Способ определения электрического иммитанса

(19 51)5 0 01 Й 17/ Рос Р РД А1 Э 1. ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВУ к электроизм ожет быть и ия параметро вышение точнона измерения в чет уменьшения измерительной н пример реалие полумосга; на четырехплечего на основе трансуктивным компато же, на основе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт электродинамики АН УССР (72) М,Н.Сурду, В,Г.Мельник, Б.А.Кромпляс, И.В.Третьяк и А.А.Вдовин(56) Эпштейн С.Л. Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов. М.:Сов, радио, 1978.Авторское свидетельство СССР М 1228021, кл, 6 01 Я 17/12, 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИММИТАНСА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измерения в области высоких импедансов. Отличием способа определения электрического иммитанса являются наличие второй операции определеИзобретение относитс рительной технике и м пользовано для измере комплексных сопротивлен Цель изобретения - п сти и расширение диапаз высокоомной области за с влияния импедансов утечк цепи,На фи г.1 и редста вл е зации-способа на основ фиг,2 - то же, на основемоста; на фиг.3 и 4 - то же,форматорных мостов;с инд ратором токов; на фиг.5 -ния отношений напряжений на объекте измерения и образцовой мере, операция переключения шунтирующего импеданса Еу, условия выполнения этих операций, а также операции вычисления искомого параметра по результатам двух измерений. Исключение из результата измерения влияния Еу приводит к повышению точности и расширению диапазона измерений в высокоомной области, поскольку неопределенность и нестабильность величины ЕУ является одним из основных факторов, ограничивающих точность и диапазон измерения, Повышение точности достигается путем практически полного исключения погрешности, обусловленной влиянием импеданса утечки элементов измерительной цепи (например, емкости соединительных кабелей), Расширение диапазона измерения в области высоких импедансов составляет не менее одного-двух порядков, 5 ил. трансформаторного моста с индуктивным делителем напряжения.Устройство (фиг,1) содержит генератор 1, образцовую меру 2, последовательно с которыми включают через соединительный экранированный кабель 3 объект 4 измерения, Экранирующая оплетка кабеля через переключатель 5 соединяется с одним из зажимов генератора, Устройство также содержит блок 6 сравнения напряжений. Последний может быть реализован в виде уравновешиваемого компенсатора токов или на основе логометрических АЦП. В приборах с микропроцессорным контроллером блок сравнения напряжений можетпредставлять собой одноканальный АЦП ссинхронным детектором и коммутатором навходе, позволяющим подключать его поочередно к объекту: измерения, образцовоймере или генератору. Определениеотношений напряжений при этом осуществляетсяв цифровой форме по результатам измерения абсолютных значений этих напряжений. В данном устройстве импеданс утечкиизмерительной цепи определяется в основном емкостью между центральным проводом и экраном кабеля 3,В устройствах, изображенных на фиг,3и 5, импеданс утечки измерительной цепиопределяется емкостью кабеля для подключения объекта измерения, в устройствах, показанных на фиг 2 и 4, таким импедансоммогут являться также емкость и активноесопротивление утечки кабеля для подключения магазинов сопротивлений или внешней 20образцовой мерц. В этом случае исключение влияния каждого из указанных импедансов должно осуществляться раздельно всоответствии с данным способом. Например, в устройстве, представленном на фиг,4, 25с помощью двух измерений при различныхположениях переключателя 5-1 и при фиксированном положении переключателя 5-2 исключают влияние импеданса утечки кабеля3-1, а затем выполняют еще одно измерение 30при другом положении переключателя 5-2 ианалогичным образом исключают влияниеимпеданса кабеля 3-2,Способ определения электрическогоиммитанса с использованием устройства, 35изображенного на фиг.1, осуществляетсяследующим образом.Процесс измерения, Напряжение генератора вызывает ток в цепи объекта измерения и образцовой меры. Падения, 40напряжений на объекте и на мере (или ихсоставляющие) сравнивают между собой припомощи блока сравнения напряжений, в результате чего определяют отношения соответствующих напряжений Ох/Оо 45 Подставляя каждое из полученных отно,шений в уравнение7 х Ох-Г - = -е (1)о Оо 50 получают значение измеряемого комплексного сопротивления 7 х,где Ео - значение . комплексного сопротивления образцовой меры. При первом измерении переключатель 5 .устанавливают в такое положение,55 чтобы импеданс утечки соединительного кабеля 3 шунтировал объект измерения, При этом уравнение (1) имеет вид(3) Формула изобретения Способ определения электрического иммитанса, заключающийся в том, что подают от генератора тестовый синусоидальный электрический сигнал на последовательно соединенные объект иЗмерения и образцовую меру, определяют отношение напряжений на объекте измерения и образЕх ЕуЙх+ Йу(2)Оогде Еу - импеданс кабеля между центральным проводом и экраном,При втором измерении переключатель 5 устанавливают в такое положение, чтобы импеданс утечки кабеля шунтировал образцовую меру. Уравнение (1) в этом случае приобретает видОх коо+ 2 уРешая систему уравнений (2) и (3), находят искомое комплексное сопротивление 2 х,Преимущество предлагаемого способа определения электрического иммитанса заключается в его более высокой точности за счет практически полного исключения погрешности, обусловленной влиянием импедансов утечки элементов измерительной цепи (например, емкости соединительных кабелей), а также в расширении диапазона измерения в области высоких импедансов. Наименьшая проводимость, которая может быть измерена с помощью известного способа, ограничена нестабильностью шунтирующих объект проводимостей измерительной цепи. При подключении и отключении объектов измерения эта нестабильность весьма значительна (для емкости кабеля она не менее нескольких десятых долей процента). При использовании предлагаемого способа определения электрического иммитанса указанная нестабильность не проявляется, так как переключение объекта измерения не производится и за незначительное время измерения (доли секунды) не может изменяться пространственное расположение элементов измерительной цепи (кабелей, например), Поэтому диапазон измерения малых проводимостей ограничен только относительной разрешающей способностью прибора (сотые или тысячные доли процента), Таким образом, выигрыш в расширении диапазона измерения составляет не менее одного-двух порядков, Такой же выигрыш достигается в разрешающей способности и в точности измерения в области высоких импедансов.цовой мере, а затем вычисляют параметры иммитанса объекта измерения по этому отношению и значению образцовой меры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измерения в области высоких импедансов, осуществляют определение отношения напряжений на объекте измерения и мере дважды, шунтируя одним и тем же импедансом утечки различные участки измерительной цепи, напряжения на которых отличаются между собой и когерентны с напряжением генератора, после чего измеряемый иммитанс определяют решением системы уравнений:Ох 1Ух = 1 ( - .; о, 2 у ):Оо 15 Ох 2,г, = 12 О.; Лы ЛУ)боггде 7 о - значение импеданса образцовоймеры;2 у - значение импеданса утечки;10 Ох 1 х 2,001.02 - ЗНаЧЕНИя НаПряжЕНИй Наобъекте измерения и образцовой мере соответственно при первом и втором включениях шунтирующего импеданса утечки.1659880 7 НСоставитель В. Семенчукедактор Л, Веселовская Техред М,Моргентал Корректор И. Муска Заказ 1840 Тираж 424 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101