Способ измерения величин состав-ляющих комплексного сопротивлениядвухполюсника

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03. 09. 76 (21) 2403871/18-21с присоединением заявки Йо 2577701/21(51) М, .К,З С 01 й 27/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 07. 04. 81 А. Ф. Прокунцев, Г. И. Шаронов, В.,й. Колесников,Л. И. Дубровина, В. А. Волков и РМ,.Юиаев" . срЪПензенский завод ВТУЗ при Заводе ВЭМ, филиал Пеяэещфогополитехнического института(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИН СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХПОЛЮСНИКА ка 11. Изобретение относится к измерительной технике, а именно к областиизмерения и контроля составляющихкомплексного сопротивления двухполюсника, и может быть использованодля построения автоматических измерителей абсолютного значения любой изсоставляющих,Известен способ раздельного измерения активной и реактивной составлякцих комплексного сопротивленияс помощью моста переменного тока,при котором образцпвый элемент включается последовательно с измеряемымкомплексным сопротивлением в цепьисточника питания переменного тоОднако существенным недостатком способа является зависимость реэуль татов измерения от нестабильности частоты и амплитуды напряжения источника питания, от изменения не- измеряемой составляющей комплексного сопротивления двухполюсника,Наиболее близким к изобретению является способ измерения величин составлякщих комплексного двухполюсника, позволяющий раздельно и одновременно измерять активную .и ре акти вну ю сост авляющие компле ксного двухполюсника независимо от абсолютного значения и изменения не- измеряемой составляющей, а также независимо от нестабильности амплитуды и частоты напряжения питания измерительной цепи 2 .Согласно способу выбирают тип 10О проводимости образцоврго двухполюсника однородным типу проводимости измеряемой составляющей исследуемого двухполюсника, формируют сигнал д при последовательной схеме замещения измеряемого двухполюсника, пропорци ональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника на вектор налряжения с образцового двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудф ному значению напряжения на образцовом двухполюснике, по значению которого судят о величине измеряемой составлякщей. При измерении сос" тавлякщей комплексного двухполюсника, выполненного по параллельной схеме замещения, формируют сигнал, пропор".риональный проекции вектора напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника, на вектор напряжения с ис. ЗО следуемого двухполюсника и определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения наизмеряемом двухполюснике. Крометого, повышение быстродействия измерения достигается путем измерениявторой составляющей исследуемогодвухполюсника при последовательнойсхеме замещения, когда фазу векторанапряжения, снимаемого с образцовогодвухполюсника, поворачивают на + и /2,Формируют сигнал,пропорциональныйпроекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, на повернутый вектор напряжения,определяют отношение этого сигналак амплитудному значению напряжениянаобразцовом двухполюснике, а приизмерении второй составляющей исследуемого комплексного двухполюсника, выполненного по параллельной схеме замещения, фазу вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, поворачивают на + Я /2,форйируют; сигнал, пропорциональныйпроекции вектора напряжени:., снимаемого с образцового двухполюсника наповернутый вектор напряжения с исследуемого двухполюсника, определяютотношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на исследуемом двухполюснике.Погрешностью способа являютсябольшие временные затраты на проведение измерения, обусловленные нахождением проекции векторов напряжения,Целью изобретения является сокращение времени. измерения.Достигается это тем, что формируют два сигнала, первый из которыхпропорционален мгновенному значениюнапряжения снимаемого с исследуемо"го двухполюсника, а второй с образцового двухполюснкка в момент достиЖеикя экстремального значения напряжения на измеряемом двухполюснике,определяют отиошение первого и второго сигналов, по значению которого .судят о величине измеряемой составляющей. Кроме того при измерении второй составлякицей исследуемого комплексного сопротивления двухполюсника первый сигнал формируют в момент достижения экстремального значения напряжения на измеряемом двухполюснике, а второй - в момент перехода через нулевой уровень напряжения на измеряемом двухполюсникеНа фиг.1 изображена структурная схема устройства для измерения величин составляющих коьвлексного двухполюснкка, реализующего способ на фиг.2 - измерительная цепь для последовательной схемы замещения комплексного двухполюснкка к ее круговая :диаграмма; на Фиг.З - то же, для15 25 40 И " точка, соответствующая мгновенному значению напряжения ОприС 55 по следоват ю 1 ьной схеме замещенияили.напряжения Оцс прк параллельнойсхеме замещения комплексногодвухполюсника, взятого в моментперехода через нулевой уровень,напряжения ОдС прк последоваФ 0 тельной схевв замещения или О припараллельной схеме замещения, Уравнение для измерения составляющейкомплексного 4 вухполюсника, пропорциональной синфаэной составлянщей отйараллельной схемы замещения комплексного двухполюсника и ее круговая.диаграмма; на фиг.4 показаны временные диаграммы для последовательнойи параллельной схем замещения комплексного двухполюсника,оЬ- вектор напряжения питанияизмерительной цепи;ОС- вектор падения напряжения,снимаемого с образцового30 двухполюсника при последовательной схеме замещенияили измеряемого комплексного двухполюсника при параллельной схеме замещения;ЬС - вектор падения напряжения,снимаемого с измеряемогокомплексного двухполюсникапри последовательной схемезамещения или образцовогодвухполюсника при парал 20лельной схеме замещения;С - потенциальная точка, соответствукщая вершине измерительной цепи;б.