряемый объект заземлены, т.е. подключаются в поперечное плечомоста; кроме того, схема обладает повышенной чувствительностью по напряжению.Таким образом, в результате изменения связей повышается чувствительностьи точность измерений, что увеличивает сферу применения предлагаемого моста.формула изобретенияИост для измерения составляющих комплексной проводимости, содержащий генератор напряжения высокой частоты, один вывод которого подключен к общей шине, указатель равновесия, один вывод которого соединен с общей шиной,одинарную Т-образную схему, состоящую из конденсатора переменной емкости, включенного в поперечное плечо, один вывод которого подсоединен к общей шине, зажимов для подключения объекта измерения, включенных параллельно конденсатору переменной емкости, резистора, подключенного в первое продольное плечо одинарной Т-схемы, катушки индуктивности, под" ключенной во второе продольное плечо, один вывод которой соединен со вторым выводом конденсатора переменной емкос892317 Сост авител ь В Семендактор Н. Пушненкова Техред А.Савка Корректор Г. Ога Заказ 112 ч 3/6 6 Ти ВНИИПИ Государпо делам изоб 113035, Москва,Подпиитета СССРкрытий венного ко етений и о 35, Раушск/5 аб.П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн ти и с одним выводом резистора и второго конденсатора переменной емкости,подсоединенного в продольную ветвьпараллельно катушке индуктивности ирезистору, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерения,второй вывод катушки индуктивностисоединен со вторым выводом генератора напряжения высокой частоты, авторой вывод резистора - со вторымвыводом указателя равновесия,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кугаевский А,ф. Измерение параметров ферромагнитных материалов на высоких частотах. М изд-во стандартов, 1973, с. 90-105,в 2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2803732/18-2 1, кл. С 01 й 17/1 О, 01.08.79 (прототип).
СмотретьЗаявка
2909439, 17.04.1980
РИЖСКИЙ КРАСОЗНАМЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА
КУГАЕВСКИЙ АЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ, ОРЕХОВ ВЯЧЕСЛАВ ВИКТОРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 17/10
Метки: комплексной, мост, проводимости, составляющих
Опубликовано: 23.12.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-892317-most-dlya-izmereniya-sostavlyayushhikh-kompleksnojj-provodimosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Мост для измерения составляющих комплексной проводимости</a>
Предыдущий патент: Способ допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника
Следующий патент: Устройство для автоматического измерения сопротивления жил кабеля
Случайный патент: Подъемник с ручным приводом