Измеритель -параметров

(0888)ое свидетельство СССР01 К 27/02 ь ое свидетельствд СССРС 01 К 27/26.,тотип)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ(54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ С 1.к -ПАРАМЕТРОВ, содержащий два входных зажима,генератор синусоидального напряжения, преобразователь ток - напряжение, два фазочувствительных детектора, два Фильтра нижних частот, переключатель, цифровой интегрирующийлогометр, причем первый вход преобразователя соединен с первым входнымзажимом измерителя, выходы первогои второго фазочувствительных детекторов через соответствующие фильтрынижних частот подключены к первомуи третьему входам логометра, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности. измерения С.й -параметров в широком диапазоне частот,первый выход генератора соединен свторым входным зажимом измерителя ис информационным входом второго фазочувствительного детектора, второйвыход генератора соединен с вторымивходами преобразователя и логометра,управляющим входом второго Фазочув 801140058 ствительного детектора и нормальн замкнутым контактом переключателя третий выход генератора подключен третьему входу преобразователя и к нормально разомкнутому контакту переключателя, общий контакт которого подсоединен к управляющему входу первого фазочувствительного детектора, четвертый и пятый выходы генератора подключены, к соответствующим входам преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого фазочувствительного детектора, первый и второй входы генератора являются соответствующи,1. ми управляющими входами измерителя,2. Измеритель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что преобразо- ЮФ ватель ток - напряжение содержит блок сравнения токов, первый вход которого является первым входом преобразователя, а выход через каскад преобразования тока в напряжение соединен с информационными входами первого и второго Фазовых детекторов, управляющие входы которых являются вторым и третьим входами преоб- ф разователя; выходы первого и второгоФазовых детекторов через соответсзву ющие аналого-цифровые преобразователи соединены с первыми входами соответствующих перемножителей, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключе- Ъ ны к входам сумматора, выход которого соединен с выходом преобразовате- . ля и через образцовый резистор со вторым входом блока сравнения токов, вторые входы первого и второго пере- множителей являются соответственно1140058 четвертым и пятым входами преобразователя.3. Измеритель по п,1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что генератор синусоидального напряжения содержит последовательно соединенные высоко- . частотный автогенератор, управляемый делитель частоты и адресный счетчик, причем выход счетчика соединен с входом первого и второго запоминающих блоков, первьм и вторым управляющими входами генератора являются управляющие входы высокочастотного автогенератора и управляемого делиИзобретение, относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров емкостных и индуктивных объектов. 5Известны приборы для измерения параметров комплексных сопротивлений, состоящие из.генератора синусоидального напряжения, преобразователя на базе операционного усилите ля с образцовым и измеряемым сопротивлениями в цепи отрицательной обратной связи, фазового детектора, фаэовращателя, Формирователя и вольтметра 1 5Недостатками указанного устройств являются невозможность измерения С.йпараметров в диапазоне частот, зависимость результатов измерений от нестабильности амплитуды генератора 20 синусоидального напряжения, Фазовые сдвиги опорных напряжений фазового детектора.Наиболее близким к изобретению техническим решением является изме ритель С. -параметров, содержащий генератор синусоидального напряжения, преобразователь ток - напряжение, переключатель, два фазочувствитель-, ных детектора, два фильтра нижних З 0 частот, логометр и два входных зажима. При этом вход преобразователя ток - напряжение связан с первым входным зажимом устройства, выходы Фазочувствительных детекторов через фильтры нижних частот соединены теля частоты соответственно, выходпервого запоминающего блока соединен с входами первого формирователяи третьего цифроаналогового преобразователя и является четвертым выходом генератора, выход второго запоминающего блока является пятым выходом генератора и подключен к входувторого формирователя, выход третьегоцифроаналогового преобразователяявляется первым выходом генератора,а вторым и третьим выходами являются соответственно выходы первого ивторого Формирователей. с первым и третьим входами логометра, сигнальный вход одного из фазочувствительных детекторов соединен с выходом интегратора, а второго - через переключатель с выходом преобразователя ток - напряжение 2,Недостатком известного устройства является низкая точность при измерении С.