(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЬК СОПРОТИВЛЕНИЙ АКТИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ(54) METER OF COMPLEX RESISTANCE OF ACTIVE TWO-POLES
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и можрт быть использовано в электро- и радиотехнике, электрохимии, биологии, и других облас т х дл определени комплексных сопро тивлений активных и пассивных электрических двухполюсников. Известен измеритель комплексных сопротивлений активных двухполюсников содержащий источник синусоидального н пр жени , блок фазочувствительных детекторов и измерительный преобразователь напр жени в ток, состо щий из замкнутых в кольцо первого сумматора, образцового резистора,первого повторител напр жени и фазоинвертора fl . Недостатком этого измерител вл етс то, что вследствие конечной величины выходного сопротивлени при подключении исследуемого объекта, имекхщего начальную разность потенциалов, протекает ток, вызывающий нежелательную пол ризацию объекта и нарушение его начальных условий, что снижает точность измерений. Цель изобретени - повышение точности измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что в измерителе комплексных сопротивлений активных двухполюсников, содержащий источник синусоидального напр жени , блок фазочувствительных детекторов и преобразователь напр жени в ток, состо щий из замкнутых в кольцо пе| вого сумматора, образцового резистора, первого повторител напр жени и фазоинвертора , введены -цепь, коммутатор , регулируемый источник посто нного напр жетш , второй повторитель напр жени и второй сумматор, выход преобразовател напр жени в ток через RC -цепь и коммутатор подключен к регулируемому источнику посто нного напр жени и к входным зажимам исслёцуемого объекта, а к выходу коммутатора через второй повторитель напр жени подсоединен блок фааочувствительных детекторов и один из входов второго сумматора , второй вход которого соединен с фазоиивертором, а выход - с одним из входов первого сумматора. На чертеже приведена структурна электрическа схема измерител комплексных сопротивлений. Измеритель содержит преобразовател 1 напр жени в ток, состо щий из замThe invention relates to electrical measuring technique and can be used in electrical and radio engineering, electrochemistry, biology, and other areas for determining the complex resistances of active and passive electric bipolar circuits. A complex impedance meter for active two-pole devices is known, which contains a sinusoidal voltage source, a phase-sensitive detector unit, and a voltage-to-current measuring transducer, consisting of a closed-loop first adder, an exemplary resistor, a first voltage follower, and a phase inverter fl. The disadvantage of this meter is that due to the final value of the output impedance, when an object under investigation, having an initial potential difference, is connected, a current flows causing an undesirable polarization of the object and a violation of its initial conditions, which reduces the measurement accuracy. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in the measuring device of the complex impedances of active two-terminal networks, there is a sinusoidal voltage source, a phase-sensitive detector unit and a voltage-to-current converter, consisting of ring-closed ne | adder, reference resistor, first voltage repeater and phase inverter, -chain, switch, adjustable constant-voltage source, second voltage repeater and second adder, output voltage to current converter via RC-circuit and the switch is connected to an adjustable source constant voltage and to the input terminals of the object under study, and to the switch output through the second voltage repeater is connected the unit of the pha-sensitive detectors and one of the inputs of the second adder, the second input orogo fazoiivertorom connected, and an output - to one of the inputs of the first adder. The drawing shows a structural electrical circuit for measuring the complex resistances. The meter contains a voltage-to-current converter 1 consisting of a clamp
нутых в кольцо первого сумматора 2, вы- ю нием: полненного на операционном усилителе 3 с резисторами 4-7 соответственно пр мой и обратной съ з . с номинальными значени ми сопротивлений it образцового резистора 8 с номинальным значением сопротивлени - Rg , первого повторител 9 напр жени и фазоинвертора 10; источник 11 синусоидального напр жени , RC -цепь,образованную параллельно включенными резистором 12 с номинальным значением сопротивлени . конденсатором 13, коммутатор 14 регулируемый источник 15 посто нного напр жени , второй повторитель 16 напр жени , подключенный к блоку 17 фазо чувствительных детекторов и одному из входов второго сумматора 18 и исследуе мого объекта 19. Измеритель работает следующим образом . Напр жение U источника 11 синусоидального напр жени преобразуетс в ток, протекающий через образцовый резистор 8 и исследуемый объект 19 и равный. , т --II f V . и не завис щий от значений комплексного сопротивлени RC ыепи и комплексного сопротивлени 2 исследуемого объекта 19. Напр жещге U o IgZ 4p™ ®® ° ° исследуемого объекта, через повторитель напр жени 16 поступает в блок 17 фазочувствнтельных детекторов, где оно раз дел етс на активную и реактивную составл ющие , нормируемые в единицах сопротивленн . При подключении активного двухполюов ка к известному измерителю из-за ко1ЮЧНОЙ величины его