SU1615627A1 - Способ измерени параметров комплексного двухполюсника - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров комплексного двухполюсника (КДП). С целью расширени  функциональных возможностей после включени  КДП в измерительную схему автоматически определ ют схему замещени  по величине фазового сдвига, фиксируемого фазометром между сигналами небаланса, и при этом, если ϕ*98180°, то схема - последовательна , если ϕ*98180° - то параллельна . Характер реактивного сопротивлени  КДП определ ют по разности амплитуд напр жений небаланса, фиксируемой дифференциальным вольтметром. По формулам вычисл ют два параметра КДП, причем вычисление параметров КДП производ т после регулировки образцового ДП, включенного в ветвь с исследуемым КДП, до получени  98ф=180°. 3 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано, дл  измерени  параметров комплексного двухполюсника.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение функциональных возможностей за счет измерени  двух параметров исследуемого комплексного двухполюсника, определени  схемы замещени  и характера сопротивлени  измер емого комплексного двухполюсника, снижени  числа аналоговых операций.

На фиг. 1 изображена измерительна  схема, реализующа  предлагаемый способ; на фиг. 2 - векторные круговые диаграммы положени  потенциальных точек соответствующ11х вершин мос товых измерительньгх цепей ( а и б - дл  мостовых измерительных цепей, исследуемый двухполюсник в которых имеет емкостный характер сопротивлени } D и 2 дл  мостовых измерительных цепей, исследуемый двухполюсник в которых имеет индуктивный характер сопротивлени ).

Измерительна  схема, реализующа 

;предлагаемый способ, содержит генератор 1 гармонических сигналов, к зажимам которого подключены две мос- . товые измерительные цепи, составленные из трех ветвей, перва  составлена .из последовательно соединенных образцовых элементов 2 (с активным характером сопротивлени ) и 3 (с реактивным ха- рактером сопротивлени ), втора  ветвьо ел

05

to

Нз последовательно соединенных иссле Дуемого двухполюсника 4 с последовательной или параллельной схемой за- йещени  (активное сопротивление 5, а реактивное 6) и образцового регули- руемого элемента 7, треть  ветвь - Из последовательно соединенных образцовых элементов 8 (с реактивным ха- 1|актером сопротивлени ) и 9 (с актив (ым характером сопротивлени ), фазо- Цетр 10, дифференциальный вольтметр 111, зажимы 12 и 13 подключены парал- : ельно к измерительным диагонал м Цостовых измерит ельных цепей.

I На фиг. 2 аЬ - вектор напр же- Ци  питани  мостовых измерительных 1|епей Uf,; cd, cd - векторы напр же- 1|ий небаланса основной и дополнитель 1|ой мостовых измерительных цепей Hcd соответственно; С - фазовый (двиг напр жени  небаланса Усс} отно- с ительно напр жени  небаланса Ugj; M i положение потенциальной точ Ии измерительной вершины, общей дл  с|беих мостовых измерительных цепей Ц фазовый сдвиг после р егулировки об 1 азцового элемента 7; 1„, nctp.- 1 екторы токов в общей ветви при пос- л едовательной и параллельных схемах З1амещени  исследуемого двухполюсника

Кроме того, дл  унификации схем и упрощени  расчетов элементы мостовых и{змерительных цепей обозначены А, В, Q, D, Е, F, N-. Дл  обозначени  х|арактера сопротивлени  элементов ок л:о букв введены показатели в виде О и ±.1 (О - у активных сопротивлений или активной составл ющей комплекс- Hioro сопротивлени , (+1) - реактив- н1ое сопротивление с индуктивным ха- р актером сопротивлени , а (-1) - с емкостным характером сопротивлени ).

Например, А°, D° - это элементы только с активным характером сопротивлени ; А, D - элементы с индуктивным характером сопротивлени ; , D - элементы с емкостным характером сопротивлени .

Операции перемножени  таких элементов показаны в табл. 1.

Дл  по снени  сути способа измерени  параметров комплексного двухполюсника , определени  характера и схемы замещени  его и подтверждени  правильности способа математическими расчетами рассмотрим измерительную схему (фиг. 1) дл  случа , когда ветви мостовых измерительных цепей, со

,г: ,г

20 25

0

5

0

-держащие только образцовые элементы, составлены из элементов D°, Е | № F , причем величины всех этих сопротивлений равны между собой. Это позвол ет расположить потенциальные точки d и d таким образом на круговой диаграмме (фиг. 2), что лини , проведенна  чере;з эти две точки, перпендикул рна Виктору напр жени  питани  мостовых измерительных цепей Up. Возможны и другие сочетани  характеров сопротивлений указаHHSFX элементов, позвол ющие получить указанную квадратуру . Например, D, Е №. F или D ЕП N Е- и т.д.

