Устройство для измерения комплексных сопротивлений

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()890256 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву Р 563638 (22) Заявлено 20.02;80 (21) 2884442/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (53)М. Кл.

G 01 R 17/10

Воудерстввнны0 комитет

СССР

D0 делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 15.12 81 Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.12.81 (53) УДK 621.317. .733 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ

Изобретение относится к электроизмеритель ной технике и может быть использовано для измерения параметров пассивных величин на переменном токе, например, для измерения активной и реактивной составляющих комплека ого сопротивления или проводимости и для построения автоматических измерителей и преобразователей этих величин.

По основному авт. св. N 563638 известно устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор переменного тока. мостовую измерительную цепь и блок с регулируемыми параметрами, например, операционный усилитель с регулируемым делителем в цепи обратной связи, вход блока с регулируемыми параметрами подключен к выходу генератора переменного тока, а его выход че., рез развязывающий каскад подключен к диагонали питания мостовой измерительной цепи (1).

Недостатками устройства являются непостоянство чувствительности и взаимосвязь контуров уравновешивания при больших рассогласованиях. Эти недостатки обчсловлены тем, что в блоке регулируемых параметров учитывается только коэффициент передачи ветви образцовых мер и не учитывается коэффициент передачи ветви измеряемого сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет обеспечения постоянства чувствительности во всем диапазоне измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения комплексйых сопротивлений, содержащем генератор переменного то10 ка, развязывающии каскад, к выходу которого подключены параллельные ветви с измеряемым, образцовыми и регулируемыми элементами, блок с регулируемыми параметрами, наtS пример, операционным усилителем с регулируемым делителем в цепи обратной связи, вход блока с регулируемыми параметрами подключен к выходу генератора переменного тока, а его выход подключен к входу раэвязывающего каскада, введен дополнительный развязывающнй каскад, через который регулируемый делитель в цепи обратной связи операционного усилителя соединен с образцовым элементоР ветви измеряемого сопротивления.

890256

1 где Уг

2, 03= (Zl + Z2

Zа .)1

Z3 + Z4

ur (1)

2-3

111а 1 22 — — +

R». К (22 + 22

)(2з +2а ) где 22 ° 22, Z3, 24 соответственно сопротивление элементов плеч моста ас, cb, bd, dc; сопротивление нерегулируемого элемента делителя; сопротивление регулируемых элементов делителя; коэффициент усиления операционного усилителя) напряжение генератора переменного тока.

2з = 2з

Ф

2а = 2а

Ку

u„

На чертеже пренсfBBJlcHB блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство длл измерения комплексных сопротивлений содержит мостовую измерительную цепь с регулируемыми реактивным 1, активчым 2 и нерегулируемым активным 3 элемецгами в ветви образцовых мер, подобную этой ,зетви, регулируемый делитель, регулируемые лементы 4 и 5 которого механически связаны с соответствующими регулируемыми элеменгами мостовой измерительной цепи. Регулируемый делитель подключен через дополнительный развяэывающий каскад 6 к нерегулируемому образцовому элементу 7 ветви измеряемого сопротивления с реактивной 8 и активной 9 составляющими. К входу операционного усилителя,10 подключен нерегулируемый элемент 11 регулируемого делителя через резистор 12 и выход генератора 13 переменного тока через резистор 14. Выход операционного усилителя подключен через развязываюший каскад 15 к диагонали питания мостовой измерительной цепи.

Напряжение на измерительной диагонали предлагаемого устройства 0 1 при предположении, что коэффициенты передачи развязыва% юших каскадов равны единице и R» >> Z3

М. (где R22 — сопротивление резистора 12; Z3— сопрдтивление нерегулируемого элемента делителя), равно

При достаточно высоком коэффициенте усиления усилителя 10 выражение Ucd принимает вид

Riã

Ucd (Z Y2 — 2атз) U, (2)

R>4 г У3

22 2з

Из выражения (2) видно, что напряжение на измерительной диагонали устройства линейно зависит от величин Zi (Уг) и 2а (Уз). Отсюда, если элементы 8 и 9 — составляющие объекта измерения 2>, 1 и 2 — образцовые регулируемые элементы 2а, то выходное напряжение Ос линейно относительно величин

22 (уг) и 24 (уз) и линии уравновешивания при изменении 24 (y3) и Z (у,) прямые.

Выражение удельной чувствительности устройства по регулируемому параметру Z4 и измеряемому 2) имеет соответственно вид:

d Ucd 1 R12 — = -тз —, (3)

02а 0 Вн

0 1 В, са, = у, (4) и п2 0„В

Как видно из (3) и (4), в предлагаемом устройстве обеспечивается постоянство чувствительности во всем диапазоне измерения.

С помощью простых математических выклаЗО док можно показать, что чувствительность предлагаемого устройства больше в (1 + Z2уг) раз.

Итак, в предложенном устройстве обеспечивается постоянство чувствительности во всем диапазоне измерения, а также полная развязка контуров уравновешивания в "большом" и линейная зависимость выходного напряжения от регулируемого и измеряемого параметра.

Это улучшает сходимость, качество уравновешивания и другие динамические свойства устройства, расширяет диапазон измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения комплексных сопротивлений по авт. св. N4 563638, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения постоянства чувствительности во всем диапазоне измерения, в него введен дополнительный раэвязывающий каскад, через который регулируемый делитель в цепи обратной, связи операционного усилителя соединен с образцовым элементом ветви измеряемого сопротивления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 563638, кл. G 01 R 17/10, 1975.

Составитель И. Бахтина

Редактор О. Персиянцева Техред А.Бабинец Корректор Н. Стец

Заказ 10962/72 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал, ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4