SU362257A1 - Способ измерения коэффициентов передачи электрического многополюсника - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и решает задачу раздельного измерени  синфазной и квадратурной компонент собственных и взаимных комплексных сопротивлений и проводимостей, а также коэффициентов передачи по току и напр жению электрического многополюсника в заданных энергетических режимах на полюсах . Устройства, реализующие способ, могут найти широкое применение при измерении и контроле параметров электрических многополюсников , в особенности таких, которые могут считатьс  линейными только вблизи заданных энергетических режимов на их полюсах , например изделий микроэлектроники и транзисторов.

Известен способ измерени  коэффициентов передачи многополюсники, заключаюшийс  в использовании многомерной электроизмерительной цепи уравновешивани , составленной из исследуемого и образцового регулируемого многополюсников, на одноименные полюса которых подают от независимых источников токи или напр ж-ени  (в зависимости от вида измер емых коэффициентов), обеспечивающие заданные энергетические режимы. Коэффициенты передачи образцового многополюсника при этом измен ют до тех пор, пока разности зависимых активных электрических величин на всех одноименных )полюсах исследуемого и

образцового многополюсника не будут равны нулю. Способ предусматривает задание требуемых энергетических режимов на все полюса исследуемого многаполюсн 1ка и одновременное определение всех измер емых коэффициентов , однако о раздельности измерени  здесь Говорить не приходитс . Уравновешивающие регулировки при таком способе не однозначны; процесс уравновешивани  сильно

усложн етс  и удлин етс  при увеличении числа полюсов исследуемого объекта больше двух.

Предлагаемый способ обеспечивает раздельное измерение одной из составл ющих одного из комплексных коэффициентов передачи многополюсника благодар  тому, что задают приращение модулю одной из независимых активных величин на двух одноименных полюсах многополюсников, а воздействие, управл ющее уравновешиванием по соответствуюшей составл ющей, формируют по величаше и знаку приращений соответствующей составл ющей разности одной из зависимых активных Величин исследуемого многополюсника «

одноименной с ней зависимой активной величины образцового многополюсника относительно вектора измен емой независимой активной величины.

