SU759987A1 - Digital meter of coplex resistance losses - Google Patents
Digital meter of coplex resistance losses Download PDFInfo
- Publication number
- SU759987A1 SU759987A1 SU782625121A SU2625121A SU759987A1 SU 759987 A1 SU759987 A1 SU 759987A1 SU 782625121 A SU782625121 A SU 782625121A SU 2625121 A SU2625121 A SU 2625121A SU 759987 A1 SU759987 A1 SU 759987A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- input
- inputs
- detectors
- outputs
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к области измерения параметров комплексных величин переменного тока.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the field of measurement of parameters of complex values of alternating current.
5five
Известны приборы для измерения параметров комплексных сопротивлений, состоящие из операционного усилителя, в прямую и обратную связь которого включены измеряемое комплексное ί сопротивление и образцовый элемент, и фазочувствительных детекторов (синфазного и квадратурного), выходные напряжения которых пропорциональны . составляющим адмитанса объекта ИЗ . 1!Known devices for measuring the parameters of complex resistance, consisting of an operational amplifier, in the direct and feedback of which are included the measured complex resistance and the sample element, and phase-sensitive detectors (in-phase and quadrature), the output voltages of which are proportional. components of the object admittance FROM. one!
Постоянные напряжения преобразуются в цифровой код с помощью аналого-цифровых преобразователей, причем для ' получения относительного параметра ’ объекта (бд& конденсатора, доброт- 21 ность катушки) используются цифровые, логометры, выходной код которых пропорционален отношению напряжений на выходах фазочувствительных детек тб^ ров. Такие устройства благодаря сво- 22 ей простоте и высокому быстродействию получили широкое распространение. Недостаток их заключается в низкой ; точности, вызываемой в основном следующими причинами: погрешностью от не- 3(Constant voltages are converted into a digital code using analog-digital converters, and to obtain the relative parameter of the object (DB & capacitor, coil Q-factor) digital, logometers are used, the output code of which is proportional to the ratio of the voltages at the outputs of the phase-sensitive detectors. Such devices due to their simplicity and high speed are widespread. Their disadvantage is low; accuracy, caused mainly by the following reasons: error from non- 3 (
22
стабильности источника питания, фазовыми сдвигами опорных напряжений ^синфазного и квадратурного детекторов ,фазовым сдвигом, вызываемым ’’нечистой'1 комплексной мерой.power supply stability, phase shifts of reference voltages of common-mode and quadrature detectors, phase shift caused by an “unclean” 1 complex measure.
Особенно трудно обеспечить стабильность фазовых сдвигов опорных напряжений и образцовой меры при работе устройства в широком диапазоне частот, чему в последнее время уделяется большое внимание.It is especially difficult to ensure the stability of phase shifts of reference voltages and an exemplary measure when operating the device in a wide frequency range, which has received much attention recently.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является преобразователь параметров конденсаторов, содержащее генератор напряжения переменного тока, подключенный ко входу преобразователя пассивной комплексной.величины в активную, состоящего из операционного усилителя, в' прямую' и обратную связь которого включены измеряемая и образцовая активная проводимость. Выход преобразователя соединен со входами синфазного и квадратурных фазовых д'етекторов [2].The closest to the proposed device is a capacitor parameter converter containing an alternating voltage generator connected to the input of a passive complex-to-converter converter active, consisting of an operational amplifier, whose 'direct' and feedback include measured and exemplary active conductivity. The output of the transducer is connected to the inputs of the in-phase and quadrature phase d 'detectors [2].
В устройстве-прототипе фазовые детекторы выполнены в виде последовательно соединенных фаэочувствительного выпрямителя и фильтра нижних частот, предназначенного для подавления, переменной состаляюадей выходногоIn the device-prototype phase detectors are made in the form of a series-connected phage-sensitive rectifier and a low-pass filter, designed for suppression, with a variable component of the output
759987759987
напряжения, содержащей частоту питания и кратные ей частоты. На опорные входы фазовых детекторов подается напряжение питания и напряжение, сдвинутое на на 90° фазовращателем. Выходы фазовых детекторов Подключаются ко входам цифрового логометра.voltage, containing the frequency of power and multiples of it frequency. The reference inputs of the phase detectors are supplied with a supply voltage and a voltage shifted by 90 ° by the phase shifter. Outputs of phase detectors Connected to the inputs of a digital logometer.
