Измеритель параметров комплексного сопротивления

 

Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для измерения параметров сопротивления , например, его модуля и фазового угла. Цель изобретения повьшение точности измерения параметров кo mлeкcнoгo сопротивления, фазовый угол которого близок к фазовому углу образцового элемента, достигается путем формирования, измерения и обработки разности фаз сигналов образцового элемента и комплексного сопротивления . Дпя этого в устройство введены вычитающие блоки 3, 5 и 6, сумматор 4 и фазовращатель 7, На чертеже также показаны генератор 1 синусоидального сигнала, образцовый элемент 2, преобразователи 8 и 9 разности фаз в код, вычислительный блок 10, исследуемое комплексное сопротивление 11, входные клеммы 12 и 13. Устройство может вычислять и другие параметры , как например, емкость конденСО сатора по последовательной схеме замещения , тангенс угла диэлектрических потерь. Формулы вычисления приводятся в описании изобретения. I ил. ю ю ю Oi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2276 А1

09) Ill) (50 4 С 01 R 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3875087/24-21 (22) 29.03.85 (46) 23.11.86. Бюп. № 43 (71) Ордена Ленина институт проблем управления(автоматики и телемеханики) (72 ) А.М. Павлов (53) 621 317 ° 332.2 (088.8) (56) Кне««лер В.10, Автоматическое измерение составляющих комплексного сопротивления. -М.-Л.: Энергия, 1967, с. 40, рис. 2 — 13.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1167530, кл, G 01 R 27/02, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для измерения параметров сопротивления, например, его модуля и фазового угла. Цель изобретения— повышение точности измерения параметров комплек сного сопротивления, фаэ овый угол которого близок к фазовому углу образцового элемента, достигается путем формирования, измерения и обработки разности фаэ сигналов образ— цового элемента и комплексного сопротивления. Для этого в устройство введе««ы вычитающие блоки 3, 5 и 6, сумматор 4 и фаэовращатель 7. На чертеже также показаны генератор 1 синусоидального сигнала, образцовый элемент

2, преобразователи 8 и 9 разности фаз в код, вычислительный блок 10 исследуемое комплексное сопротивление 11, входные клеммы 12 и 13. Устройство может вычислять и другие па- 5 раметры, как например, емкость конденсатора по последовательной схеме замещения, тангенс угла диэлектрических потерь. Формулы вычисления приводятся в описании изобретения. 1 ил. ф

12722

10 х=-

Rî (4) 1+xsin 6 — jxcos 8

1+хсоз6 + jxsin9 (5) . ° 1+ P

jU = V -— --— - х и!

jxcos9

jxsin9 и (1г о

1-xsin9 + (6) l+xcos 9 +

1 — xcos 9 — jxsin9

- (7) 1

1+xcos 9 + jxsin9

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров сопротивления, например, его модуля и фазового угла. 5

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров комплексного сопротивления, фазовый угол которого близок к фазовому углу образцового элемента, за счет формирования, измерения и обработки разности фаз сигналов образцового элемента и комплексного сопротивления.

На чертеже приведена структурная !5 схема измерителя параметров комплексного сопротивления, Устройство содержит генератор 1 синусоидального сигнала, образцовый элемент 2, первый вычитающий блок 3, 20 сумматор 4, второй и третий вычитающие блоки 5 и 6,- фазовращатель 7, первый и второй преобразователи 8 и

9 разности фаз в код, вычислительный блок 10, исследуемое комплексное сопротивление 11, подключенное к первой и второй входным клеммам 12 и 13.

Выход генератора l соединен с первым входом первого вычитающего блока

3, первым выводом образцового элемен- 30 та 2 и опорным-входом первого преобразователя 8 разности фаэ в код, второй вывод образцового элемента 2 соединен с вторыми входами первого и третьего вычитающих блоков 3 и 6, входом фазовращателя 7 и первой входной клеммой 12, выход первого вычитающего блока 3 соединен с первыми входами сумматора 4, второго и третьего вычитающих блоков.5 и 6, выход фазовращателя 7 соединен с вторыми входами сумматора 4 и второго вычитающего блока 5, выход которого соединен с опорным входом второго преобразователя 9 разности фаз в

45 код, а его сигнальный вход соединен с выходом сумматора 4, а сигнальный вход первого преобразователя 8 раз-. ности фаз в код соединен с выходом третьего вычитающего блока 6, выходы первого и второго преобразователей 8 и 9 разности фаз в код соединены с соответствующими входами вычислительного блока 10, Устройство работает следующим об- 55 разом.

