Измерительная цепь (ее варианты)

(51)4 0 01 В 27/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21 526254/24 всеев,аевохозя йствене при ния пара 1978, - М ство СССР 7/26, 198 Ь (ЕЕ ВАР цепь, содероидальных косоединенемый и обОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Пензенский сельскный институт(56) Эпштейн С,Л, Цифровборы и системы для измерметров конденсаторов,с. 16-17, рис, 1.4 ж.Авторское свидетельУ 819749, кл. 0 01 В 2(57) 1, Измерительнаяжащая генератор синуслебаний, одним из эный с общей шиной, испыт раэцовый двухполюсники, первыми зажимами подключенные к инвертирующему входу операционного усилителя,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в нее введены первый дополнительный образцовый двухполюсник икоммутатор, причем второй зажим генератора подключен к второму зажиму основного образцового двухполюсника, второй зажим испытуемого двухполюсника подсоединен к первому контакту коммутатора и первому зажимудополнительного образцового двухполюсника, второй зажим которогосоединен с вторым контактом коммутатора, общий зажим которого подключен к выходу усилителя, неинвертирующий вход которого соединен собщей шиной.12, Цепь по и. 1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что в нее введенвторой дополнительный образцовыйдвухполюсник, первым зажимом подключенный к общему выводу испытуемогои первого дополнительного двухполюс ников, вторым - к третьему контактукоммутатора.3, Измерительная цепь, содержащая генератор синусоидальных колебаний, однимиэ зажимов соединенный с общей шиной,испытуемый и образцовый двухполюсники, первыми зажимами подключенныек инвертирующему входу операционного усилителя, о т л и ч а ю щ а -я с я тем, что, с целью повьппенияточности измерения, в нее введеныдва дополнительных образцовых двухполюсника и коммутатор, причем второй зажим генератора подключен к второму зажиму основного образцовогодвухполюсника, дополнительные двухполюсники первыми зажимами подключены к общему выводу испытуемогои основного образцового двухполюсников, вторым - соответственно к первому и второму контактам коммутатора, второй зажим испытуемого двухполюсника подключен к третьему и общему контактам коммутатора и входуусилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной,4. Измерительная цепь, содержащая генератор синусоидальных колебаний, одним из зажимов соединенныйс общей шиной, испытуемый двухполюсник и образцовый двухполюсник, включенный н отрицательную обратную связьусилителя, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, в нее введены два дополнительных двухполюсника и два комму 4 74877татора, причем второй зажим генератора подключен к первому контактупервого коммутатора и первому зажиму испытуемого двухполюсника, второй зажим которого соединен с первым контактом второго коммутатора и первымзажимом первого дополнительного двухполюсника, второй зажим которого подключен к второму контакту второго коммутатора, общий зажим первого коммутатора через второй дополнительный двухполюсник подсоединен к общему зажиму второго коммутатора и инвертирующему входу усилителя, второй контакт первого коммутатора и неинвертирующий вход усилителя соединены с общей шиной.5, Измерительная цепь, содержащаягенератор синусоидальных колебаний, первый зажим которого соединен с общей шиной, второй - с неинвертирующим входом операционного усилителя, в от" рицательную обратную связь которого включен основной образцовый двухполюсник, и испытуемый двухполюсник, включенный между общей шиной и иивертирующим входом усилителя, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью, повышения точности измерения, в нее введены два допдлнительных образцовых двухполюсника, ключ и коммутатор, причем второй зажим генератора подключен к первому контакту коммутатора, общий контакт которого через первый дополнительный образцовый двухполюсник подсоединен к инвертирующему входу усилителя, последовательно соединенные ключ и второй дополнительный образцовый двухполюсник соединены параллельно с испытуемым двухполюсником, второй контакт коммутатора подключен к общей шине.Изобретение отнвсйтся к электроиэмерительной технике и предназначено для измерения параметров двухэлементных двухполюсников,Цель изобретения - повьппение точности измерения,На фиГ. 1 изображена униьерсальная измерительная цепь для измерения параметров комплексныхдвухэлементных двухполюсников; нафиг. 2 - измерительная,цепь для измерения параметров комплексных двухэлементных двухполюсников, имеющихпоследовательную схему замещения, нафиг. 3 - измерительная цепь дляизмерения параметров комплексныхдвухполюсников, имеющих параллельную3 1174 схему замещения, на фиг, 4 - универсальная измерительная цепь, позволяющая осуществлять измерения параметров комплексных двухполюсников, не зависящих от нестабильности коэффициента передачи усилителя, шунтирующего влияния со сторонв 1 входного и выходного сопротивлений усилителя на результат измеренияу на фиг, 5 - универсальная изме рительная цепь, позволяющая осуществлять измерения параметров комплексных двухполюсников, не зависящих от нестабильности коэффициента передачи усилителя, шунтирующего влия ния со стороны входного и выходного сопротивлений усилителя ц внутреннего сопротивления генератора ца результат измерения; на фиг, 6 - схемы замещения измерительной цепи, 20 изображенной ца фиг, 4, ца фиг, 7 варианты схемы замещения измерительной цепи, изображенной на фиг, 5,В устройстве (фиг, 1) генератор 1 через основной образцовый двух полюсник 2 подключен к ицвертирующему входу операционного усилителя 3 и первому зажиму исследуемого двухполюсника 4, второй зажим которого через дополнительный двухполюсник 5 подключен к коммутатору 6, общий контакт которого соединен с выходсм усилителя 3. 