Claims (2)
Изооретёние относитс к измерительной технике, а именно к области измерени параметров электрических цепей и может быть использовано дл измерений резонансной частоты, и добротности колебательных контуров, а также дл измерени электрических и незлектрических величин путем вклю чени датчика в колебательный контур и измерени его добротности. Особенно ошрокое применение предлагаемо изобретение может найти в цифровой измерительной технике, так как выход ной сигнал прибора представлен в циф ровой форме. Известен измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности , который содержит генератор на пр жени переменного тока, соединенный через масштабирующий элемент с одним из зажимов, дл подключени . объекта измерени , другой зажим, дл подключени объекта измерени соединен со входом измерительного операционного усилител с образцовым элементом в цепи параллельной -обратной св зи, а выход измерительного операционного усилител - через, образцовый конденсатор соединен со входе, опорного операционного- усилител с образцовым элементом В цепи параллельной обратной св зи, три фазовыз( детектора, три фильтра, низкой частоты , три ключа и лагометр (например, цифровой, интегрирующий вольтметр) ll Недостатком известного устройства вл етс то, что при большом отличии измер емой.добротности, о добротности образцового элемента резко снижаетс точность измерени , что обусловливает узкий диапазон известного устройства. Наиболее близким .по технической сущности к изобретению вл етс Q-метр, содержащий последовательно соединенные генератор высокочастотных -колебаний, усилитель напр жени , усилитель мощнрсти, усилитель тока. фазовый детектор, второй усилитель тока и отсчетно-регистрирующее устройство , причем к выходу усилител мощности параллельно подключен исследуемый колебательный контур и конденсатор переменной емкости. Q метр реагирует на изменение активно составл ющей сопротивлени . Реактив на составл юща комплексного сопро тивлени компенсируетс с помощью конденсатора переменной емкости настройкой контура в резонансе 2 Недостатком известного Q метра йл етс низка точность, обусловле на большими ошибками, неизбежными при настройке контура в резонанс с помощью подстроечной емкости по стрелочному прибору, снижением чувствительност-и за счет подстроечной емкости, включаемой в контур дл настройки его в резонанс. .Цель изобретени - повышение точ ности измерител . Поставленна цель достигаетс те что в измеритель, содержащий перестраиваемый генератор и фазовый детектор , введены а.ттенюатор-ограничитель , фазосдвигающа цепь, дополнительный аттенюатор-ограничитель, фильтр нижних частот, компаратор нул , компаратор уровн , блок опорного напр жени , коммутатор, интегратор , блок управлени , частотомер и вычислительное устройство, причем выход перестраиваемого генератора через аттенюатор-ограничитель соеди нен с фазосдвигающей цепью и с входом фазового детектора, другой вход соединен с выходом дополнительного аттенюатора-ограничител . Выход последнего и выход фазосдвигающей цепи соответственно соединены :с зажимами дл подключени исследуемого резонансного контура, а выход фазового детектора через фильтр нижних частот соединен с входами компаратора нул , компаратора уровн и ком мутатора, выход которого через интегратор соединен с управл ющим вх дом перестраиваемого генератора, др гой вход компаратора нул соединен с нулевой шиной, а другой вход компаратора уровн и другой вход комму татора подключены к выходу блока оп него напр жени , выходы обоих ком- параторов подключены к входам блока управлени , выходы которого соединены с управл ющим входом коммутато и с входом внешнего запуска частото 74 мера, вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход соединен с входом вычислительного устройства. На чертеже приведена структурна электрическа схема измерител резонансной частоты и добротности. Измеритель резонансной частоты и добротности содержит пepecтpaивae SlШ генератор 1, соединенный через атте{1юатор-ограничитель 2 с фазосдвигающей цепью 3 и с фазовым детектором 4, второй вход которого подключен к выходу дополнительного аттенюатораограничител 5, выход фазового детектора 4 соединен через фильтр 6 нижних частот со входами компаратора 7 нул , комйаратора 8 уровн , коммутатора 9 , выход которого через интегратор 10 соединен с управл ющим входом перестраиваемого генератора 1 , другой вход компаратора 7 нул соединен с нулевой шиной, другой вход компаратора b уровн и Д1)угой вход коммутатора 9 соединены с выходом блока 1I опорного напр жени , выходы компаратора 7 нул и компаратора 8 уровн подключены к входам блока 12 управлени , выходы которого соединены с управл ющим входом коммутатора 9 и с входом внешнего запуска частотомера 13, счетный вход которого подключен к выходу перестраиваемого генератора 1, а выход соединен со входом вычислительного устройства 14, исследуемый резонансныйконтур 15. Измеритель резонансной частоты и .