При отсутствии паразитных фазовых сдвигов опорных напряжений и при чистой активной проводимости С (или при точной компесации фазового сдвига вносимого ей) отношение напряжений на вы-; ходах фазовых'детекторов .......In the absence of parasitic phase shifts of the reference voltages and with pure active conductivity C (or when the phase shift of the phase is accurately computed), the ratio of the voltages to high ; phase 'detectors moves .......
где Кс· и к>> - коэффициенты передачи фазовых детекторов.where K s · and k >> are the transfer coefficients of phase detectors.
Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измерения потерь объектов, обусловленной влиянием фазовых сдвигов опорных напряжений фазовых детекторов и нестабильностью фазового сдвига образцовой'меры. Точность особенно низкаThe disadvantage of the known device lies in the low accuracy of measuring the loss of objects, due to the influence of the phase shifts of the reference voltages of the phase detectors and the instability of the phase shift of the reference measures. Accuracy is especially low.
при измерении объектов с малыми или.....when measuring objects with small or .....
большими потерями.big losses.
Целью изобретения является повышение точности измерения потерь объек'.та. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy of the loss of the object'ta.
Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель потерь койплексного сопротивления, содержащий последовательно соединенные генератор напряжения переменного' тока и/ преобразователь комплексного сопротив· ления в напряжение переменного тока, . выполненный на основе операционного усилителя с образцовой мерой в цепи обратной связи, ко входу которого подключен измеряемый объект, синфазный й квадратурный фазовые детекторы, •опорные входы которых непосредствен:но. и через фазовращатель соответственно соединены с выходом генератора, а также цифровой измеритель' отношения двух постоянных напряжений, выполненный в виде последовательного соединения входного переключателя, интегратора, блока сравнения, блоки совпа' дения и реверсивного счетчика, а также генератора счетных импульсов,·' выход которого соединен со вторым входом блока совпадениями блока управ ления, выходы которого связаны с управляющим входом входного переключателя и с третьим входом блока совпадения, дополнительно снабжен параметрическим модулятором, подключенным параллельно измеряемому объекту, двумя фильтрами нижних частот, двумя_______This goal is achieved by the fact that a digital measuring instrument of loss of the co-plex impedance, containing in series an alternating current voltage generator and / impedance converter into an alternating current voltage,. made on the basis of an operational amplifier with an exemplary measure in the feedback circuit, to the input of which a measured object is connected, in-phase and quadrature phase detectors, whose reference inputs are directly : but. and through a phase shifter, respectively, connected to the generator output, as well as a digital meter, the ratio of two constant voltages, made in the form of a series connection of an input switch, an integrator, a comparator, blocks of coincidence and a reversible counter, and a counting pulse generator connected to the second input of the block by a control unit coincidence, the outputs of which are connected to the control input of the input switch and to the third input of the coincidence unit, is additionally equipped with parametric a modulator connected in parallel with the measured object, two low-pass filters, two _______
фильтрами верхних частот, двумя амплитудными детекторами и двумя переключателями, а также фазочувствйтельным нуль-органом и дополнительным блоком совпадения. При этом выходы синфазного и квадратурного -фазовых детекторов через фильтры нижних’ частот подключены соответственно к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которых через амплитудные детек-1 торы подсоединены ко входам фазочувствительного нуль-органа и к выхбдамhigh-pass filters, two amplitude detectors and two switches, as well as a phase-sensitive zero-organ and an additional coincidence unit. The yields of I and Q is the phase detector through a low pass filters' frequency are respectively connected to the first inputs of the first and second switches, the second inputs of which through the amplitude detector 1 tori are connected to the inputs of a zero-phase-sensitive body and vyhbdam
г фильтров верхних частот, входы которых соединены с выходами синфазного и · квадратурного фазовых детекторов соответственно, а выход фазочувствительного нуль-органа через дополнительный блок совпадения подключен к управляюυ щему входу реверсивного счетчика, выходы переключателей подсоединены ко входам входного переключателя, а управляющие входы переключателей и второй вход дополнительного блока совпа15 дения — к блоку управления.g high-pass filters whose inputs are connected to the outputs of the in-phase and · quadrature phase detectors, respectively, and the output of the phase-sensitive null organ is connected via an additional matching unit to the control υ to the reversing counter input, the switch outputs are connected to the inputs of the input switch, and the control inputs of the switches and the second input of the additional coincidence unit is to the control unit.
