Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19 К 2 ОПИСАН БРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ д ВТОРСН(54) УСТРОЙСТВО,цЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к электризмерительной технике. Может быть измерения параметепей с сосредоточен- составляющих компений, параметровости и конденсаторо спо вано дл ров электрорадиными постоянными ескных Сопротивлатушек индуктив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Является дополнительным к авт, св.894597. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Для достижения цели в устройство введены коммутатор 11 на пять положений с четырьмя группами неподвижных контактов, электронный ключ 8, аналоговый запоминающий бло 10, преобразователь 4 период-код, цифроанапоговый преобразователь 12. , Устройство также содержит генератор 1 синусоидального напряжения, преобразователь 3, амплитудный детектор 5 временной дискриминатор б, электронный ключ 7, параметры катушек индуктивности (индуктивность и добротность) и конденсаторов (емкость и тангенс угла fотерь)1 э.п. Ф-лы, 1 ил.13073Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения параметров электрорадиоцепей с сосредоточением постоянными-составляющих5комплексных сопротивлений, параме -тров катушек индуктивности иконденсаторов,Цель изобретения - расширение функфункциональных возможностей устройства эа счет измерения параметров катушек индуктивности (индуктивности 1.и добротности Я) и конденсаторов (емкости С и тангенс угла потерь Сц 3 ).На чертеже изображена фунциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1синусоидального напряжения, преобразователь 2 сопротивление - напряжение, переключатель 3, преобразователь 2 О4 период - код, амплитудный детектор5, временной дискриминатор 6, первыйи второй 8 электронные ключи, первый 9 и второй 10 аналоговые запоминающие блоки, коммутатор 11, цифроаналоговый преобразователь 12 илогометр 13.Выход генератора 1 синусоидального, напряжения соединен с точкой,объединяющей вход преобразователя 2 3 Осопротивление - напряжение, соединенную между собой первую пару неподвижных контактов переключателя 3 и входпреобразователя 4 период - код, выход которого соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя 12, Преобразователь 2 сопротивление - напряжение имеет клеммы дляподключения исследуемой цепи (илисопротивления Е). Его выход соединен 40с объединенной между собой второйпарой неподвижных контактов переключателя 3. С первым подвижным контактом переключателя 3 соединены входыамплитудного детектора 5 и временного дискриминатора 6, а со вторымподвижным контактом - сигнальныевходы электронных ключей 7 и 8, управляющие входы которых соединены спервым и вторым выходом временного 5 рдискриминатора 6, а выходы - с .аналоговыми запоминающими блоками 9 и 10,Выходы амплитудного детектора 5, аналоговых запоминающих блоков 9 и 10си цифроаналогового преобразователя12 соединены с четырьмя входами коммутатора 11, три выхода которого, всвою очередь, подключены соответственно ко второму входу цифроанало. 90 2гового преобразователя 12 и к двум входам логометра 13.Временной дискриминатор 6 имеет второй выход, на который подаются только сигналы, Формируемые дискриминатором 6 в моменты перехода его входного напряжения через максимумы. Электронный ключ 8 служит для управления подачей синусоидального напряжения на вход аналогового запоминающего блока 10, которое предназначено для запоминания мгновенного значения напряжения в момент запирания ключа 8. Преобразователь 4 период - код осуществляет преобразование периода выходного синусоидального напряжения генератора 1 в пропорциональный цифровой код. Цифроаналоговый преобразователь 12 в используемом включении выполняет функцию перемножения кода периода с выхода преобразователя 4 и напряжения, подаваемого на его второй вход. Коммутатор 11 служит для подключения в измерительные цепи. прибора в зависимостиот измеряемой величины цифроаналогового преобразователя 12 и коммутации входов логометра 13,Устройство работает следующим образом.