выходного сопротивлени Кип через двухполюсник протекае ток пол ризации , где R.p - сопротивление исследуемого объекта посто нному току; - значение ЭДС исследуемого объекта; 5 .Ib. . ип ,| эдесь -г - единичный коэффициент передачи преобразовател напр жени в ток. Наличие тока пол ризации и приводит к нежелательному измененшо начальных условий исследуемого объекта . В предлагаемом измерителе комплексных сопротивлений значение тока пол ризации определ етс следующим выраже V в - ) 1a/0-5 2 где К 2 - единичный коэффициент пе|зедачи дополнительной петли обратной св зи образованной повторителем 16 напр жени , первым и вторым сумматорами. Из этого выражени видно, что, при вьшолнении услови К,/ ,значение тока пол ризации существенно меньше по сравнению с током Вьшолнение указанного услови и обеспечение {заботосп особ нести из fepитeл по переменному току достигаетс путем шу - кР вани резистора 12 конденсатором 13, Формула к 3 об р е т е н и Измеритель комплексньк сонротивлений активных двухполюс11шсов, содержащий источник синусоидального напр жени , блок фазочувствительных детекторов и преобразователь напр жени в ток, состо щий из замкнутых в кольцо первого сумматора, образцового резистора, первого повторител напр жени и фазоинвертора , о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повь1шени точности измерегшй , в него введены КС -цепь, коммутатор , регулируe f ьШ истЬчник посто нного напр жени , второй повторитель напр жени и второй сумматор, выход преобразовател напр жени в ток через RC -цепь и коммутатор подключен к регулируемому источнику посто нного напр жени и к входным зажимам исследуемого объекта, а к выходу коммутатора через второй повторитель напр жени подсоединен блок фазочувствительных детекторов и один из входов второго сумматора, второй вход которого соединен с фазоинвертором, а выход - с одним из входов первого сумматора. Источники информации, прин тые во вшмание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 45102О, кл. Q О1 Я 27/02, 05.03.74. (прототип).connected to the ring of the first adder 2, the output: filled on the operational amplifier 3 with resistors 4–7, respectively, forward and backward. with nominal values of the resistances it of the reference resistor 8 with a nominal value of resistance - Rg, the first voltage follower 9 and the phase inverter 10; a sinusoidal voltage source 11, an RC circuit formed by a resistor 12 connected in parallel with a nominal resistance value. a capacitor 13, a switch 14, an adjustable constant voltage source 15, a second voltage follower 16 connected to a unit 17 of phase sensitive detectors, and one of the inputs of the second adder 18 and the object under study 19. The meter operates as follows. The voltage U of the source 11 of the sinusoidal voltage is converted into a current flowing through the reference resistor 8 and the object under study 19 and equal to. , t - II f v. and independent of the values of the RC impedance and the impedance 2 of the test object 19. The voltage U o IgZ 4p ™ ® ° ° of the test object through the voltage follower 16 enters the phase-sensitive detectors 17, where it divides active and reactive components, normalized in units of resistance. When an active two-pole is connected to a well-known meter, due to the coherent value of its output resistance Kip through a two-pole polarization current, where R.p is the resistance of the object under study to direct current; - the value of the EMF of the object; 5 .Ib. . un, | Here, g is the unit voltage gain of the voltage-to-current converter. The presence of a polarization current leads to an undesirable change in the initial conditions of the object under study. In the proposed impedance meter, the value of the polarization current is determined by the following expression V in -) 1a / 0-5 2 where K 2 is the unit transfer factor of the additional feedback loop formed by the voltage follower 16, the first and second adders. From this expression it can be seen that, if the conditions K, / are fulfilled, the value of the polarization current is significantly less compared to the current. The fulfillment of the specified condition and the provision of care of the alternating current is achieved by shunting the resistor 12 with a capacitor 13, Formula K 3 rev and Meter of complex active resistance two-poles, containing a source of sinusoidal voltage, a block of phase-sensitive detectors and a converter of voltage to current, consisting of closed in the ring of the first total An oracle, an exemplary resistor, a first voltage follower and a phase inverter, are used so that, in order to improve the accuracy of the measurement, a CS circuit, a switch, and a constant voltage source are introduced into it. the second voltage follower and the second adder; the output of the voltage to current converter is via an RC circuit and the switch is connected to an adjustable source of constant voltage and to the input terminals of the object under study, and a phase sensor is connected to the switch output via a second voltage follower one of the inputs of the second adder, the second input of which is connected to the phase inverter, and the output to one of the inputs of the first adder. Sources of information taken into consideration during the examination 1. USSR author's certificate No. 45102О, cl. Q O1 I 27/02, 03/05/74. (prototype).