SU597989A1 - Измеритель импеданса - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПЕДАНСА

Изобретение относитс  к области электрорадиоизмерителыюй гехники и может быть использовано при определении активной и реактивной соетавл ющих полных сопротивлену исследуемых двух- и четырехполюсников. Известен измеритель активной и реактивной составл кмией, содержанхий опорный гепс-ратор , дифференцируюпщй усилитель и измерительные приборы 1. Недостатком этого измерител   вл етс  низка  точность измерений. Ближайп1им по своей технической сущности к данному  вл етс  измеритель импеданса, содержащий опорный генератор, включенный носледовательио с эталонным сопротивлением и внешними зажимами, которые используютс  дл  подключени  неизвестного комплексного со противлени . К эталонному сопротивлению под к,1ючен дифференциальный уси,литель, выходной снгнал которого пропорциональ п 1Й току, нроход ще.му через эталонное сопротивле1П1е и который подаетс  через усилители-ограничители на стробированные усилители, на другие входы которых через парафазный усилитель подаетс  иапр жение, снимаемое с измер емого импеданса. На выходе стробированных усилителей , открываемых на полнериода пр моугольным напр жением усилителей-ограничи телеИ, среднее значение тока будет нропорнионалыю соответственно активной и реактивной составл юи1ей полного сопротнв;1е П1  2. Однако при измерении больн1их сонротги лений в И1нроком частотном диапазоне воз1И1кают значите.1ьн1 1е ногре1нности из-за шунтировани  измер емого импеданса входным сопротивлением усилите.1  фазоинвертора н днфференпиальпым усилителем, а также из-за возникновени  частотных погрешностей отдельн1;1х б.кжов измерител . Использование стробосконичеекого преобразовател  во входных пен х, который осуществл ет перенос амплитудно-фазовых соотнон1ений нанр женнй, выдел емых на эталошю.м и измер емом сои ютивлени х, на фиксированную частоту опорного сигнала, уменьшает частотную погрешность отдельных блоков из.мерител . Но ногрениюсть из-за шунтировани  измер емого импеданса собственным входным сопротпвленнем сигнального кана:1а преобразовател  остаетс , что значгггельно спнжает динамический диапазон нзмер емых сопротивлений . Целью изобретени   вл етс  расширение динамического дианазона измерений. Цель достигаетс  тем, что в измеритель импеданса , содержании опорный генератор, выход которого непосредственно соединен со входом опорного канала стробоскопического преобразовател  и через эталонный резистор соединен со входом сигнального канала стробоскопического преобразовател  и с зажимами дл  под,ключени  измер емого имнеданса, а выход опорного канала стробоскопического преобразовател  соединен с входом дифференциального усилител , один из выходов которого соединен непосредственно и через фазовращатель е входами двух идентичных каналов, состо щих из последовательно соединенных ограничител , стробированного усилител  и индикатора , при этом другие входы стробированных усилителей соединены с выходом инвертирующего усилител , вход которого соединен с выходом сигнального канала стробоскопического преобразовател , введены .два ключа, управл емый фазовращатель, управл емый аттенюатор, моделирующий резистор, комплексное сопротивление уравновещивани  и нуль-орган, причем вход управл емого фазовращател  соединен с выходом опорного канала стробоскопического преобразовател , со входом одного из ключей, а выход управл емого фазовращател  соединен с входом управл емого аттенюатора, с выходом одного из ключёии входом другого ключа) а выход последнего соединен с выходом управл емого аттенюатора, с выходом дифференциального уси.чител  и с одним из выводов моделирующего резистора, другой вывод которого соединен с одним из выводов комнлексного сопротивлени  уравновещивани  и с одним из входов, нуль-органа, другой вход которого соединен с входом инвертирующего усилител , кроме того, другой вывод комплексного сопротивлени  уравновеишвани  соединен с общей шиной измерител . На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого измерител  импеданса . Измеритель содержит опорный генератор, эталонный резистор 2, измер емый импеданс 3, стробоскопический преобразователь 4, входное сопротивление 5 опорного канала стробоскопического преобразовател , входное сопротивление 6 сигнального канала стробоскопического преобразов,агел , управл емый фазовращатель 7, ключ 8, управл емый аттенюатор 9, ключ 10, моделирующий : резистор ,11, комплексное сопротивление 12 уравновещивани , дифференциальный ycилjитeль 13, фазовращатель 14, ограничителей 15, 16, стробированные усилители;|ti 18, индикаторы 19, 20, нуль-орган 21, инвё ггй-рующий усилитель 22. Опорный генератор 1 последовательно соединен с эталонным сопротивлением 2 и с внешними зажимами «а, «б дл  подключени  измер емого импеданса 3. В.ход опорного канала стробоскопического преобразовател  4 подк тючен к опорному генератору I и шунтирует его своим входным сопротивлением 5, а вход сигнального канала стробоскопического преобразовател  соединен с внешними зажимами и измер емым импедансом параллельно которому включено его собственное входное сопротивление 6. Выход опорного канала подключен последовательно к уиравл ембму фазовращателю 7, щунтируемому ключом 8, к управл емому аттенюатору 9, щунтируемому ключом 10, .к моделирующему сопротивлению 11, к комплексному сопротивлению 12 уравновешивани , а также к дифференциальному усилителю 13, другой вход которого подключен к моделирующему резистору 11, а выход непосредственно и через фазовращатель 14 подключен последовательно к усилител м-ограничител м 15, 16, к стробированным, усилител м 17 активной и 18 реактивной составл ющих импеданса и к индикаторам 19, 20. Выход сигнального канала преобразовател  4 соединен с нуль-органом 21, другой вход которого подключен к моделирующему сопротивлению II, а также с входом инвертирующего усилител  22, выход которого подключен к стробированным усилител м 17, 18. Измерение импеданса осуществл етс  в два такта В первом такте измерени , называемом тактом калибровки, осуществл етс  измерение входного сопротивлени  6 сигнального канала стробоекопического преобразовател  4 и его запоминание , при этом ключи 8, 10 наход тс  в положении II. , Амплитудно-фазовые соотнощени  напр жени  ОопОпорного генератора 1, параллельно которому подключено сопротивление 5, и напр жени  Ос, выдел емого на входном сопротивлении 6 сигнального канала стробоскопического преобразовател  4,- перенос тс  на промежуточную фиксированную частоту опорного сигнала С выхода опорного канала снимаетс  напр жение Соп,, а с выхода сигнального канала снимаетс  напр жение Ос, причем Uon,Uoj,, . Измен   комплексное сопротивление 12 уравновещивани  по модулю и аргументу по нуль-органу 21 .добиваютс  равенства двух напр жений Ьм Ьс по модулю и фазе, где Омнапр жение , выдел емое на комплексном сопротивлении уравновещивани  12. Тогда комплексное сопротивление уравновешивани  будет равно выходному сопротивлению сигнального канала, так как модулирующее сопротивление I1 равно эталонному сопротивлению 2, которые нос т активный характер, а также Ooz. 0„, и (. Применение цепочки, состо щей из модулирующего резистора 11 и комплексного сопротивлени  12 уравновещивани , позвол ет смоделировать амплитудно-фазовые соотнощени , перенесенные на промежуточную частоту опорного сигнала, высокочастотных сигналов, выдел емых на эталонном резисторе 2 и входном сопротивлении сигнального канала стробоскопического преобразовател  при исключенном измер емом импедансе 3. Во втором такте осуществл етс  измерение импеданса и к внешним зажимам подключаетс  измер емый импеданс 3, а ключи 8, 10.