Функциональная схема устройства приведена на фиг,1,временная диаграмма работы’— на фиг,2.’The functional diagram of the device is shown in FIG. 1, the timing diagram of the work ”in FIG. 2.’
20 ·20 ·
Измеритель содержит генератор 1 · напряжения переменного тока, преобразователь ^.комплексного сопротивления в напряжение переменного тока, состо-» ящий из операционного усилителя 3, коThe meter contains a generator of 1 · AC voltage, converter ^. Complex resistance to AC voltage, consisting of an operational amplifier 3, which
25 входу которого подключен измеряемый объект 4, а в обратную связь включена образцовая мера 5, параметрический модулятор б, синфазный 7 и квадратурный 8 фазовые детекторы, фазовращатель 9,25 to the input of which the measured object 4 is connected, and the model measure 5, the parametric modulator b, the in-phase 7 and the quadrature 8 phase detectors, the phase shifter 9 are included in the feedback,
30 фильтр 10 нижних частот, фильтр 1130 lowpass filter, filter 11
верхних частот, амплитудный детек- ;'· тор 12, первый переключатель 13, фильтр 14 нижних частот, фильтр 15 верхних частот, амплитудный детектор 16, вто35 переключатель 17, фаэочувствитель- ный нуль—орган 18, цифровой ннтегри-: рующий логометр 19, состоящий из последовательно соединенных входного переключателя 20, интегратора 21,блоД0 ка сравнения, трехвходового блока 23 совпадения й реверсивного счетчика 24, генератор 25 тактовых импульсов и блок 26 управления, дополнительный блок 27 совпадения,high-frequency amplitude detector; тор torus 12, first switch 13, low-pass filter 14, high-pass filter 15, amplitude detector 16, second switch 17, pha-sensitive zero — body 18, digital integrator: a logometer 19, consisting of a series-connected input switch 20, integrator 21, comparison lock, three-input coincidence block 23 and reversible counter 24, generator 25 clock pulses and control block 26, additional match block 27,
4545
Работу устройства рассмотрим на примере измерения тангенса игла потерь конденсатора (Сх ,ох ) . в обратной связи усилителя 3 - проводило мость 5ое,<т ,The operation of the device consider the example of measuring the tangent needle loss of a capacitor (C x , o x ). in the feedback of the amplifier 3 - conducted a bridge of 5 o e , <t ,
Генератор 1 синусоидального напряжения с частотой ώ питает преобразователь 2, При этом-на выходах син55. фазного" 7 и квадратурного 8 фазовыхA sinusoidal voltage generator 1 with frequency ώ feeds converter 2, At the same time, at the outputs of syn55. phase "7 and quadrature 8 phase
[детекторов при отсутствии'параметри-. ческой модуляции появляются по.стоянные напряжения. Модулятор б[detectors in the absence of 'parameter-. constant modulation appear. Modulator b
/осуществляет периодическую с час¢0 : тотой 51 бэ симметричную модуляцию емкост,ной составляющей объекта, попеременно, .подключая параллельно объекту .' 'положительную1'*+СМ и ’'отрицательную'' ем¢5 кость - -См. При этом на выходе фазо5 759987 6/ performs a periodic with hour ¢ 0: totoi 51 b symmetric modulation of the capacitance component of the object, alternately, connecting parallel to the object. ''positive 1 ' * + С М and '' negative '' eat ¢ 5 bone - -С м . At the same time, at the output of phase5 759987 6
вых детекторов появляется напряжение, показанное на фиг.2, гдеthe output of the detectors appears voltage, shown in figure 2, where
ис+=ксиин+у)|соевand c + = c with and and n + y) | soy
ис_=кси„ (ι+у)|соз θand with _ = k with and „(ι + y) | cos θ
И К-* 4 η ΘAnd K- * 4 η Θ
0х 0 x
с’г *5<п8с 4Ос'г * 5 <п8 с 4 О
κα^ + οο5θκ·κα ^ + οο5θ κ ·
са(Сх *СдЛ1sa (C x * SdL1
% -Ί% -Ί
ьЯСх+СмУ|nyas x + s m y |
Оо ] £д(Ск-См11Oo] £ d (C to -C m 11
на вход счетчика и начинается третий такт.at the input of the counter and the third cycle begins.