877 45) 1 В,+Х,Затем коммутатор 6 устанавливается в положение П. К исследуемому двух полюснику 4 последовательно подклюВ устройстве фиг. 2) генератор35 1 через основной образцовый двух полюсник 2 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 3 и первому зажиму исследуемого двухполюсцика 4 второй зажим которого3 40 через дополнительные двухполюсцики 5 и 7 подключен к коммутатору 6, общий контакт которого соединен с выходом усилителя 3. В устройстве (фиг, 3) генератор 1 через основной образцовый двухполюсник 2 подключен к ицвертирующему входу операционного усилителя 3 и первому зажиму исследуемого двухполюсника 4 и дополнительных двух 50 полюсников 5 и 7, вторые зажимы которых подключены к коммутатору 6, общий контакт которого соединен с исследуемым двухполюсником 4 и выходом усилитсля 3.В устройстве фиг. 4 генератор соединен с первым зажимом исследуемого двухполюсника 2 и вторым коммутатором 8, второй зажим исследуемого двухполюсника 2 через первый дополнительный двухполюсник 4подключен к первому коммутатору 6,общий контакт первого коммутатора 6через второй дополнительный двухполюсник 7 соединен с общим зажимомвторого коммутатора 8 и инвертирующим входом операционного усилителя3, в отрицательную обратную связькоторого включен основной образцовыйдвухполюсник 9,В устройстве фиг, 5) генератор1 подключен к коммутатору 8, общийзажим которого через первый дополнительный двухполюсник 7 подключенк исследуемому двухполюсцику 4, пос.педовательцо соединенным второмудополнительному двухполюснику 5 иключу 10, инвертцрующему входу операционного усилителя 3, в отрицательную обратную связь которого включеносновной образцовый двухполюсцик 9,На фиг, 6 и 7 приняты следующиеобозначения: 1 В - напряжснцс, вырабатываемое генератором 1; Ч - цаВыхпряжецие, снимаемое с выхода измерительной цепи; КЧ я - входное напряжение усилителя; 2, - сопротивлениеисследуемого двухполюсцика; 2сопротивление основного образцовогодвухполюсццка; 2 с - входное сопротивлецие усилителя 2 О - сопротивле -ние дополнительного двухполюсцика;Е - выходное сопротивление усилителя; 2- сопротивление нагрузки;1- ток, протекающий в первом контуре, 1 - ток, протекающий во втором контуре; 1 5 - ток, протекающийв третьем контуре,1 Для нахождения параметров комплексного двухэлементного двухполюсцика, имеющего, например, последовательную схему замещения, измерительцая цепь (фиг, 1) работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает сицусоцдальныц сигнал, который подается на измерительную цепь. Коммутатор 6 устанавливается в положение 1, На выходе измерительной цепи формируется сигнап, действующее значение которого равно1174877 1(ЕХ + о Вь"г 77 о 4Е 2 2(2 х+Ео 1 2(Зх+Еа), ХЕ 1(1 З)н гс хо хХо с2 асн2 о Чьих, х гоЧкьТаким образом, доказано,(14) чтоУ15 где Е - дополнительный двухполюс 2ник 4,Решая совместно систему уравнений (14) и (15) относительно действующих значений напряжений и сопротивлений, получают 30Реализация указанных уравнений не представляет собой трудности при использовании микропроцессорной техники. Достаточно сФормировать действующие значения напряжений, снимаемых с измерительной цепи и в соответствии с программой, составленной по указанной и заложенной в микропроцессор, произвести отсчет параметров исследуемого двухполюсника. Решая совместно систему уравнечий(12), (13), получают 1 О 1 ВЫхгне зависит от 2 , 2 ыи К,Х,Затем коммутатор 6 устанавливается в положение П и, переключивкоммутатор 8 сначала в положение П,а затем в положение 1, получают уравнениеУВыХо Хф 2 оф 2 В(15)ЧВьвго Ео25 При измерении параметров комплекс. 15 ных двухполюсников, соизмеримых с внутренним сопротивлением генератора, нельзя достичь высокой точности измерений, так как на результат измерения влияет внутреннее сопротивление генератора Измерительная цепь, позволяющая исключить указанный недостаток, изображена на фиг, 5. Она работает аналогично измерительной цепи, изображенной на фиг. 4, уравнения отсчета аналогичны описанным. Исключить влияние на результат измерения внутреннего сопротивления генератора позволяет подключение исследуемого двухполюсника к инвертирующему входу усилителя, Для доказательства сравнивают схемы замещения, изображенные на фиг. 6 и 7. На Фиг, б ток от генератора 1 течет сначала через 2 а затем через Ес, Поэтому при очень малом сопротивлении Ех, соизмеримым с внутренним сопротивлением генератора, нельзя получить требуемую точность измерения, так как на внутреннем сопрогивлении генератора не- инФормативное падение напряжения, приводящее к дополнительной погрешности измерения, будет соизмеримо с падением напряжения на исследуемом двухполюснике, В общем случае погрешность напряжения может достигать 507 и более, А на Фиг, 7 ток течет сначала через Ес, а затем через Е, поэтому каким бы малым не было Ех, сопротивление генератора не будет влиять на результат измерений,.ж 748ударственного коам изобретений иЖ, Раушска Подл итета СС ткрытий