MD752Z

MD752Z - Metodă de măsurare a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolului

Info

Publication number: MD752Z
Application number: MDS20130133A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-10-31
Also published as: MD752Y

Abstract

Invenţia se referă la domeniul măsurărilor electrice şi electronice şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolilor.Metoda de măsurare a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolului include formarea unui circuit de măsurare în serie din dipolul măsurat, contactele de ieşire ale unui convertor de impedanţă şi un generator de semnal, controlul semnalului de dezechilibru, format din căderea sumară de tensiune pe dipolul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei reproduse de convertor, precum şi determinarea valorii mărimii măsurate din egalitatea ei cu valoarea mărimii reproduse de convertor în starea de echilibru luată cu semn opus. În calitate de convertor de impedanţă se utilizează un convertor, care asigură reproducerea unei mărimi cu caracteristica de fază opusă celei măsurate. Echilibrarea circuitului de măsurare se efectuează până la obţinerea valorii minime a modulului semnalului de dezechilibru.

Description

Invenţia se referă la domeniul măsurărilor electrice şi electronice şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolilor.

Cea mai apropiată soluţie este metoda de măsurare a componentei impedanţei, care constă în formarea unui circuit de măsurare în serie din obiectul măsurat, contactele de ieşire ale unui convertor de impedanţă şi un generator de semnal, formarea unui semnal de referinţă, controlul defazajului între semnalul de dezechilibru obţinut în urma interacţiunii circuitului rezonant cu semnalul de măsurare şi semnalul de referinţă, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei reproduse de convertor şi determinarea componentei măsurate a impedanţei necunoscute din dependenţa ei de impedanţa reprodusă de convertor. Valoarea inductanţei sau capacităţii poate fi recalculată din dependenţa cunoscută a componentei măsurate de impedanţa reprodusă de convertor [1].

Dezavantajele acestei metode constau în imposibilitatea de a obţine nemijlocit valoarea mărimii măsurate în cazul măsurării inductanţei sau capacităţii, ceea ce complică utilizarea metodei şi în necesitatea formării unui semnal de referinţă, ceea ce complică construcţia dispozitivului. Acestea complică utilizarea metodei în cazul măsurării nemijlocite a capacităţii sau inductanţei dipolilor.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în simplificarea metodei de măsurare.

Metoda, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include formarea unui circuit de măsurare în serie din dipolul măsurat, contactele de ieşire ale unui convertor de impedanţă şi un generator de semnal, controlul semnalului de dezechilibru, format din căderea sumară de tensiune pe dipolul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei reproduse de convertor, precum şi determinarea valorii mărimii măsurate din egalitatea ei cu valoarea mărimii reproduse de convertor în starea de echilibru luată cu semn opus. În calitate de convertor de impedanţă se utilizează un convertor, care asigură reproducerea unei mărimi cu caracteristica de fază opusă celei măsurate. Echilibrarea circuitului de măsurare se efectuează până la obţinerea valorii minime a modulului semnalului de dezechilibru.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în posibilitatea măsurării nemijlocite cu precizie înaltă a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolilor.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-3, care reprezintă:

- fig. 1, diagrama vectorială pentru cazul măsurării rezistenţei dipolului;

- fig. 2, diagrama vectorială pentru cazul măsurării inductanţei dipolului;

- fig. 3, diagrama vectorială pentru cazul măsurării capacităţii dipolului.

În cazul măsurării rezistenţei (Fig. 1) URx prezintă căderea de tensiune pe rezistenţa măsurată RX, URr - căderea de tensiune pe impedanţa reprodusă de convertor, care în acest caz posedă un caracter de rezistenţă negativă: Zr = -Rr췍췍În procesul măsurării se efectuează reglarea impedanţei Zr, căderea de tensiune URr poate lua valorile URr1, URr2, obţinându-se respectiv valorile semnalului de dezechilibru Ude1, Ude2. La satisfacerea condiţiei de0 = 0 procesul de echilibrare se opreşte. Acestei stări îi corespunde relaţia: 췍de0 = URx + URr0 = 0 sau RX = Rr , ceea ce prezintă rezultatul măsurării.

În cazul măsurării inductanţei LX (Fig. 2) ULx = +jωLX, unde: j - unitatea imaginară, ω - frecvenţa semnalului de măsurare. Impedanţa reprodusă de convertor Zr posedă un unghi de fază de -90°, ceea ce îi conferă un caracter de inductanţă negativă Zr = -jωLr . În stare de echilibru Ude0 = ULx + ULr0 = 0 sau LX = Lr.

În cazul măsurării capacităţii CX (Fig. 3) UCx = (jωCX)-1, iar impedanţa reprodusă de convertor Zr posedă un unghi de fază de +90°, ceea ce îi conferă un caracter de capacitate negativă Zr = -(jωCr)-1 . În stare de echilibru de0 = UCx + UCr0 = 0 sau CX = Cr .

După cum rezultă din cele expuse, în toate cazurile de măsurare valoarea mărimii măsurate se determină nemijlocit din valoarea mărimii reproduse de convertor.

Exemple de implementare practică

La măsurarea rezistenţei unui rezistor cu valoarea RX = 10 KΩ, se reglează valoarea impedanţei reproduse de convertor Rr până la starea de echilibru a circuitului de măsurare, ceea ce corespunde Rr = -10 KΩ.

La măsurarea inductanţei unei bobine cu valoarea LX = 20 mH, în stare de echilibru impedanţa reprodusă de convertor va avea un caracter de inductanţă negativă cu valoarea Lr = - 20 mH, iar la măsurarea capacităţii unui condensator cu valoarea CX = 20 µF, la finalizarea măsurării convertorul va reproduce o capacitate negativă cu valoarea Cr = -20 µF.

1. MD 447 Z 2012.06.30

Claims

Metodă de măsurare a rezistenţei, inductanţei sau capacităţii dipolului, care constă în formarea unui circuit de măsurare în serie din dipolul măsurat, contactele de ieşire ale unui convertor de impedanţă şi un generator de semnal, controlul semnalului de dezechilibru, format din căderea sumară de tensiune pe dipolul măsurat şi circuitul de ieşire al convertorului, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei reproduse de convertor, precum şi determinarea valorii mărimii măsurate din egalitatea ei cu valoarea mărimii reproduse de convertor în starea de echilibru luată cu semn opus, caracterizată prin aceea că în calitate de convertor de impedanţă se utilizează un convertor, care asigură reproducerea unei mărimi cu caracteristica de fază opusă celei măsurate, totodată echilibrarea circuitului de măsurare se efectuează până la obţinerea valorii minime a modulului semnalului de dezechilibru.