MD490Z

MD490Z - Metodă de măsurare a componentelor admitanţei

Info

Publication number: MD490Z
Application number: MDS20110126A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2012-09-30
Also published as: MD490Y

Abstract

Invenţia se referă la domeniul măsurărilor electrice şi electronice şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a componentelor admitanţei.Metoda constă în formarea unui circuit de măsurare din obiectul măsurat, bornele de ieşire ale unui convertor de admitanţă cu reglare independentă a componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse şi un generator de semnal, conectate în paralel, formarea unui semnal de dezechilibru şi a unui semnal de referinţă, respectiv, din curentul sumar, care trece prin obiectul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, şi din curentul, care trece prin componenta activă a admitanţei reproduse de convertor cu păstrarea fazei acestor curenţi, controlul defazajului dintre semnalul de dezechilibru şi semnalul de referinţă, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse de convertor concomitent, până la atingerea defazajelor, respectiv, de 90° (270°) şi 0° (180°) dintre semnalul de dezechilibru şi cel de referinţă, şi determinarea componentelor admitanţei măsurate din dependenţa cunoscută a acestora de componentele admitanţei reproduse de convertor.

Description

Invenţia se referă la domeniul măsurărilor electrice şi electronice şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a componentelor admitanţei.

Cea mai apropiată soluţie este metoda de măsurare a componentelor impedanţei, care constă în formarea unui circuit de măsurare din obiectul măsurat şi contactele de ieşire ale unui convertor de impedanţă, controlul semnalului de dezechilibru, obţinut în urma interacţiunii circuitului rezonant cu semnalul de măsurare, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei reproduse de convertor şi determinarea componentelor impedanţei măsurate din dependenţa lor de componentele impedanţei reproduse de convertor. Reglarea componentelor activă şi reactivă ale impedanţei reproduse se efectuează în două etape consecutive: la prima etapă se reglează componenta activă, iar la etapa a doua - componenta reactivă [1].

Dezavantajele acestei metode sunt imposibilitatea măsurării directe a componentelor admitanţei şi timpul considerabil de măsurare din cauza echilibrării circuitului de măsurare în două etape consecutive, ceea ce complică aplicarea practică.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în lărgirea domeniului de aplicare şi reducerea timpului de măsurare.

Metoda, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că constă în formarea unui circuit de măsurare din obiectul măsurat, bornele de ieşire ale unui convertor de admitanţă cu reglare independentă a componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse şi un generator de semnal, conectate în paralel, formarea unui semnal de dezechilibru şi a unui semnal de referinţă, respectiv, din curentul sumar, care trece prin obiectul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, şi din curentul, care trece prin componenta activă a admitanţei reproduse de convertor cu păstrarea fazei acestor curenţi, controlul defazajului dintre semnalul de dezechilibru şi semnalul de referinţă, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse de convertor concomitent, până la atingerea defazajelor, respectiv, de 90° (270°) şi 0° (180°) dintre semnalul de dezechilibru şi cel de referinţă, şi determinarea componentelor admitanţei măsurate din dependenţa cunoscută a acestora de componentele admitanţei reproduse de convertor.

Rezultatul invenţiei constă în reducerea timpului de măsurare a componentelor admitanţei în coordonate carteziene.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă diagramele vectoriale ale procesului de măsurare.

Conform metodei propuse obiectul măsurat cu admitanţa YX, convertorul de admitanţă cu admitanţa de ieşire YR (MD 3111 G2 2006.07.31) şi generatorul de semnal cu tensiunea de ieşire UG formează un circuit rezonant paralel. Admitanţa măsurată YX şi admitanţa de referinţă YR, reprodusă de convertor, pot fi reprezentate în coordonate carteziene:

YX = GX + jBX\tab\tab\tab\tab\tab\tab\tab(1)

YR = GR + jBR, (2)

unde: GX, BX, GR, BR - respectiv, componentele activă şi reactivă ale admitanţelor măsurată şi de referinţă;

j - unitatea imaginară.

Semnalul de dezechilibru Ide prezintă curentul sumar, care trece prin componentele activă şi reactivă ale admitanţelor măsurată (IX) şi de referinţă (IR) şi poate fi reprezentat:

Ide = IX + IR = UG(YX + YR) = UG[(GX +jBX) + (GR+ jBR)] (3)

Admitanţa de referinţă YR se reproduce de convertorul de admitanţă cu posibilitatea reglării independente a componentelor activă GR şi reactivă BR.

Echilibrarea circuitului de măsurare se efectuează prin două operaţii concomitente de reglare. La prima operaţie (vezi fig. 1) se reglează componenta activă GR a admitanţei de referinţă reprodusă de convertor până la valoarea GR0, curentul prin aceasta obţinând valoarea Acest moment se determină după egalarea cu 270° (curentul Ide) sau 90° (curentul Ide2) a defazajului dintre semnalele de dezechilibru Ide şi de referinţă . În operaţia a doua, executată concomitent cu prima (vezi fig. 2), se reglează componenta reactivă BR a admitanţei de referinţă până la valoarea BR0, curentul prin aceasta obţinând valoarea . Acest moment se determină după egalarea cu 180° (curentul Ide1) sau 0° (curentul Ide2) a defazajului dintre semnalele de dezechilibru Ide şi de referinţă . La finisarea procesului de echilibrare a circuitului de măsurare:

UG[(GX + jBX) + (GR0 + jBR0)] = 0 (4)

Soluţia ecuaţiei (4), care prezintă rezultatul măsurării, este:

GX = - GR0, BX = -BR0\tab\tab\tab\tab\tab\tab(5)

După cum rezultă din relaţia (5), la finisarea procesului de măsurare componentele activă şi reactivă ale admitanţei măsurate se exprimă respectiv prin componentele activă şi reactivă ale admitanţei de referinţă şi sunt reprezentate în coordonate carteziene.

Ca exemplu de implementare practică poate servi măsurarea componentelor admitanţei unui condensator cu componenta reactivă BX = 10-4 S şi componenta activă GX = 10-6 S. Din condensatorul măsurat şi bornele de ieşire ale convertorului de admitanţă se formează un circuit de măsurare paralel alimentat cu o tensiune UG = 10 V. În procesul echilibrării circuitului de măsurare se reglează componenta activă a admitanţei de referinţă până la valoarea GR0 = -10-6 S. Concomitent se reglează componenta reactivă a admitanţei de referinţă până la valoarea BR0 = 10-6 S. Valorile componentelor admitanţei măsurate constituie: GX = -GR0 = 10-6 S, BX = -BR0 = 10-4 S, acesta fiind rezultatul măsurării.

1. MD 3577 G2 2008.04.30

Claims

Metodă de măsurare a componentelor admitanţei, care constă în formarea unui circuit de măsurare din obiectul măsurat, bornele de ieşire ale unui convertor de admitanţă cu reglare independentă a componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse şi un generator de semnal, conectate în paralel; formarea unui semnal de dezechilibru şi a unui semnal de referinţă, respectiv, din curentul sumar, care trece prin obiectul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, şi din curentul, care trece prin componenta activă a admitanţei reproduse de convertor cu păstrarea fazei acestor curenţi; controlul defazajului dintre semnalul de dezechilibru şi semnalul de referinţă; echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea componentelor activă şi reactivă ale admitanţei reproduse de convertor concomitent, până la atingerea defazajelor, respectiv, de 90° (270°) şi 0° (180°) dintre semnalul de dezechilibru şi cel de referinţă; determinarea componentelor admitanţei măsurate din dependenţa cunoscută a acestora de componentele admitanţei reproduse de convertor.