SU1205032A1 - Устройство дл измерени параметров комплексных величин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, касаетс  измерени  параметров комплексного сопротивлени . Устройство может быть использовано при построении систем дл  исследовани  физических характеристик пассивных элементов на переменном токе и высокоточных быстродействующих измерител х. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи , точности измерени  параметров комплексных величин, а также расширение функциональных возможностей. Введение вычитающего ; усилител  2, нуль-детектора 3 и аналого-цифрового преобразовател  (Aini) 5 позвол ет уменьшить количество периодов дл  выдачи резуль- татов измерений за счет использова- ни  дифференциального метода в из- мерительной схеме, а также увеличени  количества информативных .сигналов. Устройство содержит двухфазный генератор 1, вычитающий усилитель 2, нуль-детектор 3 первый и второй АЦП 4 и 5, образцовую меру 6 с омическим сопротивлением,- комплексное измер емое сопротивле- ние 7. Информационные выходы каждого АЦП соединены с микропроцессором . Выход АЦП 5 соединен с входом 8 управлени  уровнем двухфазного генератора I, сигнальный вход АЦП 4 соединен с выходом вычитающего усилител  2, а АЦП 5 - с первым входом нуль-детектора 3, первым выводом измер емого сопротивлени  7, вторым входом вычитающего усилител  2 и первым сигнальным выходом генератора 1.Первый вход усилител  2 соединен с одним вьшодом образ- .цовой меры 6 и вторым сигнальным выходом IО генератора I. Вторые (Л DmW Н кт :: 1/мп ит ч ни

Description

|иьизоды сопротивлени  7 и образцовой мсрь 6 соединены с общей шиной. Управл ющий выход 11 генератора 1 соединен с управл ющим входом А1Д1 5 и микропроцессором, который подключен также к выходу 12 кода сдвига фаз генератора 1. В исходном состо- ЯНИ1Г двухфазный генератор выдает

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, точнее к измерению параметров комплексного сопротивлени , и может быть использовано при построении систем дл  исследовани/1 физических характеристик пассивных элементов на переменном токе и в высокоточных быстродействующих измерител х L|R,C.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи , точности измерений параметров комплексных величин , а также расширение функциональных возможностей за счет уменьшени  количества периодов дл  выда-чи результата измерени , использовани  дифференциального метода в измерительной схеме, а также увеличени  количества информативных сигналов.

На фиг.1 представлена структурна схема устройства дл  измерени  параметров комплексных величинJ на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство дл  измерени  параметров комплексных величин содержит двухфазный генератор 1, вычитающий усилитель 2, нуль-детектор 3, первый аналого-цифровой преобразователь (.АЩ1) 4, второй -АЦП 5, образцовую меру 6 с сопротивлением Rg комплексное измер емое сопротивлени 7(,).,

Информационные выходы каждого АЦП соединены с микропроцессором (М); кроме того, выход АЦЦ 5 соединен с входом 8 управлени  уровнем двухфазного генератора I, сигнальный вход АЦП А соединен с выходом вычитающего усилител  2, а сигнальный вход АЦП 5 - с первым

1205032

диа гармонических совершенно иден- тичн|,1Х сигнала, которые поступают п  измерительную схему, состо щую из сопротивлени  1 образцовой меры 6 и комплексного измер емого сопротивлени  с. . Работа устройства по сн етс  в описании изобретени  временньии диаграммами. 2 ил..

входом нуль-детектора 3, первым выводом комплексного измер емого сопротивлени  7, вторым входом вычи тающего усилител  2 и первым сиг- нальным вьжодом 9 генератора 1.

Первый вход вычитающего усилител  соединен с первым вьшодом образцовой меры 6 и вторым сигнальным выходом 10 генератора . Вторые вьшоды комплексного измер емого сопротивлени  7, образцовой меры 6 соединены с обш;ей шиной. Управл ющий выход 1 генератора 1 соединен -с управл ющим входом АЩ 5 и Щ, подключенным также к выходу 12 кода сдвига фаз генератора 1. Второй вход нуль-детектора соединен с общей шиной, а выход - с первым управл ющим входом 13 генератора . Управл ющий вход АЦП 4 и второй управл ющий вход 14 генератора i соединены с МП.

Устройство дл  измерени  парамет ров комплексных величин работает следу1ощим образом.

В исходном состо нии двухфазный генератор выдает два гармонических совершенно ид,ентичных сигнала, которые поступают на измерительную схему, состо щую из сопротивлений Rg и 2,( , Сигнал с выхода 10 поступает на образцовое сопротивление, а с выхода 9 - на измер емое.

