SU935825A1 - Измеритель добротности катушек индуктивности - Google Patents

Description

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и контрол  значений добротности катушек индуктивности различного радиоэ11ектрон- . ного оборудовани .

Известен измеритель индуктивности добротности катушек индуктивности, содержащий генератор напр жени  пе- щ ременного тока, масштабирующий элемент , измерительный операционный усилитель, измер ема  катушка индуктивности , образцовый резистор, опорный операционный усилитель, образцовый конденсатор, образцовый резистор, фазовые детекторы, фильтры нижних частот, ключи, логометр, интегрирующий цифровой вольтметр l.

Недостатками известного устройст- 20 ва  вл ютс  невысока  точность измерени , низкое быстродействие и трудность автоматизации, что затрудн ет его использование в системах

контрол  радиоэлектронного оборудовани .

Claims (2)

1. Наиболее близким к изобретению  вл етс  цифровой измеритель добротности , который содержит узел управлени  (УУ), соединенный с первым входом триггера управлени  и управл ющим входом переключател , аналоговые входы которого соединены непосредственно с исследуемой катушкой индуктивности и источником опорного напр жени  посто нного тока через делитель напр жени  с одним из входов узла сравнени , второй вход которого через детектор огибающей соединен со входом формировател  и через выход ранее упом нутого переключател  с опорной емкостью, выход узла сравнени  соединен со вторым входом триггера управлени , выход последнего соединен с одним из входов схемы совпадени , второй .вход котЪрой, в свою очередь, соединен с выходом формировател , выход элемента совпадени  соединен со входом счетчика fz J Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  точность измерени  вследствие вли ни  остаточного сопротивлени  переключател , кото рое включаетс  последовательно с активным сопротивлением катушки индуктивности , уменьша  тем самым значение добротности контура, и значительной погрешности дискретизации при измерении значений добротности малых номиналов. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в измеритель, содержащий узел управлени , соединенный с одним из входов триггера управлени , источник опорного напр жени , опорный конденсатор , детектор огибающей, вход кото рого соединен с катушкой индуктивное ти, входом формировател , а выход с одним из входов узла сравнени , второй вход которого соединен с выходом делител  напр жени , а выход - со счетчиком через элемент сов падени , второй вход которого соединен с выходом формировател , дополнительно введены аналоговый ключ, преобразователь напр жение-ток, узел усреднени , амплитудный детектор, причем аналоговый вход ключа соединен через преобразователь напр жение-ток с выходом источника опорного напр жени , а выход - с катушкой индуктивности, опорным конденсатором и входами детектора огибающей и формировател , вход и выход амплитуд ного детектора соединены соответстве но с выходом детектора огибающей и входом делител  напр жени , вход узла усреднени  соединен с выходом триггера управлени  и одним из входов элемента совпадени , один выход узла усреднени  соединен с управл ю щими входами аналогового ключа и амплитудного детектора, а второй вы ход узла усреднени  соединен со вто рым входом триггера управлени . Кроме того, узел усреднени  содер жит генератор пр моугольных импульсов , соединенный с одним из входов элемента совпадени , второй вход ко торого соединен с выходами триггера управлени , а выход - с входом сче чика, выход которого соединен со вторым входом триггера управлени . На фиг. 1 приведена структурна , электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство содержит узел 1 управени , триггер 2 управлени , аналоговый ключ 3, исследуемую катушку А индуктивности, источник 5 опорного напр жени , делитель 6 напр жени , зел 7 сравнени , детектор 8 огиающей , опорный конденсатор 9, формирователь 10, элемент 11 совпадени , счетчик 12 импульсов, преобразователь 13 напр жение-ток, амплитудный етектор I, узел 15 усреднени , состо щий, например, из генератора 16 пр моугольных импульсов, элемента 17 совпадени  и счетчика 18. При этом выход узла управлени  соединен с одним из входов триггера 2 управлени , второй вход и выход которого соединены соответственно с одним выходом и входом узла 15 усреднени , второй выход которого соединен с управл ющими входами аналогового ключа 3 и амплитудного детектора 1 t и третьим входом элемента 11 совпадени . Аналоговый вход ключа 3 через преобразователь напр жение-ток соединен с выходом источника 5 опорного напр жени , аналоговый выход ключа 3 соединен с исследуемой катушкой Ц индуктивности, опорным конденсатором 9, входами формировател  10 и детектором 8 огибаЮ1цей, выход последнего соединен с одним из входов узла 7 сравнени  непосредственно , а с другим - последовательно через амплитудный детектор Т и делитель б напр жени , а выход узла 7 сравнени  соединен, в свою очередь, с одним из входов элемента 11 совпадени , второй вход которого соединен с выходом формировател  10, а выход - с входом счетчика 12. Устройство работает следующим образом. Пусть с выхода источника 5 опорного напр жени  снимаемс  напр жение тогда