Способ определения частотных погрешностей масштабных преобразователей

(71) Кишиневскительский инстит л. У 4научно-иссл ктроприборостро ство СССР 20, 1975. ЧАСТОТНЪХ ПРЕОБРАЗОВАЮ Ю Ж част ных пог"ическийабных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ения(56) Авторское свиде гельУ 480995, кл. С 01 К 23/(57) Изобретение относится к области измерения электрических величин и может использоваться для испытания и калибровки измерительных масштабных преобразователей по значениям частотных погрешностей в рабочем диапазо; не частот, Способ основан на поочередном пропускании через два параллельных канала примыкающих друг к другу по времени радиоимпульсов с регулируемыми амплитудами и разными частотами заполнения, одна из которых является опорной, а другая контролируемой. В один иэ них включен исследуемый масштабный преобразователь. В параллельных каналах формируют последовагельности радиоимпульсов с противоположным чередованием частот заполнения примыкающих друг к другу радиоимпульсов, Перемно"жают радиоимпульсы первого канала,прошедшие через исследуемый масштабный преобразователь, с радиоимпуль"сами в горого канала. Образовавшиесярадиоимпульсы с заполнением двумяколебаниями, равными сумме и разности опорной и контролируемой частот,поочередно усиливают и детектируют.Изменяют образцовым делителем напряжения амплитуду радиоимпульса опорнойчастоты во втором канале до исчезно"вения напряжения частоты коммутациии определяют частотную погрешностьпо формуле, приведенной в текстеописания. Устройство, реализующееспособ, содержит генератор 1 опорнойчастоты, перестраиваемый генератор 2контролируемой частоты, переменныеаттенюаторы 3 и 4образцовый делитель 5 напряжения, автоматическиепереключатели 6 и 7Кроме того, устройство включает балансный модулятор 9, широкополосный усилитель О,амплитудный детектор 11, усилитель12 частоты коммутации, синхронныйдетектор 13, генератор 34 частотыкоммутации и индикатор 15. Использо-вание способа позволяет повысить точность определения решностей и расширить ди и частотный д а преобразовате(5) уль комплексного коэффициента передачи МП на низкой опорной частоте ы равный, его активнойсоставляющей; 45К(о, - К(о)1)1 1 К относительная Изобретение относится к области измерения электрических величин и может быть использовано для испытания и калибровки измерительных ши" рокополосных масштабных преобразователей (измерительных трансформаторов делителей напряжения, аттенюаторов, магазинов сопротивлений и затуханий и др.) по значениям частотных погрешностей в рабочем диапазоне частот.Цель изобретения - повышение точности определения частотных погрешностей измерительных масштабных преобразователей в,широком динамическом и частотном диапазонах.Устройство для реализации способа представлено на чертеже.Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, перестраиваемый генератор 2 контролируемой частоты, переменные аттенюаторы 3 и 4, образцовый делитель 5 напряжения, автоматические переключатели 6 и 7, исследуемый масштабный преобразователь 8 (МП), балансный модулятор 9 (пере- множитель), широкополосный усилитель 1 О, амплитудный детектор 11, усилитель 12 частоты коммутации, синхронный детектор 13, генератор 14 частоты коммутации и индикатор 5.Сущность способа заключается в следующем.Сигналы фиксированной опорной частоты Б,=О,сов(у,с + Ч,) и перестраиваемой контролируемой частоты Б,=Б ,сов(аС - ) поочередно с низкой частотой коммутации Й сю,( Ф пропускают через два параллельных канала, в первый из которых включен иссле дуемый МП 8. В первом канале путем периодической коммутации сигналов Б, и 11 формируют примыкающие друг к другу во времени радиоимпульсы опорной ы,и контролируемой 1 частот, которые поочередно проходят через исследуемый МП, Амплитуду радиоимпульсов с частотой заполнения ю, устанавливают первым аттенюатором до допустимого уровня входного сигнала МП ТП =К,О сов ( с+ ц,), О с с с - , (1, где