добротности работает следующим образом . Исследуемый резонансный контур 15 включают между выходом фазосдвигающей цепи 3 и входом дополнительного аттенюатора-ограничител 5, фазосдви гающа цепь 3 производит сдвиг фазы на 90°, обеспечивающий вывод рабочей точки фазового детектора 4 на линейный участок рабочей характеристики. При неравенстве частоты перестраиваемого генератора 1 резонансной частоте исследуемого резонансного контура 15 происходит сдвиг фазы сигнала перестраиваемого генератора 1. Этот сдвиг фазы с помощью фазового детектора 4 и фильтра 6 нижних частот преобразуетс в посто нное напр жение, которое через коммутатор 9 и интегратор 10 измен ет частоту в перестраиваемом генераторе 1 таким образом, чтобы она стала равна резонансной частоте исследуемого резонансного ко тура 15. При равенстве частоты перестраиваемого генератора 1 и резонанс ной частоты исследуемого резонансного контура 15 посто нное напр жение на выходе фазового детектора 4 стано витс равным нулю. В этот момент срабатывает компаратор 7 нул , который через блок 12 управлени с помощью коммутатора 9 отсоедин ет интегратор 10 от выхода фильтра 6 нижних частот и запускает частотомер 13, на который поступает подстроенна частота перестраиваемого генератора 1, котора равна резонансной час тоте исследуемого резона.нсного контура 15. Значение резонансной частоты с вы хода частотомера 13 вводитс в вычислительное устройство 14. При измере нии добротности блок 12 управлени подключает к интегратору 10 блок 11 опорного напр жени , значение которо го равно 0,707иф ахДп определени ифо- лп необходимо закоротить фазосдвигающую цепь 3 и исследуемый резонансный контур 15. Тогда на входах фазового детектора 4 действует максимальный сигнал, а напр жение на выходе фазового детектора 4 есть 1)фо.уу,с,у. При этом частота перестраиваемого генератора 1 уходит от резонанса, вследствие чего по вл етс сдвиг фаз между сигналами на контуре и на выхо де перестраиваемого генератора 1. Эт сдвиг фаз с помощью фазового детектора 4 и фильтра 6 нижних частот пре образуетс в посто нное напр жение, подаваемое на компаратор 8 уровн , где оно сравниваетс со значением, равным 0,707 ,j,,y. При равенстве указанных напр жени срабатывает компаратор 8 .уровн и через блок 12 управлени отсоедин ет с помощью коммутатора 9 блок 11 бпор- кого напр жени от интегратора 10 и запускает частотомер 13, на-счетный вход которого поступает измен ема частота перестраиваемого генератора 1. С частотомера 13 значение измен емой частоты перестраиваемого генератора 1 в виде кода вводитс в вычислительное устройство 14, которое вычисл ет добротность по формуле fo К где f. - резонансна частота исследуемого резонансного контура 15, f. - частота, соответствуюпда 0,707 (if YYtCty. Q - добротность исследуемого резонансного контура 15. Формула изобретени Измеритель резонансной частоты и добротности контура, -содержащий перестраиваемый генератор и фазовый детектор , . отлича;ющийс тем, что, с целью повышени точности, в него введены аттенюатор- ограничи- тель, фазосдвигающа цепь, дополнительный аттенюатор-ограничитель, фильтр нижних частот, компаратор ну- л , компаратор уровн , блок опорного напр жени , коммутатор, интегратор , блок управлени , частотомер и вычислительное устройство, причем выход перестраиваемого генератора через аттенюатор-ограничитель соединен со входом фазосдвигающей цепи и с входом фазового детектора, другой вход которого соединен с выходом дополнительного аттенюатора-ограничител , вход последнего и выход фазосдвигающей цепи,.соответственно соединены с зажимами дл подключени исследуемого резонансного контура, а выход фазового- детектора соединен через фильтр нижних частот с входами компаратора нул , компаратора уровн и коммутатора, выход которого через интегратор соединен с управл ннцим входом перестраиваемого Генератора, другой вход-компаратора . нул подключен к нулевой шине, другой вход компаратора уровн и другой вход коммутатора соединены с выходами блока опорного напр жени , выходы обоих компараторов подключены . к входам блока управлени , выходы которого соединены с управл нмцим входом коммутатора и с входом внешнего запуска чаЬтотомера , счетный вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора , а выход - с входом вычислительного устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № d79896, кл. ло R 27/26, 1978. Isotophene is related to measuring equipment, namely, to the field of measuring electrical circuit parameters, and can be used to measure the resonant frequency and quality of the oscillating circuits, as well as to measure electrical and non-electrical quantities by including the sensor in an oscillating circuit and measuring its quality. In particular, the invention