Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления

369503

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониалистических

Республик

Зависимое от aim. свидетельства №

Заявлено 25.111.1971 (№ 1638369/18-10) с присоединением заявки № 1638368/18-10

Приоритет

Опубликовано 08.11.1973. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 21.IV.1973

М. Кл. G O l r 17/10

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.733.025 (088.8) (Я » ь» »д

Авторы изобретения

В. М. Шляндин, А. Ф. Прокунцев, А. Л. Крам и М. В. Рынденков

Пензенский политехнический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ

КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИ ВЛ ЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению комплексных величин.

Известны мосты для измерения составляющих комплексных сопротивлений, содержащие генератор, мостовую измерительную цепь, одна ветвь которой — образцовый резистор и измеряемое сопротивление, а другая — два образцовых регулируемых резистора и образцовый реактивный элемент, две фазосдвигаю- 10 щих цепи и два подсоединенных к их выходам делителя напряжения, служащих для создания искусственных потенциальных точек, и два амплитудно-дифференциальных детектора, общая точка входов каждого из которых 15 соединена с точкой переменного потенциала соответствующего делителя, один вход — с общей точкой измеряемого и образцового сопроти влений, а другой — с общей точкой элементов образцовой ветви. 20

Цифровой вариант предложенного устройства для измерения составляющих комплексного сопротивления проще известного и имеет большее быстродействие за счет исключения переходных процессов в измерительной цепи. Но- 25 вым в нем является то, что вторые входы амплитудно-дифференциальных детекторов соединены с общей точкой образцового резистора, генератора и делителей напряжения, выходы блоков уравновешивания связаны с делителя- З0 ми напряжения, причем на делитель напряжения, служащий для определения активной составляющей, подано напряжение, синфазное с напряжением генератора и равное его половине.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — топографическая его диаграмма. Устройство содержит измерительную цепь 1, составленную из измеряемого объекта с емкостью С| и сопротивлением R> и образцового резистора с сопротивлением Яз, генератор синусоидального напряжения 2, фазосдвигающую цепь 8, делители напряжения 4 и 5, амплитудно-дифференциальные детекторы б и

7, блоки уравновешивания соответственно по реактивной и активной составляющим 8 и 9, цифровые индикаторы 10 и 11 реактивной и активной составляющих измеряемого комплексного сопротивления; а и b — точки измерительной цепи, к которым подводится напряжение питания; а, р, у — обобщенные параметры измерительной цепи и соответствующие им окружности уравновешивания; с — потенциальная точка, соответствующая вершине С измерительной цепи, о — искусственная потенциальная точка, соответствующая с общей центру окружности Р, проходящей через потенциальную точку с, Рз, R, — радиусы окружностей р и у, p — искусственная потенциальная точка, соответствующая центру окруж369503 ности у, проходящей через потенциальную точку с

При измерении составляющих комплексных сопротивлений предложенным устройством производят не его уравновешивание, а автоматически одновременно определяют центры окружностей уравновешивания р п у, соответствующие значениям реактивной и активной составляющих измеряемого комплексного сопротивленияя.

В результате дискретных изменений сопротивлений плеч делителя 4 напряжения фазосдвигающей цепочки (на который подается напряжение, сдвинутое на 90 с помощью фазосдвигающей цепочки 3 относительно напряжения питания) искусственная потенциальная точка о перемещается по линии центров окружностей р. При этом происходит изменение напряжений U,b и U«. Эти напряжения поступают на входы амплитудно-дифференциального детектора б, который сравнивает их по амплитуде, Сигнал с выхода амплитудно-дифференциального детектора б управляет работой блока уравновешивания 8. Все изменения сопротивлений плеч делителя 4 напряжения фазосдвигающей цепочки, приводящие к состоянию U«)U,b, например, блокируются, а изменения, приводящие к состоян ию U„(Uob, сбрасываются. По окончании процесса уравновешивания напряжения

U,b и У„становятся равными как радиусы R; одной окружности р, соответствующей реактивной составляющей (C ) измеряемого комплексного сопротивления.

По состоянию ключей, коммутирующих сопротивления в плечах делителя 4 напряжения фазосдвигающей цепочки, с помощью цифрового индикатора 10 могут быть получены значения цифры величины измеряемой емкости (C>) с указанием в зависимости от величины

R в нужном месте запятой или множителя.

Одновременно с измерением реактивной составляющей измеряемого комплексного сопротивления осуществляется измерение и активной составляющей, В результате дискретного измерения напряжения U b, снимаемого с дополнительного делителя напряжения 5,,искусственная потенциальная точка р перемещается по линии центров окружности у. Изменяющиеся при этом напряжения Uzb и Ур, подаются на амплитудно-дифференциальный детектор 7, который сравнивает их по амплитуде. Сигнал с выхода амплитудно-дифференциального детектора

7 управляет работой блока уравновешивания

9. Все изменения, приводящие к состоянию

Uð,) Урь, например, блокируются, а измене5

55 ння, приводящие к состоянию U,-,„(Uðb, ñáðàсываются. При достижении равновесия по àêтнвной составляющей напряжения UÄb и Up.. становятся равными как радиусы Я„одной окружности у, проходящей через точку с.

В качестве дополнительного делителя напряжения 5 может быть использована, например, цепочка из двух последовательно включенных сопротивлений, одно из которых переменное (r), другое постоянное (R).

Если подавать на делитель напряжения 5

1 напряжение Ubb = — U, „то по состоянию

2 ключей, коммутирующих сопротивление r, с помощью цифрового индикатора ll могут быть получены значения цифры измеряемой величины (R>), причем значение множителя или положение запятой определяется автоматически в зависимости от пределов измерения по активной и реактивной составляющей комплексного сопротивления.

При реализации делителей напряжения 4 и

5 из активных сопротивлений в предложенном устройстве будут отсутствовать переходные процессы, в результате не потребуется выделять необходимые интервалы времени на их затухание. Это позволяет повысить скорость измерения обеих составляющих комплексного сопротивления.

Предмет изобретения

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, содержащее генератор, последовательно соединенные измеряемое сопротивление и образцовый резистор, фазосдвигающую цепь, два служащих для создания искусственных потенциальных точек делителя напряжения, один из которых подсоединен к выходу фазосдвигающей цепи, два амплитудно-дифференциальных детектора, общая точка входов каждого из которых соединена с точкой переменного потенциала соответствующего делителя, а один вход — (: общей точкой измеряемого сопротивления и образцового резистора, два блока уравновешивания и два цифровых индикатора, отличаюи ееся тем, что, с целью его упрощения и повышения быстродействия, в нем вторые входы амплитудно-дифференциальных детекторов соединены с общей точкой образцового резистора, генератора и делителей напряжения, выходы блоков уравновешивания связаны с делителями напряжения, причем на делитель напряжения, служащий для определения активной составляющей, подано напряжение, синфазное с напряжением генератора и равное его половине.

369503 фиг 1 р

Фиг 2

Составитель Л. Айрапетова

Редактор Л. Струве

Корректоры: А. Дзесова н Л. Новожилова

Техред Т. Курнлко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1082/3 Изд. № 1259 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5