SU1045165A1 - Устройство дл измерени параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсника (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Устройство дл  измерени  . параметров комплексного нерезонанс-4 ного двухэлементного двухполюсника , содержащее источник гармони .ческого сигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен ;с одним из зажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивлени  одной из составл ющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающа  к зажимам образцового и исследуемогС комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к выходу функционального преобразовател , отличающеес  . тем, что, с целью повышени  точности измерени  параметров исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника , в него введен ключ, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов функционального . преобразовател , первый и второй зажимы ключа подсоединены к первому ft второму зажимам источника гармр .нического сигнала,а третий зажим I ключа подсоединен, при последовательной схеме замещени  исследуемого комплексного двухполюсника, к образцовом двухполюснику. 2.Устройство дл  измерени  параметров комплексного нерезо ансного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник гармонического сигнала, один кз зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен с одним из зажимов измерительной ветвр;, -составленно-й из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивлени  одной из состав- . (Л л ющих исследуемаго комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающа  к зажимам образцового и. исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразовател , о тли чающеес  тем-, что, с целью повышени  точности измерени  параметров исследуемого комплексного 4 У1 : двухэлементного двухполюсника/ в него введен ключ, правл ющий вход которого соединен с одним из выходов функционального преобразо;вател , первый и второй зажигл клю. D1 . ча подсоединены к первому и второму :зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа пoдcoe ч.нeн, при параллельной схеме -замещени  исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника, к иссле .дуемому комплексному двухполюснику. 3,Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю, щ е е с   тем, что функциональный преобразователь содержит |блок управлени , блок формировани  опорного сигнала, фазочувствительный iвыпр митель и блок обработки сигна- . |лов, причем входом функционального

Description

преобразовател   вл етс  вход блока формировани  опорного сигнала, соединенный с информационным входом фаэочувствительного выпр мител ,, опорный вход которого соединен с вглходом блока формировани  опорного сигнала, выход фазочувствительного выпр мител  подключен к входу блока Обработки сигналов, первый и второй

выходы блока управлени  подсоединена соответственно к управл ющим входам блока фopгvIиpoБaни  опорного сигнала и блока обработки сигналов,-а третий  вл етс  управл ющим выходом функционального преобразовател , а информационным выходом которого  вл етс  выход блока обработки сигна лов.

1

I

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам измерени  параметров комплексного двухполюсника, и может бытьиспользовано дл  построени , например , преобразователей абсолютного значени  любой из составл ющих комплексного двухполюсника в активные в ели чи ны.

Известно устройство дл  измерени  составл ющих комплексного сопротивлени , содержащее генератор синусоидального- сигнала, выходные зажимыкоторого подключены к. измерительной цепи, составл ющей из последовательно соединенных образцового и измер емого элементов. Параллельно образцовому и измер емому элементам подключены входы согласующих, блоков, выходы которых подключены к входам функционального преобразовател  11.

Недостатком данного j стройclraa  вл етс  погрешность вследствие конечного значени  входных комплексных сопротивлений согласующих блоков.

Известно устройство дл  измерени  параметров исследуемого комплексного нереэонансного двухэлементного сопротивлени  двухполюсника, содержащее измерительную ветвь, составленную из последовательно соединенных образцового и исследуемого комплексного сопротивлени  двухполюсников, одна из вершин питани  кoтopoй t примык ающа  к исследуемому комплексному сопротивлению двухполюсника, соединена с одним из зажимов источника гармонического сигнала и через первый согласующий блок с одним из - входов функционального преобразовател , втора  вершина питани  измерительной ветви, примыкающа  к образцовому двухполюснику , подсоединена к второму зажиMJ источника гармонического сигнала и общей шине, а вершина измерительной ветви, приг-мкающа  к зажимам oбpaзцoвoгb и исследуемого комплекс ного сопротивлени  двухполюсников, подключена через второй согласующий блок к второму входу функционального преобразовател  2.

Недостатком известного устройства  вл етс  методичерка  ошибка от конечного значени  комплексных сопротивлений согласую-цщх блоков .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем исключени  зависимости результата преобразовани  от конечного значени , внут;реннего комплексного сопротивлени  согласующих блоков.

Указанна  цель достигаетс , тем, что устройство дл  измерени  параметров комплексного нерезонансного двухэлементного двухполюсника, содерлсащее источник гармонического сигнала, один из зажимов которого подсоединен - к общей шине, а второй зажим соединен с одним из з.ажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивлени  одной из составл ющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающа  к зажима образцового и исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразовател , .введен ключ, управл ющий вход которго соединен с одним из выходов функционального преобразовател , первый второй зажимы ключа подсоединены ж первому и второму входу зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа подсоединен при последовательной схеме замещени  иссле.оуемого коь.-шлексного двухполюсника , к образцовому двухполюснику .