Как известно, число импульсов/ зафиксированное счетчиком к концу дторрго такта, равно 'As is known, the number of pulses / recorded by the counter at the end of the second cycle is equal to '
5 , ίβθ0 5, ίβθ 0
Н -и ц° -к"кс со5бФ °-ОДN - and t ° ° - to " to with so5b F ° -OD
° ’ ик~ К« <*>евк ’ 1-ί£θκί£$'1β? >° ' and k ~ K «<*> ev k ' 1-ί £ θ κ ί £ $ ' 1 β? >
где Кя - коэффициент пропорциональ10 - ности.where K i is the coefficient of proportionality.
1515
Фильтры 10 и 14 нижних частот, подавляя переменную составляющую выходного напряжения частоты модуляции, выделяют постоянные составляющие напряжений- и7 и и8 , равные 0σ и ϋκ соответственно . На выходе же фильтров верхних частот образуются переменные напряжения ии~ и и<5~с частотой 51 и амплитудамиFilters 10 and 14 of the lower frequencies, suppressing the variable component of the output voltage of the modulation frequency, produce constant components of voltages - and 7 and 8 , equal to 0 σ and κ, respectively. At the output of the high-pass filters, alternating voltages and and ~ and and <5 ~ are formed with a frequency of 51 and amplitudes
2020
2525
ц,5.11 КкΜηΙ,сое c, 5 . 11 KkΜηΙ , soy
Йапряжения и и,5 детектируют·^ ся амплитудными детекторами 12 и 16, на выходах которых образуются постоянные напряженияY and y, 5 detektiruyutsya · ^ Xia amplitude detectors 12 and 16, the outputs of which form a constant voltage
* г** g *
Ч|2~ ^вд^с^н ϊ’ 4а<п0с |H | 2 ~ ^ vd ^ s ^ n ϊ '4а <п0 с |
• и 16' *оЛин Н*У)^СО5©к,• and 16 '* ОЛ and н Н * У) ^ СО5 © to,
;где Кад - коэффициент передачи амплитудных детекторов,where K hell - the transmission coefficient of the amplitude detectors,
Фаэочувствительный нуль-орган 18 вырабатывает сигнал, Определяемый; знак сил фазы напряжения относительно фазы напряжения (Чз- (т,.е. знаком з!п $с ),.НапряженияA pha-sensitive zero-body 18 generates a signal that is detectable; the sign of the voltage phase forces relative to the voltage phase (Fs- (t, i.e. sign z! n $ s ),. Voltage
через переключатели ГЗ и 17 поступают на входы цифрового интегрирующего логометра 19.through the switches GZ and 17 are fed to the inputs of the digital integrating logometer 19.
30thirty
3535
В начале,третьего такта переключатель 20 переводится в положение а, а переключатели 13 и 17 - в положение б. Затем в течение времени То производится заряд интегратора?At the beginning of the third cycle, the switch 20 is shifted to the position a, and the switches 13 and 17 to the position b. Then, during the time T o, is the integrator charged?