При питании измерительной цепи от генератора 1 переменным напряже76 1 нием с амплитудой V„»a образцовом элементе 2 и измеряемом комплексном сопротивлении !1 создаются паI дения напряжения Us и L ñooòâåòственно:

P 1 т -- - - ч-- — 1/ (1) х и 2 + R Р+! fl х о

R 1

U (2) о и 2 + 8 +! о где R — сопротивление образцового о резистора, Z„=Z< E — измеряемое комплексное сопротивление с модулем 7,„ и фаэовым углом 8

Р = — = xcos8 + jx вопд (3)

Ех

Rî

На выходе первого вычитающего блока 3 создается (относительно общей шине) напряжение U, а на выхо- де фазовращателя 7 — напряжение (! сдвинутое на угол 90, т.е, — jUx

Напряжение U< на выходе сумматора 4, П на выходе второго вычитающего блока 5 и U на выходе третьего

Э вычитающего блока 6 с учетом формул (1)-(3) равны соответственно

Р

1 - 1P

U — U — U = ЪУ вЂ” — — аo х tl l + Р

°, 1 0

U = U — U = V

Эохи1+р

Эти напряжения, а также напряжение генератора 1 подаются на входы преобразователей 8 и 9 разностей фаз в цифровой код, При этом на выходе второго преобразователя 9 полу— чается код, пропорциональный фазоФ вому углу, напряжения U, относительно напряжения U а на выходе первого преобразователя 8 — код, пропорциональный фазовому углу Юг напряжения относительно напряжения

U . Зти углы, как следует из формул (5)-(7), равны:

1272276

xcos 8 xcos 8 -> „o = — (arc tg -----.-- + arctg- — --.— )

l+xsin6 1-xsine сопротивления

Z =R — И а7 — 1 (10) 10

I+t»

+ tg с, tÐ, (У, й

tg(pz

Формула изобретения

Составитель В.Смирнов

Редактор Н,Гунько Техред А.Кравчук

Корректор А.Тяско

Заказ 6335/45 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

xsin8 xsinH

=- (arc tg — — ---+are tg — -----„)

z=

1-xcos8 I+xcos6

Иэ выражений (8) и (9) определяют искомые параметры комплексного

g = arctg

1Р (11)

tg× где а = signtg (p,, Вычи сл ение и ара метров компле к с ного сопротивления Е и 0 осуществляют в вычислительном блоке 10 по выходным величинам (P и g первого и второго преобразователей 8 и 9 раз-, ности фаз в. код в соответствии с gp формулами (10) и (11).

Также можно вычислить и другие параметры комплексного сопротивления, например емкость С конденсатора по последовательной схеме замещения и 25 его тангенс угла диэлектрических потерь tg 6 по формулам

-Г,ч

М7х

30 где И вЂ” круговая частота сигнала генератора 1.

Измеритель параметров комплексного сопротивления, содержащий генера40 тор синусоидального сигнала, выход которого подключен к первому выводу образцового элемента, второй вывод которого соединен с одной иэ входных клемм измерителя, другая входная клемма которого соединена с общей шиной, первый и второй преобразователи разности фаз в цифровой код, опорный вход первого преобразователя разности фаз в цифровой код соединен с выходом генератора синусоидального сигнала, и вычислительный блок, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей разности фаз в цифровой код соответственно, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров комплексного сопротивления, фазовый угол которого близок к фазовому углу образцового элемента, в него введены первый, второй и третий вычитающие блоки, сумматор и фазовращатель> причем выход генератора синусоидального сигнала соединен с первым входом первого вычитающего блока> а его выход соединен с первыми входами второго и третьего вычитающих блоков и сумматора, второй вывод образцового элемента соединен с вторыми входами первоro и третьего вычитающих блоков и входом фазовращателя, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и второго вычитающего блока, выход сумматора соединен с сигнальным входом первого преобразователя разности фаз в код, а с его опорным входом соединен выход второго вычитающего блока, выход третьего вычитающего блока соединен с сигнальным входом второго преобразователя разности фаз в код.