В устройство дл  измерени  параметров кo mлeкcнoгo нерезонансного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник гармонического усигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а вто;рой зажим соединен с, одним из зажимов-измерительной ветви, соеавленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного вухэлементного двухполюсника и бразцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивлени  дной из составл ющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающа  к зажимам образцового и исследуемого комплексного двухпоюсников , подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразовател , введен ключ, управл ющий вход которсэго соединен с одним из выходов функционального преобразовател , первый и второй зажимы ключа подсоединены к первому и второму зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа подсоединен, при паралельной схеме замещени  исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника , к исследуемому комплексному двухполюснику.

Кроме того, указанна  цель гложет быть достигнута тем, что функциональный преобразователь содержит блок управлени , формировани  опорного сигнала, фазочувствительный выпр митель и блок обработки сигналов , причем первый вход функционального преобразовател  подсоединен к входу блока формировани  опорного сигнала и к информационному входу фазрчувствительного выпр мител  , опорный вход которого соединен с выходом блока формировани  опорного сигнала, выход фазочувствительного выпр мител  подключен к входу блока обработки сигналов, первый , второй и третий выходы блока управлени  подсоединены соответственно к управл ющим входам блока формировани  опорного сигнала, блока обработки сигналов и к первому выхоДУ функционального преобразов-ател  второй выход которого подключен к выходу блока обработки сигналов. ;

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 гармонического сигнала, шину 2 .управлени  ключа 3, образцовый двухполюсник или исследуемый комплексный двухполюсник 4 соответственна при последовательно или параллельной схеме замещени  исследуемого комплексного двухполюсника, исследуемый , комплексный двухполюсник ипи образцовый двухполюсник 5, соответг ственно при последовательной и парал. лельной схеме замещени  исследуемого комплексного двухполюсника, преоб разователь 6 тока, функциональный преобразователь 7, содержащий блок 8 формировани  опорного сигнала, блок 9 управлени , фазочувствительный

выпр митель 10 и блок 11 обработки сигналов.

При последовательной схеме замещени  4 - образцовый двухполюсник, , 5 - исследуемый комплексный двухполюсник . В общем виде сопротивление исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника имеет вид Z р + j-j- , а образцовый двухполюсник ot- однороден по характеру составл ющей р исследуемого комплексного двухполюсника 2 . В зависимости от вида измерительной цепи р) и oi, могут иметь как активное (резистивное ) сопротивление , так и реактивное, а соответственно реактивное и активное . Сопротивление преобразовател  тока может иметь комплексный характер и запишем его в виде Z У+/Л.

Выражение дл  тока через преобразователь тока в первом положении ключа 3 ( образцовый двухполюсник подключен к BTOpoN-iy зажиму источника 1 гармонического сигналаj имеет

°™ ,

V (с1 li)+c(.ft-Л-g-+ 3 ( л)+ Р - -A-i-t-d -)

.После замены

2|, p--A(ci--()+otp,-Z A-TV-+X| -Aci. синфазна , и квадратурна  составл ю (Ofie тока

относительно напр жени 

примут вид : Р

2., , ,а J .- . I +

Ахмплитудное значение тока 1 имеет вид.v,

(1)

I

0

Фазовый сдвиг тока

относитель1 . запишетс  ко напр жени  питани 

(2)

; i arcig z

f

5

Выражение дл  тока через преоб .разователь тока во втором положении ключа 3 (образцовый двухполюсник подключен к первому зажиму источника Д 50 гармонического сигнала) имеет-вид

1 ,Vf-(fi) f

а амплитудное значение тока

55

1 о :: V V SUSIX (3)

.

Фазовыйсдвиг тока .

относительно напр жени  питани  : равен .

+ |Ь)Л(

(4;

I - .-ли-. T-VO- I ;

р

)

-e. .(,

Разностный фазовый сдвиг токаV относительно тока V равен

.--.,-ct Hig -- s-f ««Согласно 5 следует

cos t.:vf.)-co-sarciie i jf б)

5.i4.-..)-s.v,,(

На основании выражений (1), (2) и ( йолучают уравнение преобразовани  дл  составл ю.щйй исследуемого комплексного двухполюсника, однородной образцовому двухполюснику

а . . (8), Уравнение преобразовани  дл 

составл ющей исследьемого ко1 тл€ кского двухполюсника, Е еоднородной об разцовом5 двухполюснику, с учетом выражений (1), (З) и (7) имеет

45iK,

Г- (9)

Уравнени  преобразовани  составл ющих исследуемого комплексного двухэлементного двухпотаосника при его параллельной схеме замещени  : имеют аналогичный вид (8) и(9), а Параметры d.,, и -j имеют размерность проводимости.

Устройство работает следующим образом,

В первом такте измерени  по команде с третьего выхода блока, 9 уп равлени ,. передаваемой по шине 2, ключ 3 подсоедин ет зажим ci , примыкающий , например, к образдовоьгу двухполюснику 4, к зажиму 4 , примыкающему к общей шине,,С выхода преобразовател  сигнал i,j поступает на вход блока 8 фор:мировани  опорного сигнала и информационный вход фазочувствительного выпр мител  10. Сигнал с выхода выпр мител  10, пропорциональный проекции тока на опорный вектор, поступает на вход блока 11 обработки сигналов и запоминаетсЯс Так как в первом такте измерени  опорный сигнал с выхода блока 8 фop шpoзaни  опорного сигнала сформирован по команде с первого выхода блока 9 управлени  совпадающим по фазе с информационным сигналом 1. на информационном входе выпр мител  10f то на его выходе формируетс  сигнал пропорциональный aмплитyднo sy значению тока h .

