Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника

ряемому комплексному сопротивлению припоследонательной схеме замещения,или к образцоному элементу при параллельной схеме замещения, подключенако входу второго блока согласования,выход которого соединен с информационными входами первого и нторого Фа"эочувстнительных выпрямителей 21 .Недостатком данного устройстваявляется низкая точность, обусловленная отсутствием обратного каналапреобразования и нулевогорежима 1 фтракте Формирования регулирующихвоздействий,Цель изобретения - повышение точ "ности измерения составляющих комплексного сопротивления днухполюсника.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измерениясоставляющих комплексного сопротив"ления днухполюсника, сОдержащее генератор синусоидального напряжения, 20включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной иэ последовательно соединенных образцовогоэлемента и измеряемого комплексногосопротивления двухполюаника, причем 5вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питанийприлегающая к образцовому элементу,через первый блок согласования подключена параллельно опорному входу ЗОпервого Фазочувстнительного выпрямителя и,первым входам перного и второго блоков деления и через Фазонращающий блок - к опорному входу второго Фаэочувстнительного выпрямителя,выход которого соединен со вторым входом второго блока деления, второйвход первого блока деления подсоединен к выходу первого Фаэочунстнительного выпрямителя, вершина диагонали питания, прилегающая к измеряемому комплексному сопротивлению двух"полюаника, подключена ко входу второго блока согласования, введены днауправляемых вычислительных блока,блок разности, блок обработки сигналов, два блока уравновешивания, дваблока индикации, причем выход первого блока согласования через первыйвычислительный блок соединен с первымвходом блока разности и через после- удовательно соединенные Фаэовращающий блок и второй вычислительныйблок - со вторым входом блока разности, а выход второго блока согласования подключен н третьему входу блока разности, выход которого подключен параллельно информационным входам первого и второго Фазочунстнительных выпрямителей, выходы которых со"единены с синхронизирующимн входамивычислительйых,блоков и с первым и е 6вторым входами блока обработки сигналон соответственно, выход которогоподключен к образцовому элементу,выход первого блока деления через блокуравновешивания соединен с блокомО 4индикации, а выход второго: блока деления через второй блок уравновеЬИвания соединен со вторым блоком индикации, управляющие выходы первого ивторого блоков уравновешивания подключены к управляющим входам первого и второго вычислительных блоковсоответственно.На Фиг.1 представлена структурнаясхема устройства) на Фиг. 1 а и бдве иэ возможных разновидностей измерительных цепей для последовательной и параллельной схем замещенияконденсатора, когда в качестве образцового элемента Выбрано сопротивление 1 на фиг.2 - векторная диаграммапроцесса измерения для цепи, изображенной на Фиг.1 а 1 на Фиг.З - процесс выбора предела измерения наФиг,4 - процесс уравноваяивания, гдеА,Р,у " параметры измерительнойцепи в обобщенных обозначенияхаЬ - вектор напряжения питанияизмерительной цепи;аС=Ч Х - вектор падения напряжения,снимаемого с измеряемогокомплексного сопротивлениядвухполюсника;сЬ - вектор падения напряжения,снимаемого с образцовогоэлементаЧ - вектор падения напряженияХна активной составляющей измеряемого комплексного сопротивления двухполюсникаЧХХ в . Вектор падения напряженияна реактивной составляющейизмеряемого комплексногосопротивления двухполюсника;Чо - вектор компексирующего напряженияЧкх - состадляющая компенсирующего напряжения, синфазная свектором Чйх;Ч - составляющая компенсирующегб напряжения, синфазная свектором Чхх,Чр - разностное напряжение междувекторами Чю. и Чу.а 1Ч - Фазоный сдвиг Ч относитель,но %сх;М - ФазоВый сдВМГ Чн ОтнОсительно Ч,Уравнение для измерения реактивной составляющей комплексного днухполюсника (прототипа) для последовательной схемы замещения имеет вид: где К - коэффициент гомотетии.Выражение для чувствительности преобразователя при измерении реактивной составляющей комплексного сопротивления двухполюсника в общем виде можно эаписаты- = - . (и4 КЬ ькйпервый и второй входы блока разности10, на третий вход блока разности 10подается сигнал Чс,с, снимаемый с измеряемого комплексного сопротивлениядвухполюсника 2 через блок согласования 6. На выходе блока разности 10формируется сигнал пропорциональный Ч -Чкио -Чккоторый одновреоменно подается на информационныевходы Фазочувствительных выпрямителей 11 и 12. Сигналы с выходов ФЧВ11 и 12, пропорциональйые Чр в 1 пЧ 10и Ч совч, поступают одновременнона первые входы блоков деления 13 и14, на первый и второй входы блокаобработки сигналов 15 и на синхронизирующие входы управляемых вычислительных блоков 8 и 9. На вторые входы блоков деления 13 и 14 подаетсясигнал Чб снимаемый с образцовогоэлемента 3, через блок согласования5. На выходах блоков деления 13,14получаем сигналы .