MD790Z - Metodă de măsurare a componentelor impedanţei - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la domeniul măsurărilor electrice şi electronice şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a componentelor impedanţei.Metoda de măsurare a componentelor impedanţei constă în formarea unui circuit rezonant de măsurare din obiectul măsurat şi un element de referinţă, care reproduce o impedanţă cu caracter virtual, alimentarea circuitului rezonant cu semnal de măsurare, formarea unui semnal de dezechilibru ca rezultat al interacţiunii semnalului de măsurare cu circuitul rezonant şi controlul acestui semnal, reglarea impedanţei elementului de referinţă până la obţinerea stării de rezonanţă între componentele măsurate ale impedanţei necunoscute şi componentele respective ale impedanţei elementului de referinţă, precum şi determinarea valorilor componentelor măsurate ale impedanţei din dependenţa cunoscută a acestora de valorile componentelor impedanţei elementului de referinţă în starea de echilibru a circuitului de măsurare. Semnalul de măsurare al circuitului rezonant se reglează până la valoarea, care asigură lipsa distorsiunilor semnalului în elementul de referinţă.

Description

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

Cea mai apropiată soluţie este metoda de măsurare a componentelor impedanţei, care constă în formarea unui circuit rezonant de măsurare din obiectul măsurat şi un element de referinţă, alimentarea circuitului rezonant cu semnal de măsurare, controlul semnalului de dezechilibru, obţinut în urma interacţiunii circuitului rezonant cu semnalul de măsurare, echilibrarea circuitului de măsurare prin reglarea impedanţei elementului de referinţă până la obţinerea stării de rezonanţă şi determinarea componentelor impedanţei măsurate din dependenţa lor de componentele impedanţei elementului de referinţă [1].

Dezavantajul acestei metode constă în posibilitatea apariţiei unor erori considerabile la unele valori ale impedanţei măsurate, cauzate de distorsiunile semnalului de măsurare în circuitul elementului de referinţă. Apariţia acestor distorsiuni este cauzată de valoarea constantă a semnalului de măsurare.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în asigurarea unei precizii înalte de măsurare pentru orice valoare a impedanţei măsurate.

Metoda, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că constă în formarea unui circuit rezonant de măsurare din obiectul măsurat şi un element de referinţă, care reproduce o impedanţă cu caracter virtual; alimentarea circuitului rezonant cu semnal de măsurare; formarea unui semnal de dezechilibru ca rezultat al interacţiunii semnalului de măsurare cu circuitul rezonant şi controlul acestui semnal; reglarea impedanţei elementului de referinţă până la obţinerea stării de rezonanţă între componentele măsurate ale impedanţei necunoscute şi componentele respective ale impedanţei elementului de referinţă, precum şi determinarea valorilor componentelor măsurate ale impedanţei din dependenţa cunoscută a acestora de valorile componentelor impedanţei elementului de referinţă în starea de echilibru a circuitului de măsurare. Semnalul de măsurare al circuitului rezonant se reglează până la valoarea, care asigură lipsa distorsiunilor semnalului în elementul de referinţă.

Rezultatul invenţiei reprezintă o metodă de măsurare cu precizie înaltă a componentelor impedanţei într-o bandă largă de valori.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă diagrama vectorială a procesului de măsurare.

Obiectul măsurat şi elementul de referinţă, în calitate de element de referinţă utilizându-se un convertor de impedanţă, formează un circuit rezonant de măsurare, de exemplu, în serie, alimentat de curentul I de la un generator de semnal. Semnalul de dezechilibru Ude reprezintă suma căderilor de tensiune UZx pe impedanţa măsurată şi UZr pe impedanţa de referinţă Zr reprodusă de convertor:

Ude = UZx + UZr = I(ZX+Zr) (1)

Condiţia de terminare a procesului de măsurare este:

U°de = 0, (2)

care se obţine în urma echilibrării circuitului de măsurare prin intermediul reglării componentelor impedanţei Zr. Atunci valoarea impedanţei măsurate se exprimă prin valoarea impedanţei de referinţă în stare de echilibru:

UZx = U°Zr => ZX = Z°r , (3)

ceea ce prezintă rezultatul măsurării.

În unele cazuri, la anumite valori ale impedanţelor ZX, Zr în circuitul convertorului pot apărea distorsiuni ale semnalului, ceea ce duce la abaterea tensiunii UZr de la valoarea U°Zr (valoarea U1 Zr în fig. 1). Ca rezultat, la echilibrarea circuitului de măsurare apare o eroare considerabilă a rezultatului.

Pentru înlăturarea acestei erori se reglează tensiunea generatorului până la o valoare, care exclude apariţia distorsiunilor şi, ca rezultat, se asigură o precizie înaltă de măsurare la variaţia impedanţei măsurate într-o bandă largă de valori.

Ca exemplu de implementare poate servi cazul măsurării unei impedanţe cu valoarea ZX = 100 KΩ. La valoarea curentului generatorului I = 1 mA căderea de tensiune pe impedanţa de referinţă în stare de echilibru trebuie să constituie: U°Zr = 1 mA · 100 KΩ = 100 V, ceea ce va duce la distorsiunea semnalului în circuitul convertorului. La micşorarea curentului generatorului până la valoarea I = 0,01 mA, această cădere de tensiune va constitui: U°Zr = 0,01 mA · 100 KΩ = 1 V, ceea ce exclude distorsiunea semnalului şi asigură o precizie înaltă a măsurării.

1. MD 2086 G2 2003.01.31

Claims (1)

1. Metodă de măsurare a componentelor impedanţei, care constă în formarea unui circuit rezonant de măsurare din obiectul măsurat şi un element de referinţă, care reproduce o impedanţă cu caracter virtual; alimentarea circuitului rezonant cu semnal de măsurare; formarea unui semnal de dezechilibru ca rezultat al interacţiunii semnalului de măsurare cu circuitul rezonant şi controlul acestui semnal; reglarea impedanţei elementului de referinţă până la obţinerea stării de rezonanţă între componentele măsurate ale impedanţei necunoscute şi componentele respective ale impedanţei elementului de referinţă, precum şi determinarea valorilor componentelor măsurate ale impedanţei din dependenţa cunoscută a acestora de valorile componentelor impedanţei elementului de referinţă în starea de echilibru a circuitului de măsurare, caracterizată prin aceea că semnalul de măsurare al circuitului rezonant se reglează până la valoarea, care asigură lipsa distorsiunilor semnalului în elementul de referinţă.