Цри поступлении на второй управл ющий вход 14 генератора 1 сигнала пуска от МЛ начинаетс  цикл измерени  j. фиг.2а,Т. 1) . Гармонический сигнал, искаженный комплексным

измер емым сопротивлением, поступа- .

ет на нуль-детектор. При переходе

искаженного сигнала через нуль

нуль-детектор выдает сигнал, который фиксирует в цифровом генераторе фазовый сдвиг между образцовым- и искаженным сигналами (фиг.2а, Т.2), Кодова  комбинаци  с выхода 12 кода сдвига фаз поступает дл  последующей обработки и выдачи конечного результата в МП.

С этого момента генератор начинает выдавать гармонический сигнал с выхода 10 с таким сдвигом фаз относительно сигнала с выхода 9,.-что на оба входа вычитающего усилител  поступают синфазные сигналы (т.2 - это момент выравнивани  фаз напр жений на R и Z,).

Затем в. момент т , - генератор

4- - ,- 2

о с

управл ющим выходом I1 разрешает работу АЦП 5, измер ющего амплитудное значение искаженного сигнала. На МП и генератор 1 поступает код амплитуды измер емого сигнала с точностью до единицы младшего разр да АЦП 5. Генератор 1 измен ет уровень сигнала по выходу 10 таким образом, что на входы вычитающего

О о

усилител  напр жени  U и U приход т не только по фазе, но и грубо ура внены по амплитуде (уровень О, « фиг.2а, Т.З).

Если прин ть амплитудное значени образцового сигнала по выходу 10 за А, то амплитуда искаженного сигнала определитс , как А,где I - ol / I Jxl Таким образом определ етс  отношение напр жений на К„ и Z и коэффициент заноситс  в МП выхода АЦП 5.

Дальнейша  работа измерител  происходит согласно дифференциальному методу, которьм заключаетс  в том, что близком равенстве сигналов Ц и 11„ определ ют мгновенные знаО ЛО

чени  их разности л D , а по известо

ным мгновенным значени м И и разно сти UО определ ют мгновенные значени  (J в р де точек периода гармо нического сигнала.

Сигналы вычитаютс  на вычитающем усилителе 2, и усиленна  разность двух сигналов поступает на АЦП 4, который посылает коды измеренного сигнала в пам ть МП.

По известным значени м R , фазового сдвига ijLf , величины разностно- го сигнала лО и коэффициента можно определить основные параметры измер емой комплексной величины.

2050324

Кроме того, име  мгновенные значени  разностного сигнала в пам ти Ш, в

отличие-от интегральных значений измерительной схемы пpotoтипa, можно

определить не только параметры комплексного сопротивлени , но и характеристики измер емого напр жени  (мгновенное, средневыпр мленное, среднеквадратичное значени  напр жени  и др.) , дающие более подробные сведени  об исследуемой комплексной цепи.

Claims (1)

1. Формула изобре

   10

   тени 

   15

   20

   25

   30

   35

   .

   45

   50

   55 40

   Устройство дл  измерени  параметров комплексных величин, содержащее образцовую меру и зажимы дл  подкл о- чени  комплексного измер емого сопротивлени , двухфазный генератор и аналого-цифровой преобразователь, информационный выход которого соеди- нен с первым входом микропроцессора, отличающеес  тем, что, с целью повьпиени  быстродействи  ,и точности измерений, а также расширени  функциональных возможностей, в него введены вычитающий усилитель, нуль-детектор и второй аналого- цифровой преобразователь, информационный выход которого соединен с вторЬЕ входом микропроцессора и входом управлени  уровнем напр жени  двухфазного генератора, первый сигнальный выход которого соединен с первым выводом образцовой меры и первым входом вычитающего училител , а второй сигнальный выход соединен с первым зажимом дл  подключени  комплексного измер емого сопротивлени , вторым входом вычитающего усилител , входом второго аналого-цифрового преобразовател  и первым входом нуль-детектора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с первым управл ющим входом двухфазного генератора, второй управл ющий вход которого соединен с первым выходом микропроцессора, а управл ющий выход двухфазного генератора соединен с управл ющим входом второго аналого-цифрового преобразовател  и с третьим входом микропроцессора, с четвертым входом которого соединен выход кода сдвига фаз двухфазного генератора, выход вычитающего усили- тел  соединен с входом первого аналого-цифрового преобразовател , управл ющий вход которого соединен

   с вторым выходом микропроцессора.

   912050326

   второй вьшод образцовой меры и вто- ного измер емого сопротивлени  со- рой зажим дл  подключени  комплекс- единены с общей шиной.