Р -параметров в широком диапазоне частот, поскольку при этом в преобразователе ток " напряжение возникают параэитные Фазовые сдвиги, что не позволяет использовать известное устройство для измерения С.Я/параметров в широком непрерывном диапазоне частот.Цель изобретения - повышение точности измерения СЯ -параметров в, широком диапазоне частот.Поставленная цель достигаетсятем, что в измерителе Сй -параметров, содержащем два входных зажима, генератор синусоидального напряжения, преобразователь ток - напряжение, два фаэочувствительных детектора, два фильтра нижних частот, переключатель, цифровой интегрирующий логометр, причем первый вход преобразователя соединен с первым входным зажимом измерителя, выходы первого и второго Фазочувствительных детекторов через соответствующие фильтры нижних частот подключены к первому и третьему входам логометра,первый выход генератора соединен со вторым входным зажимом измерителя и с инеформационным входом второго фазочув-, ствительного детектора, второй выход генератора соединен с вторыми входами преобразователя и логометра, управляющим входом второго фа зочувствительного детектора и нормально замкнутым контактом переключателя, третий выход генератора подключен к третьему входу преобразователя и к нормально разомкнутому контакту переключателя, общий контакт которого подсоединен к управляющему входу первого фазочувствительного детектора, четвертый и пятый выходы генератора подключены к соответ ствующим входам преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого Фазочувствительного детектора, первый и второй входы генератора являются соответствую щими управляющими входами измерителя.При этом преобразователь ток - напряжение содержит блок сравнения токов, первый вход которого является первым входом преобразователя, а вы ход через каскад преобразования тока в напряжение соединен с информационными входами первого и второго фазовых детекторов, управляющие входы которьм являются вторым и третьим 30 входами преобразователя, выходы первого и второго Фазовых детекторов через соответствующие аналогоцифровые преобразователи соединены с первыми входами соответствующих перемножителей, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам сумматора, выход которого соединен с выходом преобразователя и через образцовый резистор со вторым входом .блока сравнения токов, вторые входы первого и второго перемножителей являются соответственно четвертым и пятым входами преобразователя.Кроме того, генератор синусоидального напряжения содержит последовательно соединенные высокочастотный автогенератор,.управйяемый делитель частоты и адресный счетчик, причем вьмод счетчика соедийен с входом первого и второго запоминающих блоков, первым и вторым управляющими входами генератораявляются управляющие входы высокочастотного автогенератора и управлйемого делителя частоты соответственно, выход пер вого запоминающего блока соединен с входами первого формирователя и третьего цифроаналогового преобразо" вателя и является четвертым выходом генератора, выход второго запоминаю" щего блока является пятым выходом генератора и подключен к входу второго формирователя, выход третьего цифроаналогового преобразователя является первым выходом генератора, а вторым и третьим выходами являются соответственно выходы первого и второго Формирователей.На чертеже показана блок-схема устройства.Устройство для измерения С 1.й -параметров содержит измеряемый элемент 1, преобразователь 2 ток - напряжение, генератор 3 синусоидального напряжения, первый и второй фазочувствительные детекторы 4 и 5, переключатель 6, первый и второй фильтры нижних частот 7 и 8, цифровой интегрирующий логометр 9, первый и второй входные зажимы 10 и 11. Преобразователь 2 содержит образцовый элемент-резистор 12, блок 13 сравнения токов, каскад 14 преобразования тока в напряжение, первый и второй Фазовые детекторы 15 и 16, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 17 и 18, первый и второй перемножители 19 и 20, сумматор 21, .первый и второй цифроаналоговые преобразователи 22 и 23, Генератор 3 содержит третий 1 ифроана; логовый преобразователь 24,. высокочастотный автогенератор 25, управляе" мый делитель частоты 26, адресный счетчик 27, первый и второй запоминающие блоки 28 и 29, первый и второй формирователи 30 и 31, управляющие входы 32 и 33 генератора 3.