Во втором такте измерени  по ко манде с блока 9-управлени , передавае «юй по шине 2, ключ. 3 подсоедин ет зажим d , примыкающий к-образцовому двухполюснику 4, к зажиму о ,, примыкающему к исследуемому комплексному двухполюснику 5. С выхда преобразовател  6 тока сигнал поступает на вход блока 8 формировани  опорного сигНсша и. информационный вход выпр мител  10, на опоный вход которого поступает сигнал (меандр с периодом, равным периоду напр жени  питани  измерительной цепи) с выхода блока 8, сформированный по команде с первого выхода блока управлени  9 синфазным с информационным сигналом , полученным в первом такте измерени . Сигна с фазочувствительного выпр мител 

10пропорциональный проекции информационного сигнсша 1 на опорный, т,е, i С05 (Ч|,(.р) , по ступает на блок

11обработки сигналов, который.форыирует по команде с второго выхода блока 9 управлени  информацию о составл ющей исследуемого комплексного 71вухполюсника 5,однородной похарактеру сопротивлени  образцовому двухполюснику 4. Дл  получени  информации о составл ющ.ей исследуемого комплексного двухполюсника неоднородной по характеру сопротивлени  образцовому двухполюснику , блок формирует сигнал (меандр) по ком-анд с первого выходу блока 9управлени , сдвинутый на fХ/2 относительно информагдионного сигнала полученного в первомтактеизмерени ,Сигнал с выхода фазочувствительного выпр мител  10, пропорциональный проекции информационного сигнала

i на опорный, т.е 1 Вiih (V -tVi}, поступает на блок 11, который по команде с второго выхода блока 9 управлени  форг«1рует сигнал, несусшй информацию об измер емой состав-л ющей исследуемого комплексного двухполюсника„

При измерении на посто нном токе напримерр сопротивлени  резисторов уравнение преобразовани  существенно упрощаетс  и имеет вид, когда ключ 3 и двухполюсник 4 соответственно R и Ry Ч- ИЛИ

Ь.

Vln

&S.-G

U

когда ключ и двухполлосник Q И Предлагаемое устройство позвол ет существенно повысить точ . ность измерени .,

Claims (3)

1. Устройство для измерения . параметров комплексного нерезонанс-4 ного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник гармонического сигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен ;с одним из зажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершив на измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и исследуемогС комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к выходу функционального преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого ». комплексного двухэлементного двухполюсника, в него введен ключ, управляющий вход которого соединен с одним из выходов функционального . преобразователя, первый и второй зажимы ключа подсоединены к первому А второму зажимам источника гармо- , .нического сигнала,'а третий зажим ίключа подсоединен, при последовательной схеме замещения исследуемого комплексного двухполюсника, к образцовому двухполюснику.

2. Устройство для измерения параметров комплексного нереэоцансного двухэлементного двухполюсника, содержащее источник гармонического сигнала, один из зажимов которого подсоединен к общей шине, а второй зажим соединен с одним из зажимов измерительной ветви, составленной из последовательно соединенных исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника и образцового двухполюсника, однородного по характеру сопротивления одной из составляющих исследуемого комплексного двухполюсника, а вершина измерительной ветви, примыкающая к зажимам образцового и. исследуемого комплексного двухполюсников, подключена через преобразователь тока к входу функционального преобразователя, о тли чающее ся тем., что, с целью повышения точности измерения параметров исследуемого комплексного двухэлементного двухполюсника;, в него введен ключ, управляющий вход которого соединен с одним из !выходов функционального преобразователя, 'первый и второй зажимы клю,:ча подсоединены к первому и второму зажимам источника гармонического сигнала, а третий зажим ключа ‘подсоединен, при параллельной схеме ’замещения исследуемого комплексного 'двухэлементного двухполюсника, к иссле- '< .дуемому комплексному двухполюснику.

3. Устройство по пп. 1 и 2, от,л и ч а ю, щ е е с я тем, что функциональный преобразователь содержит (блок управления, блок формирования опорного сигнала, фазочувствительный (выпрямитель и блок обработки сигна- . |лов, причем входом функционального

SU an 1045165 преобразователя является вход блока формирования опорного сигнала, соединенный с информационным входом фазочувствительного выпрямителя,, опорный вход которого соединен с выходом блока формирования опорного сигнала, выход фазочувствительного выпрямителя подключен к входу блока, обработки сигналов, первый и второй выходы блока управления подсоединены! соответственно к управляющим входам блока формирования опорного сигнала и блока обработки сигналов,-а третий является управляющим выходом функционального преобразователя, а информационным выходом которого является выход блока обработки сигна· лов.