21 напряжением и12 , В начале четвертого такта (по истечении времени То ) переключателе-.20 переводится в положение б и одновременно блок управления через блок 23 совпадения разрешает прохождение импульсов от тактового генератора 25 на счетный вход реверсивного счетчика 24 и через дополнительный блок 27 совпадения разрешает прохождение потенциала с выхода фаэочувствительного :нуль-органа на управляющий вход.реверсивного счетчика 24, который', таким образом, устанавливается, в зависимости фазы напряжения (знака21 and 12 , at the beginning of the fourth cycle (after the time T o ) switch -20 is switched to position b and at the same time the control unit through the block 23 matches allows the passage of pulses from the clock generator 25 to the counting input of the reversible counter 24 and through the additional block 27 coincidence allows the passage of potential from the output of the photoelectric sensitive: a zero-body to the control input.reverse counter 24, which is thus established depending on the voltage phase (the sign
είη вс ) в режим сложения или вычитания, В четвертом такте интегратор 21 разряжается напряжением 0 "είη in c ) in addition or subtraction mode. In the fourth cycle, the integrator 21 is discharged with a voltage of 0 "
Процесс измерения-заканчивается после разряда интегратора до нуля, фиксируемого блоком 22 сравнения.The measurement process ends when the integrator is discharged to zero, fixed by the comparison unit 22.
Число импульсов, дополнительно поступившее на счетчик в четвертом такте, равноThe number of pulses, additionally received on the counter in the fourth cycle, is equal to
40 Н.ц -кпкс ΙβΐηβοΙ40 N. C - to p to with сβΙηβοΙ
П 4(6 кЦ СОЭ θχ 45 P 4 (6 to C ESR θχ 45
кк to to
соаОс соа Θκ coaOc coa Θ κ
угг общее число импульсов в счетчикеugg total number of pulses in the meter
Процесс измерения состоит из че- тырех тактов (см. фиг.2). в начале1-го такта переключатели 13, 17/ иThe measurement process consists of four cycles (see figure 2). at the beginning of the 1st cycle switches 13, 17 / and
.20 находятся в положении а. При этом интегратор 21 в течение времени . заряжается напряжением ий .По истечении времени То. .блок 26 управления переводит переключатель' 20 в положение б, одновременно через блок ' 23 .совпадения, разрешая прохождение сдетчика 24, установленного в режим суммирования. Интегратор.20 are in position a. In this case, the integrator 21 over time. it is charged with voltage and d . After the time T o . The control unit 26 switches the switch '20 to the position b, simultaneously through the block' 23 coincidence, allowing passage of the assistant 24 set to the summation mode. Integrator
' импульсов от тактового генератора'pulses from the clock generator
25, на счетный вход реверсивного25, to the counting input reversing
21 при этом разряжается напряжением21 at the same time discharged voltage
-,ик .В момент разряда конденсатора-, and to . At the time of discharge of the capacitor
£до нуля срабатывает блок 22 сравнения, запрещая прохождение импульсов£ to zero triggered unit 22 comparison, prohibiting the passage of pulses
50 Ν-Νο-Ν4δί§π е<§пбс*50 Ν-Ν ο -Ν 4 δί§π e <§пб с *
соавс ί *ЪйБ “ «к совОк Ιΐ-Ι^βχί^8 soav with ί * йБ «« to ssoO to Ιΐ-Ι ^ βχί ^ 8
соавс .So.
Кк соз9к‘K to cos9 k '
Погрешность измерения сд £ в этом случаеThe measurement error of cd £ in this case
77
759987759987
8eight
что при малых ίξδ 1/8} существенно лучше, чем в исходном, некоррек тируемом преобразователе.that for small ίξδ 1/8} is significantly better than in the original, uncorrected transducer.
Отметим, что в выражение для Ед 8 не входит величина См . Это означает, что к точности и стабильности ее 5 не предъявляется особых требований.Note that the expression for Ed 8 does not include the value of C m . This means that there are no special requirements for its accuracy and stability.