Измеряемый элемент 1 подключен к входным зажимам 10 и 11 измерителя, выход третьего цифроаналогового преобразователя. 24 связан со вторымвходным зажимом 11 измерителя, и с информационным входом второго Фазочувствительного детектора 5, выход первого формирователя 30 соединен с управляющим входом первого фазового детектора 15, с нормально замкнутым контактом переключателя 6, управляющим входом второго фазочувствительного детектора 5 и вторым входом логометра 9, вьмод второго формирователя 31 связан с управлявшим входом второго фазового детекто1140058 ра 16 и с нормально разомкнутым контактом переключателя 6, выходы первого и второго Фазочувствительных детекторов 4 и 5 через соответствующие Фильтры нижних частот 7 и 8 под ключены к первомуи третьему входам . логометра 9, первый управляющий вход измерителя является управляющим входом автогенератора 25, а второй управляющий вход - управляющим входом делителя частоты 26, Выходавтогенератара 25 через управляемый делитель частоты 26, адресный счетчик 27 подключен ко входам первого и второго запоминающих блоков 28 и 29. Выход первого запоминающего блока 28 связан со входами первого Формирователя 30 и цифроаналогового преобразователя 24, а также со.вторым входам первого перемножителя 19, выход второго запоминающего блока 29 соединен со входом второго Формирователя 31 и со вторым входом второго перемножителя. Первый входной зажим 10 связан с первым входом блока сравнения токов 13, выход которого через каскад преобразования тока в напряжение 14 подключен к информационным входам первого и второго Фазовых детекторов 15 и 16. Вы ходы последних через соответствующие аналого-цифровые преобразователи 17 и 18 соединены с первыми входами соответствующих перемножителей 19 и 20, Выходы первого и второго пере- З 5 множителей 19 и 20 через соответствующие цифроаналоговые преобразователи 22 и 23 подключены к соответствующим входам сумматора 21, выход которого связан с информационнь 1 м 40 входом первого Фазочувствительного детектора 4 и через образцовый элемент-резистор 12 со вторым входом блока сравнения токов 13, общий контакт переключателя 6 подключен к 45 управляющему входу первого фазочувствительного детектора 4.Работает устройство следующим образом.Высокочастотный автогенератор 50 25 вырабатывает прямоугольные импульсы с номинальной частотой г, причем первый управляющий вход измерителя позволяет плавно регулировать эту частоту в пределах (0,45-1,55)г 55При помощи второго управляющего входа измерителя задается коэффициент деления Н делителя 26, Таким оббразом, на вход адресного счетчика 27 поступают импульсы частотойЕ =(0,45-,55)Е./Ч (1) где И =2", ь =0,1,2,Первый и второй запоминающие блоки 28 и 29 соответственно содержат в табличной Форме И 1-разрядных значений Функций в двоичном коде у=созх и у=зп к в диапазоне от 0 до 360 О. Емкость адресного счетчика 27 поэтому равна в=1 о 8 М.При опросе адресным счетчиком 27 запоминающих блоков 28 и 29 на их выходах Формируются временные последовательности численных значений Функций созх и з 1 п х. Формирователи 30 и 31, улавливая переходы функций соз х и зЫ х через нули, Формируют сигнал типа меандр, причем положительным значениям Функций соответствуют импульсы а отрицательным - паузы.На выходе третьего цифроаналогового преобразователя 24 Формируется опорное синусоидальное напряжение Йо, питающее измерительную схему, причем его частота е плавно регулируется в пределах2 л -Е с 042 лЕ 1 (2) - 0,45 1,55 Преобразователь ток - напряжение 2 преобразует величину тока, пропорциональную величине комплексного сопротивления измеряемого элемента 1, в пропорциональное комплексное напряжения Ох .Работу устройства рассмотрим на примере измерения емкостного объекта с активной С и реактивной 1 С,С проводимостями. Пусть сопротивление образцового элемента равно В, тогда сигнал на выходе блока сравнения токов 13 можно представить выраже- нием Каскад преобразования тока в напряжение 14 преобразует й 1 в пропорциональное напряжение ДО , котороеразделяется фазовыми детекторами 15и 16 на синфазную Б и квадратную Ц,составляющие, Затем в цифровом Ви Ы виде (на выходах аналого-цифровых преобразователей 17 и 18) этисоставляющие напряжения подаютсяна перемножители 19 и 20, где осуществляется их перемножение с числен1140058 Составитель В.СтуканТехред С.Мигунова 1(орректор И.Демчи Т,Кол 748 Подписноеомитета СССРоткрытий5, Раушская наб д, 45 аказ 258/35ВНИКВ енного кетений и Тир зж дарст изоб а 9 Ужгород, ул. Проектная,