can be found in digital measurement technology, since the output signal of the device is represented in digital form. A known inductance and Q-factor of the inductors, which contains a generator for alternating current, connected via a scaling element to one of the terminals, for connection. the object of measurement, another terminal for connecting the object of measurement is connected to the input of the measuring operational amplifier with the sample element in the parallel-feedback circuit, and the output of the measuring operational amplifier through the reference capacitor is connected to the input of the reference operational amplifier with the exemplary element B of the circuit parallel feedback, three phases (detector, three filters, low frequency, three keys and a lagometer (for example, digital, integrating voltmeter) ll. A disadvantage of the known device is Since, with a large difference in the measured Q-factor, the quality factor of the model element, the measurement accuracy decreases dramatically, which causes a narrow range of the known device. The closest technical essence to the invention is a Q-meter containing a series-connected high-frequency oscillator, voltage amplifier, power amplifier, current amplifier, phase detector, second current amplifier, and reading / recording device, with the power amplifier being connected to the output in parallel to examine oscillating circuit and variable capacitor. The Q meter responds to a change in the active component of the resistance. The reagent on the component of complex resistance is compensated by a variable capacitor by setting the circuit at resonance 2 The disadvantage of the known Q meter is low accuracy, due to large errors that are inevitable when adjusting the circuit to resonance using a trimmer for the switch equipment, a decrease in sensitivity due to the trimmer included in the circuit to adjust it to resonance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the meter. The goal is achieved by introducing a.ttenuator-limiter, phase-shifting circuit, additional attenuator-limiter, low pass filter, comparator zero, level comparator, reference block, switch, integrator, block into the meter that contains a tunable generator and phase detector. control, frequency meter and computing device, with the output of a tunable generator through an attenuator-limiter connected to the phase-shifting circuit and to the input of the phase detector, the other input is connected to the output For more attenuator terminator. The output of the latter and the output of the phase-shifting circuit are respectively connected: with clamps for connecting the resonant circuit under study, and the output of the phase detector through a low-pass filter is connected to the inputs of a comparator zero, a level comparator and a switch, the output of which through an integrator is connected to a control input of a tunable generator, The other input of the comparator zero is connected to the zero bus, and the other input of the level comparator and the other input of the commutator are connected to the output of the voltage block, the outputs of both comparator They are connected to the inputs of the control unit, the outputs of which are connected to the control input of the switchboard and to the external start input frequency 74 measure, the input of which is connected to the output of a tunable generator, and the output is connected to the input of the computing device. The drawing shows a structural electrical circuit measuring the resonant frequency and quality factor. The resonant frequency and quality factor meter contains an SlS generator, 1 connected through an {{curator-limiter 2) attribute to the phase-shifting circuit 3 and to a phase detector 4, the second input of which is connected to the output of an additional attenuator of the limiter 5, the output of the phase detector 4 is connected via a low-pass filter 6 the inputs of the comparator 7 zero, the switch 8 level, the switch 9, the output of which through the integrator 10 is connected to the control input of the tunable generator 1, another input of the comparator 7 zero is connected to the zero bus, the other input of the comparator b level and D1) the right input of the switch 9 is connected to the output of the reference voltage block 1I, the outputs of the comparator 7 zero and the level 8 comparator are connected to the inputs of the control block 12 whose outputs are connected to the control input of the switch 9 and to the external start input the frequency meter 13, the counting input of which is connected to the output of the tunable generator 1, and the output connected to the input of the computing device 14, the resonant circuit 15 under study. The resonant frequency and