Выражения для мгновенных значений напряжений на входе и выходе преобра" зователя 2 сопротивление - напряжение имеют видгде Ч , Ю , ( - амплитуда, круговаячастота и начальная фаза выходногосинусоидального напряжения генератора 1, являющегося напряжением питания преобразователя 2 сопротивлениенапряжение,Ч - угол сдвига Фаз между напряжениями 0 и 0, равный аргументу комплексного сопротивления Е,Ч - амплитуда выходного синусоюидального напряжения преобразователя 2.Если напряжение П снимать, например, с образцового резистора сопротивлением К, включенного последовательно с сопротивлением 2, то3 13073Напряжения Б и Б поступают на соответствующие контакты переключателя 3, которым задаются два режима работы устройства, измерение составляющих комплексного сопротивления и измерение составляющих комплексной проводимости.При измерении составляющих комплексного сопротивления и комплексной проводимости коммутатор 11 устанавливается в положение "1" и работапредлагаемого устройства ничем не отличается от работы устройства-прототипа.В режиме измерения составляющих 15 комплексного сопротивления переключатель 3 находится в положении "1".В этом случае напряжение У поступает на входы амплитудного детектора 5 и временного дискриминатора 6, а 20 напряжение У подается через открытый электронный ключ 7 на аналоговый запоминающий блок 9. На выходе амплитудного детектора 5 образуется постоянное напряжение 25+К, Ч з 1 п,Ц) 2) Ч .= +К Ч зплибо напряжение и, ли КЧ с з Тогда выходной сигнал логометра4 О 13 равен либо отношению напряжений у з 1 п( = +К Ь. ли/Ча где у= р. и ная составляющи К При измерении всех других па метров переключатель 3 находитс положении "1", а режим измерени заа на выходе аналогового запоминающего блока 9 фиксируется напряжение,равное либо при измерении реактивной составл/Ч, / = К Чсозо, (3)при измерении активной составляющейкомплексного сопротивления,Напряжения Ч, и Ч , образуютсяпри запирании электронного ключа 7выходными сигналами временного дискриминатора 6, формируемыми в моменты перехода выходного напряжения Бпреобразователя 2 сопротиютениенапряжение соответственно через нульи максимум,В выражениях (1) - (3) К и К -коэффициенты передачи соответственноамплитудного детектора 5 и аналогового запоминающего блока 9 (и 10).,Через коммутатор 11 на один входлогометра 13 подается налряжение Ч,а на другой вход логометра, в зависимости от измеряемой составляющейсопротивления, подается либо напряжение Ч либо напряжение Чс . На 90 4выходе логометра 13 образуется сигнал, равный отношению двух напряжений,;либоактивная и реактивнаясоставляющие сопротивления 2, - коэффициент передачи устКо ройства по сопротивлению.При измерении составляющих комплексной проводимости переключатель 3 устанавливается в положение "2", что приводит к измерению цепей прохождения и напряжений У и Б. В остальном принцип действия устройства не отличается от вышерассмотренного. В этом случае на выходе амплитудного детектора 5 формируется постоянное напря- жение а на выходе аналогового запоминающего блока 9 либо напряжение/2 - полная проводимость исследуемой цепи,Ь - ее активная и реактикоэффициент передачиустройства по проводимости,5 13073 дается коммутатором 11 в зависимости от измеряемого параметра, Рассмотрим каждый из этих режимов.Для измерения индуктивности Ь переключатель 3 устанавливается в положение "2", а во временном дискрими-. наторе 6 задается режим, при котором на его первом выходе формируется сигнал Б. При переходе сигнала П через нуль на выходе аналогового за- Ю поминающего блока 9 образуется напряжение Ч определяемое выражением (2). При этом на первый вход логомет-ра 13 подается напряжение Ч с ампли- тудного детектора 5, определяемое 15 равенством (1), напряжение Ч , с выхода аналогового запоминающего блока 9 поступает на вход питания цифроаналогового преобразователя 12, на кодовый вход которого с преобразова теля 4 период - код подается код пе-. риода= И Ч = К Т фЦап тт тттда Ыи ККдц 1 1 ТХ = - =Ю С 27 С т КтТр25 где К - коэффициент передачи преобТраэователя 4,На выходе цифроаналогового преобразователя 12 получается напряжениеЗО окончательно имеем 35Следовательно, сигнал на выходелогометра 13 пропорционален измеряемой емкости,Х=УЬ Ь,27Т окончательно имеем 55 цап т 1 т ч тЭто напряжение подается на второйвход логометра 13, на выходе которогообразуется сигнал Чцоп КтТк Чч, Е в 1 пс Х,К КУчитывая, что для индуктивного сопротивления р - эоэ- -- т - а. Ь К ,Ч ЫКтКК К ь р211 Кт Кгде К -- т - э - коэффициент передачиК Кустройства по индуктивности.