К - коэффициент передачи первого аттенюатора на опорнои частоте ы,;211Т =- период следования радиоимпульсов,Амплитуду радиоимпульсов с частотой заполнения ы, устанавливают вторым аттенюатором до такого же уровня 5 Т П,=К Б сов(ы с+се), - (гс Т, (2) где К - коэффициент передачи второ"го аттенюатора зависящий 10 от значения контролируемойчастоты ь,Во втором параллельном каналеформируют также примыкающие друг кдругу радиоимпульсы, но с противопо ложным чередованием опорной и контролируемой частот. Амплитуду радиоим"пульсов с частотой заполнения ы устанавливают равной амплитуде радио"импульсов Ц 4 20Б К,Б сов(ы с+ р ), Ос(3)Амплитуду радиоимпульсов с частотой заполнения ы, дополнительноизменяют с помощью образцового делителя напряжения Ц К ц КК Б сов(ц)с+(р,),Тг сТ, (4) 30 2где К- коэффициент передачи образцового делителя напряжения на опорной частоте ы,. 35 Примыкающие друг к другу Радиоимпульсы Ц и Б проходят через исследуемый МП с модулем комплексногокоэффициента передачи К = К,1+ЬИ эгде К =1 К( о,) - мод частотная пог решность МЛна высокойконтролируемойчастоте ь.Амплитуда радиоимпульса опорной 55 частоты на выходе МП определяетсяактивной составляющей модуля комплексного коэффициента передачи Б,=К,11,=К К,Ц , сов(с,1,г+ с ), (б)(7)Далее перемножают радиоимпульсыопорной частоты первого канала сЯ,1 ОУ-У Б - К,(1+ у) К, К+ у + у +соз (и -м ) с+ ц - с )где Я, - крутизна множительного преобразования.15В результате перемножения радиоимпульсов формируется новая последовательность радиоимпульсов с запол"нением двумя колебаниями, равнымисумме и разности опорной и контроли 20руемой частот. Эти радиоимпульсы поочередно усиливают широкополоснымусилителем и детектируют по амплитуде. Полагая характеристику детектораквадратичной, получаем в результатедетектирования видеоимпульсы с амплитудами:3-Я, (Я, К,К,К К Б Б,) +Ъ-Б () ((1+ )г К 7,х ---- -з допз дплс2о )где зрпзпЯС - прямоугольная огибаю.щая напряжения с частотой коммутации Я,Изменяют образцовым делителем напряжения амплитуду радиоимпульсовопорной частоты во втором канале доисчезновения напряжения Б, частотыкоммутации, При определенном значении коэффициента передачи К делителя напряжения Б Б Гсоз(ш,+и й+ частотах ы,и ы. Выделяют из радиоимпульсов прямоугольное напряжение частоты коммутацииЯ, К,К,КБ,У ) х(12) Повышение точности определениячастотных погрешностей МП в широкомдинамическом и частотном диапазонахдостигается эа счет исключения погрешности от неравенства.коэффициентов усиления разночастотных радиоимпульсов (К и К ), неравенства кру"тизны детектирования (Я и Я) наразных частотах, а также влияния не"постоянства амплитуд Б , и У сиг" 50 Капов опорной и конролируемо частот. При этом исключены влияния частотных погрешностей уравнивающихаттенюаторов (К, и К ) на результатизмерения. Частотные погрешности ,55 введенной операции перемножения раэночастотных радиоимпульсов (зависимость Я, от частоты) также не влияют на точность определения частот 1- (11) К(13) Амплитуда радиоимпульсов контролируемой частоты определяется моду" лем комплексного коэффициента передачи МП на этой частоте откуда значение частотной погрешности на частоте ы равно где К (ы,)=1/К, - коэффициент деления образцового делителя напряжения, работающего на фиксированной опорной частоте Ъ.Таким образом, по значению коэффициента деления образцового делите" радиоимпульсами контролируемой частоты второго каналаЯ11 =УБ,= КК,К,У ,Бсоз (, + ,) с+ +Ч, + ц,+сов (ы,-см ) г+ ч, ,1 (8) а радиоимпульсы контролируемой час"тоты - с радиоимпульсами опорнойчастоты У(9)П =Я СЯ К (1+)К К К К и ЦЗ+Я 1 ЗК,(1)К,К К,К и П,2, (11) где Я и Я - крутизна преобразования детектора соответственно на опорной ы1и контролируемой ы частотах;К и К- коэффициент усиленияширокополосного усилителя соответственно на ля напряжения, работающего на низкойфиксированной частоте; определяютчастотную погрешность исследуемогоМП на контролируемой частоте, которуюпоследовательно изменяют в рабочемдиапазоне частот МП от минимальногодо максимального значения.5 137 ной погрешности МП. Влияние частотных погрешностей введенного образцо" вого делителя напряжения (К ) устранено благодаря использованию его в цепи фиксированной частоты ( ы =сопэс)Устройство работает следующим образом.