Q-meter meter works as follows. The resonant circuit 15 under study is connected between the output of the phase-shifting circuit 3 and the input of the additional attenuator-limiter 5, the phase-shifting circuit 3 produces a phase shift of 90 °, which ensures that the operating point of the phase detector 4 is output to the linear portion of the operating characteristic. When the frequency of the tunable oscillator 1 does not equal the resonant frequency of the resonant circuit 15 under study, the phase shift of the tunable oscillator 1 signal occurs. This phase shift with the help of the phase detector 4 and the low-pass filter 6 is converted into a constant voltage, which through the switch 9 and the integrator 10 changes the frequency in tunable generator 1 so that it becomes equal to the resonant frequency of the resonant coke under study 15. With the frequency of the tunable oscillator 1 and the resonant hour Ota investigated resonant circuit 15 a DC voltage at the output of the phase detector 4 Stano Vits zero. At this moment, the comparator 7 is triggered, which, via control unit 12, switches the integrator 10 off the low-pass filter 6 via switch 9 and starts the frequency meter 13, to which the tuned oscillator frequency 1, which is equal to the resonant frequency of the resonance under test, arrives. circuit 15. The resonant frequency with the output of the frequency meter 13 is input into the computing device 14. When measuring the quality factor, the control unit 12 connects to the integrator 10 the reference voltage unit 11, the value of which It is equal to 0.707if AxDp definition ifolp it is necessary to short the phase-shifting circuit 3 and the resonant circuit 15 under study. Then the maximum signal acts on the inputs of the phase detector 4, and the output voltage of the phase detector 4 is 1) fo.yy, s, y. In this case, the frequency of tunable oscillator 1 goes away from resonance, as a result of which a phase shift appears between the signals on the loop and at the output of tunable oscillator 1. This phase shift is transformed into a constant voltage by means of a phase detector 4 and a low-pass filter 6. supplied to a level 8 comparator, where it is compared with a value of 0.707, j ,, y. When the indicated voltages are equal, the comparator 8.level is triggered and through the control unit 12 disconnects via the switch 9 the block 11 of the voltage from the integrator 10 and starts the frequency meter 13, on the counting input of which the variable frequency of the tunable generator 1 arrives. The frequency meter 13 is the variable frequency value of the tunable generator 1 in the form of a code is entered into the computing device 14, which calculates the quality factor using the formula fo K where f. - the resonant frequency of the studied resonant circuit 15, f. - frequency, corresponding to 0.707 (if YYtCty. Q - quality factor of the resonant circuit under investigation 15. Claim of the invention Resonance frequency and Q-factor meter, -containing a tunable generator and phase detector, that differs; in order to improve the accuracy, attenuator, limiter, phase-shifting circuit, additional attenuator-limiter, low pass filter, zero comparator, level comparator, reference voltage unit, switch, integrator, control unit, frequency meter and computing device The output of the tunable generator is connected via an attenuator-limiter to the input of the phase-shifting circuit and to the input of the phase detector, another input of which is connected to the output of the additional attenuator-suppressor, the input of the latter and the output of the phase-shifting circuit, respectively, are connected to the terminals for connecting the resonant circuit under study, and the output of the phase-detector is connected via a low-pass filter to the inputs of a comparator zero, a level comparator and a switch, the output of which through an integrator is connected to a control This is the input of a tunable Generator, another input comparator. the zero is connected to the zero bus, the other input of the level comparator and the other input of the switch are connected to the outputs of the reference voltage block, the outputs of both comparators are connected. to the inputs of the control unit, the outputs of which are connected to the control input of the switch and to the external trigger input of the meter, the counting input of which is connected to the output of the tunable generator, and the output to the input of the computing device. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. d79896, cl. Lo R 27/26, 1978.
2.Арш Э.И. Автогенераторные измерени . М., Энерги 4 1976, с.103, рис. 3-14 (прототип).2.Arsh E.I. Oscillator measurements. M., Energia 4 1976, p.103, fig. 3-14 (prototype).