перевод тс  в положение I. При этом иапр жение не равно iJc,.

Измен   фазовый сдвиг фазовращателем 7 и мен   ослабление аттенюатора 9, добиваютс , как и в первом такте, равенства по нульоргану 21 напр жений , по модулю и фазе.

Вектор тока, протекающего по неизвестному импедансу, и напр жение, приложенное к нему, отражают качественную и количественную стороны неизвестного комплексного сопротивлени . Полученное напр жение, пропорциональное вектору тока, протекающего по неизвестному импедансу , поступает на ограничитель 15 и через фазовращатель 14 - на ограничитель 16. Сформированные пр .моугольные импульсы в усилител х-ограничител х типа «Меандр и сдвинутые на полпериода, стробируют входной сигнал , снимаемый с выхода инвертирующего усилител  22, в стробированном усилителе 17 активной составл ющей и стробированном усилителе 18 реактивной составл ющей. Напр жени , пропорциональные составл ющим сопротивлени , поступают на индикатор 19 активной и индикатор 20 реактивной составл ющих импеданса.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР .N 559613,

кл. G 01 R 27/26, 1971.

2. Патент США 3.284.705 324-57, 19(4.

й кинал

ВW

Измер емый иппеданс

а

.

Т

Сигна/11 н1 /и

канал