SU954892A1

SU954892A1 - Device for measuring two-terminal network complex resistance components

Info

Publication number: SU954892A1
Application number: SU813238151A
Authority: SU
Inventors: Равиль Мухамядшанович Юмаев; Дмитрий Александрович Прокунцев
Original assignee: Пензенский Завод-Втуз При Заводе "Вэм" (Филиал Пензенского Политехнического Института)
Priority date: 1981-01-20
Filing date: 1981-01-20
Publication date: 1982-08-30

Description

395 ренима в тракте формировани регулирующих воздействий. Известно устройство дл измерени составл ющих комплексного сопротивлени двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напр жени , включенный в диагональ питани измери тельной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измер емого комплексного сопротивлени двухполюсника, при мем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питани , примыкающа к образцовому двухполюснику при последовательной схеме замещени измер емого комплексного сопротивлени двухполюсника или к измер емому комплексному сопротивлению двухполюсника при параллельной схеме замещени , через первый согласующий блок подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпр мител , к входу первого множительно-делительного устройства, к первым входам первого и второго блоков делени и через фазовращатель параллельно к входу второго множитель но-делителйного блока и к опорному входу второго фазочувствительного выпр мител , вершина диагонали питани , примыкающа к измер емому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещени измер емого комплексного сопротивлени двухполюсника или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещени , через второй согласующий блок подсоединена к одному из входов блока разности, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, выход блока разности подключен параллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпр мителей соответственно, выходы которых соединены параллельно с опорными входами первого и второго блоков делени , синхронизирующими входами множительно делительных блоков и с первым и вторым входами блока обработки сигналов сооветственно, выход которого подключен к образцовому двухполюснику, выход первого блока делени через первый блок уравновешивани соединен с блоком индикации, а выход второго бло ка делени через второй блок уравновешивани соединен с вторым блоком индикации, управл ющие выходы первого И второго блоков уравновешивани подключены к управл ющим входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно 2. Недостатками данного устройства вл ютс низка точность и быстродействие . Цель изобретени - повышение точности и быстродействи измерени . Поставленна цель достигает.с тем, что в устройство дл измерени составл ющих комплексного сопротивлени двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напр жени , один из зажимов которого подключен параллельно к входу первого согласующего блока и к He3a3eMj:)eHHOMy зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещени , а второй зажим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещени и к входу второго согласующего блока, выход которого соединен с одним из входов блока разности , выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительно- дели тельный блок к второму входу блока разности и через второй множительно- дели тельный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока делени , выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивани , выходы которых подключены к входам первого и второго индикации соответственно , управл ющие выходы первого и второго блоков уравновешивани подсоединены к управл емым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, введены преобразователь тока в напр жение, блок суммировани , блок формировани импульсов, причем незаземленный вход преобразовател тока в напр жение подсоединен к первому зажиму генератора напр жени , а выход - к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещени исследуемого двухполюсника, или вход - к второму зажиму генератора, а выход - к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещени исследуемого двухполюсника, выход первого согласующего блока подсоединен к одному из входов блока суммировани , второй вход которого подключен параллельно к выходу фазовращател и к входу блока формировани импульсов, выход блока суммировани соединен с опорным входом блока делени , первый выход блока формировани импульсов подключен к первому управл ющему вхо ду блока делени и к управл ющему вх ду первого блока уравновешивани , вт рой выход блока формировани импульсов соединен с вторым управл ющим входом блока делени и с управл ющим входом второго блока уравновешивани выход блока делени подсоединен к управл ющему входу преобразовател тока в напр жение. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства дл последовательно схемы замещени исследуемого двухполюсника; на фиг. 2 - векторна диаграмма измерительной цепи при последо вательной схеме замещени исследуемого двухполюсника; на фиг. 3 временна диаграмма работы устройства. Обозначены: Vg - вектор напр жени питани измерительной цепи; / вектор напр жени ,снимаемого с выход преобразовател тока в напр жение и синфазный с током, протекакзщим в измерительной цепи; ч вектор напр жени у, повернутый на±2 ; /| V - вектор компенсирующего на пр жени ; вектор напр жени , снимаемого с измер емого комплексного сопротивлени двухполюсника; VR вектор падени напр жени на активной составл ющей комплексного сопротивлени двухполюсника; М . вектор падени напр жени на реактивной составл ющей двухполюсника; вектор разносттого напр жени ; Ч фазовый сдвиг Vp относительно Vn, V - фазовый сдвиг V относительно Vij Из векторной диаграммы (фиг. 2) можно видеть, что при выполнении урав нени Vpsin4 О падение напр жени на активной состав л ющей КС двухполюсника VRX /tOJ(у) , где k - коэффициент передачи по напр жению V . Добитьс выполнени уравнени (1) мож но, измен величину V . В то же врём VR можно выразить через г араметры измерительной цепи VR. 3.R,- I.R, ., где ko - коэффициент передачи тока в напр жение. Из уравнени (2) и (З) следует V. k,V Ry k kpi дл параллельной схемы замещени д k jko-(5) Выражени дл реактивной составл ющей КС двухполюсника можно получить, выполнив следующие услови : Vpcos4 О :;(6) хх k,2: (7) bx ko I(8) где kf. - коэффициент передачи по напр жению . Устройство дл измерени составл ющих двухполюсника, например дл последовательной схемы замещени , содержит генератор 1 синусоидального напр жени , и-змерительную цепь 2, составленную из последовательно включенных преобразовател 3 тока в напр жение и измер емого двухполюсника 4, согласующих блоков 5 и 6, -фазовращатель 7| блок 8 суммировани , множительно-делительные блоки 9 и 10, блок 11 формировани импульсов, блок 12 разности, блок 13 делени , бло , ки It и 15 уравновешивани , блоки 16 и 17 индикации. Устройство работает следующим образом . Напр жение V с выхода преобг разовател тока в напр жение, в качестве которого используетс трансформатор тока, через согласущий блок 5 поступает на один Vi3 входов блока 8 суммировани , на вход множительноделительного блока 10 и на вход фазовращател 7. С выхода фазовращател 7 напр жение / , повернутое на , поступает на вход множительно-делительного блока 9 и одновременно на второй вход блока 8 суммировани и на вход блока 11 формировани импульсов. С выхода блока 8 суммировани сигнал V(t V ь IT подаетс на опорный вход блока 13 делени . Сигнал с выхода блока 9, пропорциональный V(g kfjVfj o, поступает на первый вход блока .12 разности, а с выхода блока 10 сигнал, пропорциональный « k,V - на второй вход блока 12 разности . Напр жение V, , снимаемого с измер емого двухполюсника 4 через согласующий блок 6 подаетс на третий вход блока 12 разности. Сигнал с выхода блока 12 разности,пропорциональный VP VK - Vijf., поступает на информационный вход блока 13 делени . В качестве блока 13 делени используетс импульсный амплитудный анализатор, работа которого продемонстрирована на фиг. 3. В моменты подачи импульсов с выходов блока 11 на управл емые входы, блока 13 делени , которые сформированы в моменты перехода опорного сигнала V через нуль и через экстремальное значение, происходит сравнение мгновенных значени напр жений Ур51п и Vpcos f c мгновенными значени ми опорного сигнала V-kN VM 1гп У,,сформированными в моменты поступлени вышеуказанных импульсов. На выходе блока 13 делени получаютс сигналы в виде кодов чисел, пр VpSin f Vp cos Ч порциональные Vij.V cosvv Hat Iи разнесенные во времени Данные коды управл ют работой бло ков It и 15 уравновешивани и служат дл выбора пределов измерени . формула изобретени Устройство дл измерени составл ющих комплексного сопротивлени двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напр жени , один из зажимов которого подключен параллель но к входу первого согласующего блока и к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещени , а второй за жим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещени и к входу второго со гласующего блока, выход которого сое динен с одним из входов блока разнос ти, выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительно делительный блок к второму входу бло g ка разности и через второй множительно-делительный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока делени , выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивани , выходы которых подключены к входам первого. и второго блоков индикации соответственно , управл ющие выходы первого и вторбТо блоков уравновешивани подсоединены к управл емым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи и точности измерени , в него введены преобразователь тока в напр жение, блок суммировани , блок формировани импульсов, причем незаземленный вход преобразовател тока в напр жение подсоединен к первому зажиму генератора напр жени , а выход - к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещени исследуемого двухполюсника или вход - к второму зажиму генератора , а выход - к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещени исследуемого двухполюсника , выход первого согласующего блока подсоединен к одному из входов блока суммировани , второй вход которого подключен параллельно к выходу фазовращател и к входу блока формировани импульсов, выход блока суммировани соединен с опорным входом блока делени , первый выход блока формировани импульсов подключен к первому управл ющему входу блока делени и к управл ющему входу первого блока уравновешивани , второй выход блока формировани импульсов соединен с вторым управл ющим входом блока делени и с управл ющим входом второго блока уравновешивани , выход блока делени подсоединен к управл ющему входу преобразовател тока в напр жение. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 798626, кл. G 01 R 27/02, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР W 855510, кл. G 01 R 17/VO, 1979 (прототип).395 renima in the path of the formation of regulatory actions. A device for measuring the constituents of complex resistance two-terminal network comprising a generator of sinusoidal voltage included in the power diagonal measurable tion circuit composed of series connected exemplary two-terminal network and the measured complex impedance of two-terminal network at meme peak measurement diagonal is grounded, and the vertex power diagonally primykayuscha to the exemplary two-terminal with a sequential scheme of replacing the measured two-terminal impedance is connected to the measured two-pole impedance with a parallel replacement circuit, through the first matching unit connected in parallel to the reference input of the first phase-sensitive rectifier, to the input of the first multiplier-dividing device, to the first inputs of the first and second division blocks and through the phase shifter parallel to the input of the second multiplier unit and the reference input of the second phase-sensitive rectifier, the top of the power diagonal, adjacent to the measured complex resistance of the two a terminal with a serial replacement circuit of the measured two-pole impedance or an exemplary two-terminal with a parallel replacement circuit, through the