Способ оозвол ет измер ть составл ющие

всех коэффициентов передачи, дл  чего приращени  задают, например, поочередно, модул м всех независимых активных величин. Ыа фИГ. представлена принцилиальна  схема устройства дл  раздельного измерени  синфазной компоненты проходной проводимости {коэффициента -передачи напр жени  в ток) трехполюсника; на фиг. 2-образцовый грехлолюсник. Устройство содержит источники напр жени  / и 2 с э. д. с. EI и EZ (источники независимых активных электрических величин), обеспечивающие дл  исследуемого многополюсника 5 с полюсами 4, 5 к 6 заданные режимы по напр жению, трансформатор напр жени  7 с обмотками 8, 9, 10 .и 11 (соответственно витки «8-f-«ii) коммутатор 12, компаратор токов 13 с обмотками 14, 15 и 16 (соответственно витки «и-г-Л1б), усилитель 17 рабочей частоты oj, охваченный через резистор 18 с сопротивлением RIB глубокой отрицательной обратной св зью по напр жению, синхронный детектор 19, усилитель коммутационной частоты 20, синхронный детектор на реверсивном двигателе 21, генератор 22 коммутационной частоты Q и образцовый трехполюсник 23 с полюсами 24, 25 и 26 и управл ющим входом 27. В соответствии с предлагаемым способом обеспечени  раздельного измерени  синфаз ой компоненты 4,5 коэффициента передачи напр жени  L/4 на полюсе 4 исследуемого трехполюсника 3 в ток через полюс 5 (комплексна  проводимость V4,5 g4,5 + /B4,5) Задают приращени  модулю независимой активной электрической величины L/4 на одноименных входных полюсах 4 и 24 исследуемого 3 и образцового 23 трехполюсников, что обеспечиваетс  с помощью трансформатора напр жени  7 и управл емого от генератора 22 коммутационной частоты коммутатора 12, включающего последовательно с выходной обмоткой 8 поочередно равные (), но противоположно намотанные модул ционные обмотки .9 и 10. Формирование управл ющего воздействи  по величине и знаку приращени  синфазной компоненты разностей зависимых электрических величин-токов /5 и Лз - через одноименные выходные полюса 5 и 25 исследуемого 3 и образцового 23 трехполюсников относительно вектора-i/4, или то же самое относительно вектора EI, производитс  с помощью вычитающего устройства ни компараторе токов 13 (прин то «1б) и усилител  17, синхронного детектора 19, на опорный вход которого подаетс  напр жение с источника i, усилител  20 коммутационной частоты и реверсивного двигател  21, в качестве опорного напр жени  на который подаетс  напр жение , управл ющее коммутатором 12. Двигатель измен ет синфазную компоненту g24,25 комплексной проводимости 24,25 -fe,2a + b.i,2r) образцового трехполюсника 23 через управл ющий вход 27 до тех пор, пока напр жение коммутационной частоты на выходе усилител  20 не будет равно нулю. При этом будет соблюдатьс  равенство g4,5 §24,25. Действительно , Напр жение равно - (п, 4- «9 sign sin Qt}, «II а токи /5 и /25 равны: 7, t/«y4.5 + ,}5,6+/B.. /JS и 24,25 + Е Y25,26 , где Уз.б и ,26 - выходные проводимости трехполюсников 3 и 23, а /ЕЗ - ток, вызываемый внутренними независимыми источниками трехполюсника 3 (рассматриваетс  наиоолее общий случай автОНОмного многополюсника). Напр жение на входе синхронного детектора 19, пренебрега  погрещностью статизма усилител  17, можно записать в виде: и, , {(},( Г4.5 - ,25 ) + 4 ( У5.6 - 25,26 ) + + /Bj/,s, Напр жение на выходе синхронного детектора 19 с коэффициентом передачи /Cia равно (дл  простоты прин то, что arg 1 ); 7J - («. + «9 Sign sin Ш) (§4,5 - §24.25 ) + Пц + ,(gS.e - g25.26) + IB, COS (/a..) ,,-K Усилитель 20 с коэффициентом пе(редачи Kzo усиливает только переменное напр жение с частотой коммутации Q, поэтому напр жение на его выходе имеет вид: « , - ./Ci9/r,, (g4,5 - g24.25) X «11 X sign sin Ш, откуда видно, что при g4,,25 фазы этого :и опорного напр жени  с генератора 22 совпадают , а при §4,,25 отличаютс  на 180°. При f/2o 0 имеем §4,5 §24,25. Образцовый многополюсник может быть реализован самыми различными способами (см. фиг. 2), так образцовый трехполюсник, редставл емый У - параметрами реализован на зсилител х 28 и 29, охваченных относительно входа и выхода через комплексные проводимости 30 (Узо), 31 (),32 (Уз2), емкость 33 (Сзз) и активную проводимость 34 (§34) глубокой отрицательной обратной св зью по току . ЕСЛИ пренебречь погрещност ми статизма усилителей, то уравнени  трехпалюсника можно записать в виде + .е5.. (§,4 + ).вПг и.нфазной компонентой образцовой провоимости , одноименной с измер емой,  вл етс  данпом случае активна  проводимость §34, оэтому вал двигател  21 необходимо соединить с движком переменного резистора 34.

Очевидно, что точно также можно измерить компоненты и всех остальных проводимостей исследуемого трехиолюсника.

Процессы измерени  всех  роводимостей можно совместить во времени, если, например, так же, как и в цифровых экстремальных мостах , модулировать оба независимых напр жени  низкочастотными налр лсени ми, сдвинутыми :по фазе на 90° (с так называемой фазовой селекцией огибающих). Величина модул ции может быть выбрана настолько малой, что заданные энергетические режимы на .полюсах исследуемого многополюсника пракгически не измен ютс .

Предмет изобретени 

Claims (2)

1. Способ измерени  коэффициентов передачи электр-ического многополюсника при заданных энергетических режимах на всех его полюсах путе.м сравнени  их с одноименными регулируемыми коэффициентами передачи образцового многополюсника, при котором на

каждые два одноименных полюса многополюсников подают независимую активную велич,ину , например напр жение, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  раздельности измерени  одной лз составл ющих одного из комплексных коэффициентов передачи, задают приращени  модулю одной из независимых активных величин, а воздействие, управл ющее уравновешиванием по соответствующей составл ющей , формируют по величине и знаку приращений соответствующей составл ющей разности одной из зависимых активных величин исследуемого многополюсника и одноименной с ней зависимой активной величины

образцового многополюсника относительно вектора измен емой независимой активной величины .

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью измерени  составл ющих всех коэффицнентов передачи, приращени  задают, например , поочередно, модул м всех независимых активных величин.