а виде подои чисалчр Зао ч у ссаспропорциональные иусе уьскоторые поступают на входы блоковуравновешивания 16 и 17,Процесс уравновешивания начинается после выбора предела измерения поодной иэ составляющих измеряемогокомплексного сопротивления двухполюсника. Выбор предела измерения начинается сверху, т,е. когда ЕббрЕ,На фиг. За, б, и в показаны располо- ЗОжения Чр в 4-ом, 2-ом и 3-ем квандрантах при изменении образцовогоЭлемента 3. Изменение образцовогоэлемента 3 производится до тех пор,пока на выходе блока обработки сигналов 15 не произойдет смена знака.После того, как произойдет сменазнака на выходе блока обработки сигналов, коммутация образцового элемента 3 прекращается и процесс выбо- Щра предела измерения заканчивается.После этого начинается процесс уравновешивания. Сигналы с управляющих выходов блоков уравновешивания 16 и 17поступают на управляющие входыуправляемых вычислительных блоков8 и 9.Процесс уравновешивания устройства иллюстрируется векторной диаграммой на Фиг.4. При уравновешиванииданного устройства используется метод прямого уравновешивания, при котором сигнал разбаланса сравнивается с полной дискретной шкалой опорной величины, соответствующей пределу измерения. Вся шкала дискретнойлинейки разбивает Ч ь на десять равныхчастей. Для обработки старшего разряда числового значения сигнала раз -баланса производится оценка проекций разносного напряжения Чрд на щопорные вектора Ч)уи Чк, которыеформируются на выходах ФЧВ 11 и 12(фиг.4 а) . При этом срабатывают тепороговые элементы, пороги срабатывания которых более близки, например сверху, к значениям проекций разностного сигнала, и на выходах блоков деления 13 и 14 получаем коды чисел,пропорциональные отношению проекцийсигнала раэбаланса к опорному сигналу. В данном устройстве функции деле".ния выполняют пороговые схемы. Всоответствии с этими кодами блокиуравновешивания 16 и 17 изменяюткоэффициенты передач управляемых вычислительных блоков 8 и 9, которыепроизводят деление (умножение) ком"пенсирующего напряжения, и соответственно на выходе блока разности 10формируется новый сигнал разбалансаЧ (Фиг.4 б) .На этом процесс уравновешивания в старшем разряде заканчивается,Вновь образовавшаяся разность Ч(усиливается в десять раз и производится оценка уже усиленного сигналаразбаланса Чр (Фиг.4 в) на фоне тойже дискретной линейки. Точно также, как и в старшем разряде происходит срабатывание тех пороговыхэлементов, пороги срабатывания которых наиболее близки к значению Чр 1,и блоки деления 13 и 14 выдают кодычисел, пропорциональные отношениюсигнала раэбаланса к опорному сигналу, которые управляют работой блоковуравновешивания 16 и 17. Блоки уравновешивания 16 и 17 изменяют коэффициенты передач управляемых вычислительных блоков 8 и 9, и на выходеблока разности 10 получается следующая разность Чр (Фиг.4 г) .Уравновешивание в последних третьем и четвертом разряда( аналогичноописанному.По окончании процесса уравновешивания блоки индикации 18 и 19 вычитывают числовые значения измеряемыхсоставляющих комплексного сопротивл ени я двухполюс ни к а,Формула изобретенияУстройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последователь-, но соединенных образцового элемента й измеряемого сопротивления двухполюсника, причем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питания, прилегающая к образцовому элементу через первый блок согласования подключена параллельно опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя и первым входам первого и второго блоков деления и через Фазовращающий блок - к опорному входу второго фаэочувствительного выпрямителя, выход которого, соединен со вторым входом второго блока деления, второй вход первого блока деления подсоединен к выходу первого фаэочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, прилегающая кизмеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника, подключена ко входу второго блока согласования, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены два управляемых вычислительных блока, блок разности,блок обработки сигналов, два блокауравновешивания, два блока индикации,,причем выход первого блока согласования через первый вычислительныйблок соединен с первым входом блокаразности и через последовательно соединенные фазовращающий блок и второйвычислительный блок - со вторым входом блока разности, а выход второгоблока согласования подключен к третьему входу блока разности, выход которого подключен параллельно информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых соединены с синхрониэирующими входами вычислительных блоков и с первым и вторым входами блока обработки сигналов соответственно, выход которого подключен к образцовому элементу, выход первого блока деления через йервый блок уравновешивания соединен с,блоком индикации, а выход второго блока деления через второй блок уравновешивания соединен со вторым блоком индикации, управляющие выходы первого и второго блоков уравновешивания подключены к управляющим входам первого и второго вычислительных блоков соответственно.35источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 655988, С 01 В 27/02, 1976.;щ 2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2420387/21 и 9 2380702,6 01 В 17/10, 1976 (прототип) .. Ужгород,ул.Проектная,4 П ате или акаэ 6897/61 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Рауюская наб., д