second matching unit connected to one of the inputs of the difference unit, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first and second multiplying-dividing blocks, respectively, the output of the unit the differences are connected in parallel to the information inputs of the first and second phase-sensitive rectifiers, respectively, whose outputs are connected in parallel but with the reference inputs of the first and second dividing units, the synchronization inputs of the multiply dividing units and with the first and second inputs of the signal processing unit, respectively, the output of which is connected to an exemplary two-terminal network, the output of the first division unit is connected to the display unit through the first balance unit through the second balance unit is connected to the second display unit, the control outputs of the first AND second balance blocks are connected to the control inputs of the first and second multiply-dividing blocks, respectively 2. The disadvantages of this device are low accuracy and speed. The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of measurement. The goal is achieved with the device for measuring the components of a two-pole impedance containing a sinusoidal voltage generator, one of the terminals of which is connected in parallel to the input of the first matching unit and He3a3eMj:) eHHOMy clamping the studied two-pole with its parallel replacement circuit, and the second clamp is connected to an ungrounded clamp of the two-port circuit being investigated when it is performed in a sequential replacement circuit and to the input of the second matching unit, the output of which is with one of the inputs of the difference unit, the output of the first matching unit is connected through a series-connected phase shifter and multiplier-divided unit to the second input of the difference unit and through the second multiplier unit to the third input of the difference unit, the output of which is connected to one of the inputs of the division unit the output of which is connected to the information inputs of the first and second balancing units, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second indications, respectively, the control outputs of the first and second The equilibration units are connected to the control inputs of the first and second multiplexing and dividing blocks, respectively, a current-voltage converter, a summation unit, a pulse shaping unit are introduced, the ungrounded input of the voltage-current converter is connected to the first voltage generator terminal, and the output to the input of the first matching unit with a sequential replacement circuit of the studied two-terminal network, or the input to the second terminal of the generator, and the output to the input of the second matching unit with parallel The new replacement circuit of the studied two-pole network, the output of the first matching unit is connected to one of the inputs of the summation unit, the second input of which is connected in parallel to the output of the phase shifter and the input of the pulse shaping unit, the output of the summation unit is connected to the reference input of the division unit, the first output of the pulse shaping unit is connected to to the first control input of the division unit and to the control input of the first balancing unit, the second output of the pulse shaping unit is connected to the second control input b the dividing point and with the control input of the second balancing unit the output of the dividing unit is connected to the control input of the current-to-voltage converter. FIG. Figure 1 shows a block diagram of a device for sequentially replacing a two-terminal circuit; in fig. 2 is a vector diagram of the measuring circuit with a sequential replacement scheme of the bipolar circuit under study; in fig. 3 temporary diagram of the device. Indicated: Vg is the voltage vector of the measuring circuit; a voltage vector taken from the output of the current-to-voltage converter and in-phase with the current flowing in the measuring circuit; h voltage vector y rotated ± 2; / | V is a vector compensating for the yarn; the voltage vector taken from the measured two-pole impedance; VR is the voltage drop vector at the active component of the two-pole impedance; M. voltage drop vector on the reactive component of the two-terminal network; difference voltage vector; H phase shift Vp relative to Vn, V is the phase shift V relative to Vij From the vector diagram (Fig. 2), it can be seen that when the Vpsin4 O equation is fulfilled, the voltage drop across the active component of the CS of the two-terminal network VRX / tOJ (y), where k is the transmission coefficient for voltage V. Equation (1) can be achieved by changing the value of V. At the same time, VR can be expressed in terms of the parameters of the measuring circuit VR. 3.R, - I.R,., Where ko is the current transfer ratio to voltage. From equation (2) and (3) it follows V. k, V Ry k kpi for a parallel substitution scheme q k jko- (5) Expressions for the reactive component of the bipolar QC can be obtained by satisfying the following conditions: Vpcos4 O:; (6) xx k, 2: (7) bx ko I (8) where kf. - voltage transfer ratio. A device for measuring the components of a two-pole network, for example for a sequential replacement circuit, contains a sinusoidal voltage generator 1, and a measuring circuit 2 composed of a series-connected current-voltage converter 3 and the measured two-pole 4, matching blocks 5 and 6, a rotator 7 | a summation unit 8, multiplying-dividing units 9 and 10, a pulse generation unit 11, a difference unit 12, a division unit 13, an It ki and 15 balancing units, a display units 16 and 17. The device works as follows. The voltage V from the output of the current transformer to the voltage, which is used as a current transformer, passes through matching unit 5 to one Vi3 inputs of summation unit 8, to the input of multiplying unit 10 and to the