у - окружности уравновешиванияв обобщенных обозначениях;- фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образцовом измеряемом) двухполюснике относительно вектора30 напряжения питания;фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образцовом измеряемом) двухполюснике относительно вектора35 падения напряжения на измеряемом (образцовом) двухполюснике;М - точка, соответствующая мгно-.венному значению напряжения прк последовательнойсхеме замещения измеряемогокомплексного двухполюсника,кли мгновенному значениюнапряжения Оц при параллельной схеме замещения,45 взятого в момент достижения напряжением Одс прк последовательной схеме замещения,.или напряжением Опри параллельной схеме заме 50 щения своего экстремальногозначенияносительно образцового двухполюсника, будет иметь вид- К0 бгдеЬс сов ср ас а для составляющей комплексного двухполюсника, пропорциональной квадра-,турной составляющей относительно образцового элемента, будет следующим- : к,где Ъс с,1 п с фУРавнениЯ (1) и (2) будут сп,аведливыми и для параллельной схемызамещения с той лишь разницей, чтопараметры сС, Р и у будут иметьразмерность проводимостей, а в измерительной цепи образцовый и измеряемый двухполюсники необходимопоменять местами.Устройство содержит измерительную цепь 1, составленную из последовательно соединенных образцовога (измеряемого) двухполюсника2 и измеряемого (образцового) двухполюсника 3, генератор синусоидального напряжения 4, блоки согласования 5,6; блок формированияимпульсов 7, ключ 8, блок коммутации 9, блоки деления 10, 11.Работа устройства осуществляетсяследующим образом: напряжение Осс,снимаемое с образцового, например,при последовательной схеме замещения,двухполюсника 2, через блоксогласования 5 поступает одновременно на входы ключа 8 и блока формирования импульсов 7, а напряжениеОс, снимаемое с измеряемого двухполюсника 3, через блок согласованияб подается на информационный входблока коммутации 9, С первого выхода блока формирования импульсов7 узкий импульс, сформированныйв момент достижения напряжениемОдс своего экстремального значения,поступает на управляющий вход ключа8 и блока коммутации 9, а узкийимпульс со второго выхода блока Формирования импульсов 7 подается навторой управляющий вход блока коммутации 9, На выходе ключа 8 получа-.ем сигнал в виде узкого импульса,пропорциональный Оос,ц, которыйодновременно поступает на первыевходы блоков деления 10, 11, а спервого выхода блока коммутации 9сигнал в виде узкого импульса,пропорциональный О, соус,сформированный в момент достижения напряжением Ос, своего экстремального значения, подается на второй вход бло- .каделения 10, со второго выходаблока коммутации 9 узкий импульс, Формула изобретения 1, Способ измерения величин состав 40 ляющих комплексного сопротивления.двухполюсника, заключающийся в том,что между последбвательно соединенными источником питания и образцовымдвухполюсником, тип проводимости которого однороден типу проводимостиизмеряемой составляющей сопротивленияисследуемого двухполюсниа,выполненного по параллельной схеме замещенйя,подключает исследуемый двухполюсник,отличающийсятем, что, сцелью сокращения времени измерения,Формируют два сигнала, первый изкоторых пропорционален мгновенному.значению напряжения, снимаемого с 55 исследуемого двухполюсника, а вто" рой - с образцового двухполюсиика в момент достижения экстремального значения напряжения на измеряемом двухполюснике, определяют отношение первого .и второго сигналов, по зна" чению которого судят о величине измеряемой составляющей,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при измерении вто- рой составляющей исследуемого комп 60 65(пропорциональный О ьп( подаетсяна второй вход блока деления 11,Как видно из временной диаграммы,изображенной на фиг.4 (а,б), форми"рование мгновенных значений напря. жений, снимаемых с образцового измеряемого двухполюсника, осуществляется в течение полупериода питающегонапряжения, что существенно повышаетбыстродействие измерения составля-.кщих комплексного двухполюсника.На выходе блока деления 10 получают сигнал, пропорциональный синфазной составляющей комплексногодвухполюсника относительно образцового двухполюсника,а на выходе блока 15 деления 11 - пропорциональный квадратурной составляющей комплексного двухполюсника относительно образцовогодвухполюсника.Для получения информации об абсо лютной величине измеряемой составляющей комплексного двухполюсника необходимо произвести умножение величины сопротивления образцового двухполюсника на величину числового эна"чения, полученного с.выхода блокаделения.Использование предлагаемого способа измерения величин составляющихкомплексного двухполюсника обеспечивает по сравнению с известным высокоебыстродействие измерения, что позво"ляет использовать разработанные наоснове данного способа устройства всистемах автоматизированного контроля и управления технологическими проЗ 5 цессами.лексного сопротивления двухполюсникапервый сигнал формируют в моментдостижения экстремального значениянапряжения на измеряемом двухполюс.нике, а второй - в момент переходачерез нулевой уровень напряженияна измеряемом двухполюсиике. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 121862, 6 01 й 17/10, 1957.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2380702/21,кл,б 01 й 27/02819745 Сост ави Техред ль В. Ве .Табаков лам ква,П ая, 4 Редактор Е.Гонча Заказ 1379/25 ВНИИПИ Году по де 113035, Иоираж 732 По ственного комитет изобретений и от Ж, Раушская