Схема замещени  исследуемого комплексного двухполюсника определ етс  сразу же после включени  его в измерительную схему по величине фазового сдвига Ц , нзмер емог о фазометром, если , то схема замещени  последовательна , если (J 1 180° - то параллельна .

На фиг. 2 показано построение углов ( дл  комплексного двухполюсника с емкостным характером сопротивлени  с последовательной и параллельной схемами замещени , данные расчетов дл  построени  приведены в табл. 2 (№ 2), на фиг. 2в показано построение углов q дл  комплексного двух- полюсника с индуктивным характером сопротивлени  по данным согласно табл. 2 (№10).

Расчеты, приведенные в табл. 2 . дл  других значений, Показали, что дл  получени  однозначной информации при определении схемы замещени  величина образцового регулируемого элемента в исходном состо нии долж- ;на быть больше величины сопротивлени  каждой из составл ющих комплексного двухполюсника.

После вы влени  схемы замещени  производ т регулировку образцового элемента до получени  величины фазового сдвига на выходе фазометра 10, равного 180, фиг. 26 (дл  емкостного двухполюсника), фиг. 2г (дл  индуктивного), оба случа  показаны дл  последовательной схемы замещени . При этом, если сигнал на выходе дифференциального-вольтметра меньще нул , то характер реактивного сопротивлени  исследуемого двух- полюсника емкостный (С;() ,. если этот сигнал больше нул , то индуктивный (Ьд).

,сх

5 .

Определение параметров комплекс- ного двухполюсника производитс  по формулам из услови , что в момент, когда Ср , в комплексных выражени х дл  напр жений небаланса реальна  их часть равна нулю, а амплитуда каждого из сигналов определ етс  только мнимой частью.

Дл  комплексного двухполюсника с последовательной схемой замещени  с емкостным характером сопротивлени мостовой измерительной цепи при общем обозначении цепи А, Q, Е DO, N, , Е D N F, Q RO имеем 2 2

Uj,

Ro Un UU-Q где R. - сопротивление регулируемог

элемента;

Ди - сумма амплитуд напр жений небаланса мостовых измерительных цепей;

(J - кругова  частота питани  мостовых измерительных цепей .

Дл  комплексного двухполюсника с индуктивным характером сопротивлени при общем обозначении цепи А , в , Q, , D°, N , F- имеем

г 5о1Ул14.У

т о(и +uu2)

Дл  комплексных двухполюсников ка с емкостным, так и с индуктивным характерами сопротивлени  определ ютс  по общим формулам

А - yllAy. в R

О U2 -uuz - а . Дл  комплексного двухполюсника с параллельной схемой замещени  методика определени  его параметров аналогична .

Результаты расчетов приведены в табл. 3.

, Применение способа измерени  параметров комплексного двухполюсника и измерительной схемы, реализующей его, позвол ет расширить функциональ ные возможности за счет определени  схемы замещени , характера комплекс- ного сопротивлени  и возможности из- мерени  параметров комплексного двух627

полюсника с разными схемами зЙмеще- ни  и разными характерами сопротивлений , повысить точность измерени  параметров за счет использовани  только амплитудных соотношений между напр жени ми небаланса и питани  мосто- измерительных цепей.

Claims (1)

10 Формула изобретени 

Способ измерени  параметров комплексного двухполюсника, заключающийс  в том, что измер ют фазовый сдвиг между напр жени ми небаланса, о т- 5 личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности измерени , определ ют по величине фазового сдвига схему замещени  исследуемого 0 двухполюсника, устанавливают сдвиг 180, определ ют при этом характер сопротивлени  комплексного двухполюсника по знаку разности амплитуд напр жений небаланса, а параметры ком- 5 плексного двухполюсника определ ют по .формулам:

при последовательной схеме замеще- ни  исследуемого двухполюсника

А RX 0(и -uu2)/(Un +ДГ);

G В Q.Un-uu/(u + диЪ;

GX (и + &U)/Q-Uh bU-CO ; LX Q UnuU/CO(u2 + Ди);

при параллельной схеме замещени  исследуемого двухполюсника

А RX Q(u2 + диЪ/(и -ьиЪ;

в Q(Un -ь Ли)/2и

с (у(и +U и); ,,

LX Q(U +Ди2)/СО 2и2.Ди ; . где А - активное сопротивление иссле- Q дуемого двухполюсника;

В - реактивное сопротивление исследуемого комплексного двух-- полюсника;

О - сопротивление регулируемого e . элемента;

R г

Х f

Т,., - параметры исследуемого комплексного двухполюсника;

и - амплитуда напр жени  питани  Q -мостовых измерительных цепей;

Ди - сумма а тлитуд напр жений небаланса мостовых измеритель- ных цепей.

Таблиц

Таблица 2

му не выполнено

.9

1615627

10

Продолжение табл.2

Ав..

Упкл

н38М

Фие 1

JlWf.