input of phase shifter 7. From the output of phase shifter 7, voltage / turned on, is fed to the input of the multiplier-dividing block 9 and simultaneously to the second input of the summation block 8 and to the input of the pulse-shaping unit 11. From the output of summation block 8, the signal V (t V IT is fed to the reference input of dividing unit 13. The signal from the output of block 9, proportional to V (g kfjVfj o, is fed to the first input of the block .12 difference), and from the output of block 10, a signal proportional to "K, V - to the second input of the differential unit 12. Voltage V, taken from the measured two-terminal 4 through the matching unit 6 is fed to the third input of the differential unit 12. The output from the differential unit 12, proportional to VP VK - Vijf. to the information input of dividing unit 13. Pulse is used as dividing unit 13. The amplitude analyzer, whose operation is shown in Fig. 3. At the moments of applying pulses from the outputs of block 11 to controlled inputs, division block 13, which are formed at the moments of transition of the reference signal V through zero and through the extreme value, compares the instantaneous voltage values Ur51p and Vpcos fc are instantaneous values of the reference signal V-kN VM 1gn U, formed at the moments of arrival of the above-mentioned pulses. At the output of dividing unit 13, signals are obtained in the form of codes of numbers, VpSin f Vp cos and proportional Vij.V cosvv Hat I and separated in time. These codes control the operation of It and 15 balancing units and serve to select measurement limits. Claims An apparatus for measuring components of a two-pole impedance comprising a sinusoidal voltage generator, one of the terminals of which is connected in parallel to the input of the first matching unit and an ungrounded clamp of the investigated two-pole in its parallel replacement circuit, and the second clamp is connected to an ungrounded clamp bipolar circuit when it is performed in a sequential replacement circuit and to the input of the second matching unit, the output of which is connected to one of the The odn unit, the output of the first matching unit is connected via a serially connected phase shifter and multiplying dividing unit to the second input of the difference unit and through the second multiplicatively dividing unit to the third input of the difference unit whose output is connected to one of the inputs of the division unit whose output connected to the information inputs of the first and second balancing units, the outputs of which are connected to the inputs of the first. and the second display unit, respectively, the control outputs of the first and second balancing units are connected to the control inputs of the first and second multiplier-dividing blocks, respectively, characterized in that, in order to improve speed and accuracy of measurement, a current converter is applied to the voltage, a summation unit, a pulse shaping unit, the non-grounded input of the current to voltage converter connected to the first terminal of the voltage generator, and the output to the input of the first matching unit In a sequential replacement circuit of the studied bipolar circuit or an input to the second generator clamp, and an output to the input of the second matching unit with a parallel replacement scheme of the tested bipolar, the output of the first matching unit is connected to one of the inputs of the summation unit, the second input of which is connected in parallel to the output of the phase shifter and to the input of the pulse shaping unit, the output of the summation unit is connected to the reference input of the dividing unit, the first output of the pulse shaping unit is connected to the first control yuschemu dividing input unit and to the control input of the first block equilibration, the second output pulse forming unit is connected to the second control input of the divider and a control input of the second block equilibration dividing unit output is connected to the control input of the converter current voltage. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 798626, cl. G 01 R 27/02, 1978. 2. The author's certificate of the USSR W 855510, cl. G 01 R 17 / VO, 1979 (prototype).

аbut

ГR

XX

Фиг.11

иand

Claims

Claim

A device for measuring the components of the complex resistance of a two-terminal device containing a sinusoidal voltage generator, one of

40 clamps of which are connected in parallel to the input of the first matching block and to the ungrounded clamp of the studied two-terminal device when it is parallel to the equivalent circuit, and the second clamp is connected to the ungrounded clamp of the studied two-terminal device when it is made in series with the equivalent circuit and to the input of the second matching block, the output of which is connected to one from the inputs of the spacing block ⁵⁰ , the output of the first matching block is connected through a series-connected phase shifter and a multiplier block to the second input the location of the studied two-terminal or input - to the second terminal of the generator, and the output - to the input of the second matching unit with a parallel equivalent circuit of the studied two-terminal, the output of the first matching unit is connected to one of the inputs of the summing unit, the second input of which is connected in parallel to the output of the phase shifter and to the input of the pulse forming unit, the output of the summing unit is connected to the reference input of the division unit, the first output of the pulse forming unit is connected to the first control input of the division unit and to the control input of the first balancing unit, the second output of the pulse forming unit is connected to the second control input of the division unit and to the control input of the second balancing unit, the output of the division unit is connected to the control input of the current to voltage converter.