Таким образом, сигнал на выходе логометра 13 пропорционален измеряемой индуктивности.Режим измерения емкости С, при котором коммутатор 11 устанавливается 90 бв положение "4". В этом режиме, вотличие от предыдущего, меняются местами только цепи прохождения напряжений Ч и Ч, . напряжение Ч подается на цифроаналоговый преобразователь 12, а напряжение Ч, - напервый вход логометра 13. На выходецифроаналогового преобразователя 12образуется напряжение которое поступает на второй вход ло"гометра 13.В результате на выходе логометр а13 получается сигнал/Ч,ЕКЧ,двп К Х Принимая во внимание, что для емкостного сопротивления риоэ/Ч / К С КсС р 2 К,ККОгде К =о - коэффициент перес .Кдачи устройствапо емкости,Для измерения добротности Я катуш. ки индуктивности коммутатор 11 устанавливается в попожение "3", при котором первый вход логометра 13 подключается к выходу аналогового зало" минающего блока 10, а второй вход логометра 13 - к выходу аналогового запоминающего блока 9, на котором по прежнему образуется напряжение Ч В то же время электронный ключ 8 закрывается управляющим сигналом со второго выхода временного дискриминатора 6, формируемым в моменты перехода напряжения П через нуль. А это означает, что на выходе аналогового запоминающего блока 10 образу" ется напряжение Чп определяемое выражением (3), В итоге сигнал на выходе логометра 13 представляет отношение напряженийсоя ц- с 8 ь г.Ч КЧ зюпуР 1дтождественна равный тангенсу углапотерь Я 8 о конденсатора,20 изобретения Формула Составитель Н.КриновТехред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик Редактор А,Ревин Заказ 1628/45 Тираж 731 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Чъ К/ япрЧ КЧ созе 81 1Й)1Пкоторое тождественно равно добротностикатушки индуктивности.При измерении тангенса угла потерь сд 3 конденсатора коммутатор 11 устанавливается в положение "5". В этом случае подключение входов логометра 13, по сравнению с предыдущим режимом, изменяется на противоположное, т,е, на первый вход логометра 13 подается напряжение Ч , с аналогового запоминающего блока 10, а на второй вход логометра 13 - напряжение Ч, с аналогового запоминающего блока 9. При этом на выходе логометра 13 образуется сигнал 1. Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления по авт, св. Ф 894597, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире-Ю ния функциональных возможностей, оно содержит коммутатор на пять положений с четырьмя группами неподвижных контактов, второй электронный ключ, второй аналоговый запоминающий блок, 35 преобразователь период - код и цифроаналоговый преобразователь, причем вход преобразователя период - код соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а выход - с 40 цифровым управляющим входом цифро 390 8аналогового пеобразователя, сигнальный и управляющий входы второго электронного ключа - соответственно с сигнальным входом первого электронного ключа и вторым выходом временного дискриминатора, а его выход - с входом второго аналогового запоминаю щего блока, выходы амплитудного детектора, первого и второго аналоговых запоминающих блоков и цифроаналогового преобразователя соединены с соответствующими четырьмя входами коммутатора, сигнальный вход цифроаналогового преобразователя и входы логометра соединены с соответствующими тремя выходами коммутатора,2. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что первый вход коммутатора соединен с его первым подвижным контактом, второй подвижный контакт которого соединен с его вторым входом, а третий и четвертый подвижные контакты соединены с его вторым и третьим выходами соответственно, третий вход коммутатора соединен с третьим неподвижным контактом третьей группы и пятым неподвижным контактом четвертой группы " контактов, первый и второй контакты первой и четвертой группы соединены между собой, четвертый неподвижный контакт первой группы соединен с вторым неподвижным контактом второй группы и с первым выходом коммутатора, первый и третий неподвижные контакты второй и четвертой групп объединены, четвертый и пятый контакты второй и третьей групп объединены, а второй и четвертый неподвижные контакты четвертой группы соединены с четвертым входом коммутатора.