на выходе преобразовател  13 напр жение-ток присутствует стабильный ток ij ISiMT o коэффициент передачи преобразовател  13 напр жение-ток, замыкаетс  аналоговый ключ 3 на измерительную схему, составленную из исследуемой катушки Ц индуктивности и опорного конденсатора 9, поступает посто нный ток гпнт По окончании колебательного переходного процесса ток через опорный конденсатор 9 не проходит, поскольку напр жение на опорном конденсаторе 9 равно падению напр жени  на параллельно подключенной катушке А индуктивности. Так как выходной ток преобразовател  напр жение-ток посто нен, то падение напр жени  на катушке k индуктивности равно: ,4-- VCH«M V + i.B возбуждаемом при замыкании аналогового ключа 3 колебательном переходном про цессе в измерительной схеме участвуют два источника энергии: катушка k индуктивности и опорный конденсатор 9. Поэтому напр жение на опорном конденсаторе 9 измен етс  следующим образом: Vo (Ч:ио1ч и где uUor-j yiJcj циклическа  частота свободных кблебаний в измерительной схеме с индуктивностью L и емкостью CQ. Начальное напр жение на опорном конденсаторе 9 равнр падению напр жени  на сопротивлении потерь R катушки k индуктивности: V- / .,. R СНОЧ ПНТ с учетом этого напр жение на опорном конденсаторе 9 равно Vc - ji-La{ (t}/dt, где i (t):i (-Rt/2L) - ток, протекающий через катушку А индуктивности. В результате напр жение на выходе измерительной схемы измен етс  во времени по следующему закону: VHC Ve 0,(costft;ot)exp(-Rt/2L Из этого напр жени  формирователем 10 формируетс  последовательность импульсов с частотой fо .На выходе детектора 8 огибающей выдел етс  огибающа  переходного процесса в измерительной схеме Vдp- 0, exp(-Rt/2L). На выходе амплитудного детектора I, который в момент размыкани  аналогового ключа 3 запоминает амплитуду выходного напр жени  детектора 8 огибающей, а во врем  размыкани  хранит это значение напр жени , имеет .Vдo 0,5 Кдд , где Кдд - 1 - коэффициент передачи амплитудного детектора 1. С выхода делител  6 напр жени  снимаетс  напр жение Удн - l цVддг 0 5ддК-E.R, (-1Г), где (1Г) - к передачи делител  напр жени  6. Интервал времени, выдел емый на выходе узла 7 сравнени , определ етс  моментами смены знака разности напр жений на выходах делител .6 напр жени  и детектора 8 огибающей. Интервал времени, выдел емый на выходе циент элемента 11 совпадени , равен At f. 27CL/R. На врем  действи  импульса напр же.ни  на выходе узла 7 сравнени  открываетс  элемент 11 совпадени , происходит кодирование выделенного интервала времени, и в счетчике 12 импульсов фиксируетс  число N г At-- fp roe/bL/R- Q. Узел 15 усреднени  включает в себ  генератор 16 пр моугольных импульсов, элемент 17 совпадени , счетчик 18 импульсов и служит дл  уменьшени  погрешности дискретизации. По команде от узла 1 управлени  триггер 2 управлени  выдает разрешаю1ций сигнал на одий из входов элемента 17 совпадени . Процесс преобразовани  и измерени  при этом повтор етс  до переполнени  счетчика 18, т.е. раз, где максимальна  емкость счетчика 13. В результате в счетчике 12 фиксируетс  число N Q Пуу,,. Обычно максимальна  емкость счетчика 1 8 выбирс1етс  кратной выбранной системе счислени . При дес тичной . ,. 1« системе счислени  10 , поэтому при индицировании результата измерени  первые т младших дес тичных разр дов могут быть отброшены или использованы дл  индицировани  дробной части значени  добротности при малых значени х последней. Формула изобретени  1. Измеритель добротности катушек индуктивности, содержащий узел управлени , соединенный с одним из входов триггера управлени , источник опорного напр жени , опорный конденсатор , детектор огибающей, вход которого соединен с катушкой индуктивности , входом формировател , а выход - с одним из входов узла сравнени , второй вход- которого соединен с выходом делител  напр жени , а выход - со счетчиком через элемент совпадени , второй вход которого соединен с выходом формировател , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него дополнительно введены аналоговый ключ, преобразователь напр жение ток , узел усреднени  и амплитудный детектор, причем аналоговый вход ключа соединен через преобразователь напр жение - ток с выходом источника опорного напр жени , а выход с катушкой индуктивности, опорным конденсатором и входами детектора огибающей и формировател , вход и выход амплитудного детектора соединены соответственно с выходом детектора огибающей и входом делител  напр жени , вход узла усреднени  соединен с выходом триггера управлени , один выход узла усреднени  соединен с управл ющими входами аналогового ключа и амплитудного детектора, а второй выход узла усреднени  соединен С вторым входом триггера управлени . 2. Измеритель по п. 1, о т л ичающийс  тем, что узел усред 9 5 8 нени  содержит генератор пр моугольных импульсов, соединенный с одним из входов элемента Ьовпадени , второй вход которого соединен с выходом триггера управлени , а выход - с входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 679896, кл. G 01 R 27/26, 1$.П.7.
2. 2.Мирский Т.Я. Радиоэлектронные измерени . М., 1975, с. 502 (прототип ).

   tvx.lSMaL

   ВыхКл.5

   Bi Ф1В mm шттШш mm п ппоппшп mm пппоппп.

   BbiK.CCjSaJ1

   - t.

   Nnmax

   N.