Устройство применимо для измерения потерь любых объектов (индуктивных, емкостных, резисторов с паразитными еМКОСТЯМИ ИЛИ ИНДУКТИВНОСТЯМИ), причем объект и образцовая мера в преобразователе могут быть переменены местами, Структура устройства остается такой же. Единственное ' требование заключается в том, что для эффективности повышения точности ’5 должна 'осуществляться параметрическая модуляция преобладающей по абсолютной величине составляющей комплексной величины.The device is applicable for measuring the loss of any objects (inductive, capacitive, resistors with parasitic capacitances or inductances), and the object and the model measure in the converter can be reversed. The structure of the device remains the same. The only requirement is that, in order to increase the accuracy of the “ 5 ”, a parametric modulation of the dominant component of the complex value should be carried out.
По сравнению с известными устройст- 20 вами предлагаемое позволяет измерять с высокой точностью потери комплексных сопротивлений переменного тока (Ед 8 добротность), особенно объекты с малыми и большими потерями. Пони- . 25 женные требования к стабильности фазовых сдвигов - опорных напряжений фазовых детекторов и фазового сдвига образцовой меры позволяет, обеспечить устойчивость измерите- 30Compared with the known devices, the proposed one allows to measure the loss of alternating current (Un 8 Q) with high accuracy, especially objects with small and large losses. Understand The 25 requirements for the stability of phase shifts — the reference voltages of the phase detectors and the phase shift of an exemplary measure allow us to ensure the stability of the measured 30
ля (устойчивость операционного усилителя) и дают возможность использовать устройство для измерения потерь объектов в широком непрерывном диапазоне частот. 35For (the stability of the operational amplifier) and provide an opportunity to use the device to measure the loss of objects in a wide continuous frequency range. 35
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (en) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Digital meter of coplex resistance losses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (en) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Digital meter of coplex resistance losses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU759987A1 true SU759987A1 (en) | 1980-08-30 |
Family
ID=20768684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (en) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Digital meter of coplex resistance losses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU759987A1 (en) |
-
1978
- 1978-06-08 SU SU782625121A patent/SU759987A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS60220875A (en) | Evaluating circuit for passive measured quantity detector | |
JPS62175620A (en) | Electromagnetic flowmeter | |
KR20020065631A (en) | Method and apparatus for active isolation in inductive loop detectors | |
SU759987A1 (en) | Digital meter of coplex resistance losses | |
US3840805A (en) | Device for measuring parameters of resonant lc-circuit | |
SU748286A1 (en) | All-purpose meter of capacitance and conductivity of capacitors, inductance and resistance of inductance coil | |
GB2093292A (en) | Apparatus and methods for analogue-to-digital conversion and for deriving in-phase and quadrature components of voltage and current in an impedance | |
RU2754203C1 (en) | Acceleration measuring device | |
RU2272298C1 (en) | Capacity transformer of movements | |
SU800651A1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
SU1756834A1 (en) | Two-element two-terminal network parameter uniwersal meter | |
SU1370460A1 (en) | Voltage instrument transducer of variable relactance pickups | |
SU788036A1 (en) | Rlc-parameters digital meter | |
SU605093A1 (en) | Electromagnetic rate-of-flow meter with prequency output | |
SU1645920A1 (en) | Capacitance converter | |
SU756315A1 (en) | Capacitive measuring device | |
SU1576872A1 (en) | Converter of parameters of three-element resonance passive two-terminal networks | |
SU679896A1 (en) | Device for measuring inductivity and q-factor of inductance coils | |
SU1140058A1 (en) | Clr parameter meter | |
JPS61292731A (en) | Coordinate detector | |
SU1736936A1 (en) | Device for measuring conductivity of liquids | |
RU2020745C1 (en) | Nonelectric-quantity-to-digital-code converter | |
RU2100813C1 (en) | Method for measurement of resistance, inductance and capacity | |
KR0184894B1 (en) | L.c measuring method by phase difference measurement | |
SU1218410A1 (en) | Device for counting moving objects |