Автоматические переключатели 6 и 7, управляемые генератором 14 частоты коммутации, формируют примы" кающие друг к другу радиоимпульсы из сигналов генераторов 1 и 2 с проти" воположным чередованием частоты заполнения импульсов. Аттенюаторами 3 и 4 устанавливают необходимый уровень амплитуд радиоимпульсов и выравнивают их амплитуды. Радиоимпуль" сы в первом канале проходят через исследуемый МП 8 и поступают на первый вход балансиого модулятора 9. Дополнительное изменение амплитуды радиоимпульсов опорной частоты во втором канале производят образцовым делителем 5 напряжения, из которого радиоимпульсы поступают на второй вход балансного модулятора 9, Радио- импульсы суммарной и раэностной частот усиливаются широкополосным усилителем 10 и детектируются амплитудным детектором 11, Напряжение частоты коммутации усиливается низкочастотным усилителем 12, выпрямляется синхронным детектором 13, который управляется напряжением генератора 14, и поступает на выходной индикатор 15,Коэффициент деления делителя 5 напряжения изменяют до получения нулевого показания индикатора 15. Частотную погрешность МП 8 на частоте генератора 2 определяют по формуле (14) с учетом установленного коэффициента деления. Перестраивая частоту генератора 2 и повторяя указанные операцииопределяют частотные погрешности МП в рабЬчем диапазоне частот.Использование предлагаемого способа позволяет расширить динамический и частотный диапазоны масштабных преобразователей, в частности преобразователей с микропроволачными и пленочными резисторами. Достоверность оценки значений частотных пог" решностей создает воэможность конструктивного и технологического совершенствования широкополосных де 0591елителей напряжения, аттенюаторов, магазинов резисторов и других мер образцового ослабления сигналов в частотном диапазоне от 1 кГц до 0-20 МГц и калиброванным ослаблением до 80-10 дБ.Формула изобретения10Способ определения частотных пог"ревностей масштабных преобразователей, включающий поочередное пропускание примыкающих друг к другу повремени радиоимпульсов с регулируе"мими амплитудами и разными частотами заполнения, одна иэ которых яв"ляется опорной, через два параллель"ных канала, в один из которых включен исследуемый масштабный преобразователь детектирование радиоимпульсов, выделение из радиоимпульсов напря.жения частоты коммутации и измерениеее амплитуды, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что с целью повышенияточности в широком динамическом ичастотном диапазонах, в параллельных каналах формируют последовательности радиоимпульсов с противополож"ным чередованием частот заполненияпримыкающих друг к другу импульсов,перемножают радиоимпульсы первогоканала, прошедшие через исследуемыймасштабный преобразователь, с радиоимпульсами второго канала, получен"ные радиоимпульсы с заполнением дву"мя колебаниями, равными сумме и раэ"ности опорной и контролируемой час"тот, поочередно усиливают и детек тируют, изменяют образцовым делите"лем напряжения амплитуду радиоимпульса опорной частоты во втором канале до исчезновения найряжения час"тоты коммутации, а частотную погреш"ность определяют по формуле(ыд) = К(ы,) - 1,где (о 1) - относительная частотнаяпогрешность на контро" лируемой частоте ы относительно опорной час" то ты оК (о,) - коэффициент деленияобразцового делителя напряжения, работающе" го на опорной частоте ы,.1370591 Составитель А. ЗаборнаРедактор И, Рыбченко Техред А.Кравчук Корректо ск Тираж 772ИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб,аказ 416/46ВН одписное 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4