SU962819A1 - Стробоскопический измеритель импеданса - Google Patents

Description

(5) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПЕДАНСА

1

Изобретение относитс  к электрора иоизмерительной технике и может быть использовано при определении активной и реактивной составл ющих полных сопротивлений двух- и четырехполюсников .

Известно устройство дл  измерени  импеданса, содержащее опорный генератор , соединенный последовательно с эталонным резистором и входной клеммой дл  подключени  измер емого импеданса, стробоскопический преобразователь , нуль-орган, один из входов которого подключен к моделирующему резистору и комплексному сопротивлению уравновешивани , при этом входы опорного и сигнального каналов стробоскопического преобразовател  подключены соответственно к выходу опорного генератора и .входной клемме Ц Недостатком указанного устройства  вл етс  то,,что в результатизмерени  вход  погрешность, возникающа  из-за шунтировани  измер емого импеданса входным сопротивлением сигнального канала стробоскопического преобразовател , а также мультипликативна  погрешность преобразовани  самого сигнального канала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  измеритель импеданса, содержащий

IQ опорный генератор, соединенный последовательно с эталонным резистором и входной клеммой дл  подключени  измер емого импеданса, стробоскопический преобразователь, вычислительный

Claims (2)

1. ,,5 блок, выходы которого подключены соответственно к индикаторам активной и реактивной составл ющих импеданса , причем выход опорного генератора :соединен через опорный канал стробоскопического преобразовател  с одним из входов вычислительнЬго бло .ка, второй вход которого соединен с выходом сигнального канала стробоско пического преобразовател , вход сиг396 нального канала которого соединен с входной клеммой С 2, Недостатком известного измерител  импеданса  вл етс  то, что мультипликативна  погрешность сигнального канала стробоскопического пре образовател  полностью входит в результат измерени , что обуславливает недоста точную точность измерений. Цель изобретени  - повышение точ ности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что. в стробоскопический измеритель импедансе,, содержащий опорный .генератор, соединенный последовательно с эталонным резистором и вход ной клеммой дл  подключени  измер емого импеданса, стробоскопический преобразователь , вычислительный блок к выходам которого подключены соответственно индикаторы активной и реактивной составл ющих импеданса, выход опорного генератора соединен че рез опорный канал стробоскопического преобразовател  с одним из входов вычислительного блока, введены блок обратной св зи, блок вычитани  и сумматор, причем вход опорного канал стробоскопического преобразовател  подключен через блок обратной св зи к первому входу блока вычитани , вто рой вход которого соединен с входной клеммой дл  подключени  измер емого импеданса, а выход подключен к входу сигнального канала стробоскопического преобразовател , первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходами опорного и сигнального каналов стробоскопического преобразовател , а выход подключен к второму входу вычислительного блока . На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого измерител . Стробоскопический измеритель импеданса содержит опорный генератор 1, эталонный резистор 2, входную клемму 3, измер емый импеданс , стробоскопический преобразователь 5 вычислительный блок 6, индикаторы 7 активной и 8 реактивной составл ющих импеданса, блок 9 обратной св - зи, блок 10 вычитани , сумматор 11. Вычислительный блок 6 содержит управ л емый фазовращатель 12, ключ 13, уп равл емый аттенюатор И, ключ 15) моделирующий резистор 16, комплексное сопротивление 17 уравновешивани  дифференциальный усилитель 18,фазовращатель 19, ограничители 20 и 21, стробированные усилители 22 и 23, нуль-орган 24, инвертирующий усилитель 25. Стробоскопический измеритель импеданса работает следующим образом. Высокочастотное напр жение пор дка J- 100.МГц с опорного генератора 1LLj,nocTynaeT на последовательно соединенные эталонный резистор 2(Rg) и входную клемму 3 дл  подключени  измер емого импеданса k (Z ). Амплитудно-фазовые соотно шени  в&сокочастотных напр жений U выдел емого на входи напр жени  ной клемме 3, перенос тс  с помощью стробоскопического преобразовател  5 на промежуточную фиксированную частоту опорного сигнала, например 12,5 кГц. На выходе опорного канала стробоскопического преобразовател  5 формируетс  преобразованное напр жение Uoniпромежуточной частоты. Напр жение оп поступает на вход блока 9 обратной св зи, с выхода которого снимаетс  напр жение обратной св зи подаетс  на первый вход блока 10 вычитани , на второй вход которого поступает напр жение и с входной клеммы 3. В блоке 10 вычитани  г напр жени  и.промежуточной частоты и Uj.. высокой частоты суммируютс  и затем поступают на вход сигнального канала стробоскопического преобразовател  5. В моменты времени стробировани  из мгновенных значений напр жени  вычитаютс  мгновенные значени  напр жени  и.„. При этом на выходе сигнального канала формируетс  преобразованное разностное напр жение дП промежуточной частоты. Мгновенные значени  высокочастотного напр жени  Ut и напр жени  промежуточной частоты и в момент времени стробировани  оказывают одинаковое вли ние на поведение импульсной системы. Напр жени  Uon и ли поступают соответствено на первый и.второй входы сумматора 11, где они и cyммиpyюtc . На выходе сумматора 11 формируетс  напр жение промежуточной частоты, представл ющее собой преобрйзованное высокочастотное напр жение 1. Амплитудно-фазовые соотношени  напр жений fffjn DC промежуточной частоты полностью повтор ют амплитуднофазовые соотпиошени  высокочастотных напр жений UcmH -Напр жени  ,. и DC поступают соответственно на первый и .второй входы вычислительного блока. 6, который по амплитудно-фазовым соотношени м между входными напр жени ми низкой промежуточной частоты, например 12,5 кГц, вычисл ёт активную и реактивную составл ющие измер емого импеданса. Вычислительный блок 6 работает в два такта . В первом такте, называемом тактом калибровки, при отключенном измер емом импедансе определ етс  и запоминаетс  входное сопротивление блока 10 вычитани , оказывающего шунтирующее действие на измер емый импеданс 4. Ключи 13 и 15 наход тс  в положении П. Измен   комплексное сопротивление 17 уравновешивани  по модулю и аргументу, по нуль-органу 2k добиваютс  равенства двух напр жений и U(. по модулю и по фазе, где 0 - напр жение, выдел емое на комплексном сопротивлении 17 уравновешивани . Величины сопротивлени  моде- , 1 лирующего резистора 16 и сопротивле- эталонного резистора 2 равны и обе имеют активный характер. Комплексное сопротивление 17 уравновешивани  при этом соответствует входному сопро-эв -па тивлению блока 10 вычитани . Цепочка , состо ща  из моделирующего рези тора 16 и комплексного сопротивлени  17 уравновешивани  моделирует а плитудно-фазовые соотношени , перенесенные на промежуточную частоту опорного сигнала, высокочастотных н пр жений, выдел емых на эталонном резисторе 2 и на входном сопротивлении блока 10 вычитани . Во втором такте осуществл етс  и мерение импеданса и к входной клемме 3 подключаетс  измер емый импеданс k, а ключи 13 и 15 перевод тс в положение 1. При этом напр жение 13,(д не равно 1, Измен   фазовый сдвиг фазовращат лем 12 и мен   ослабление аттенюато ра 1А, добиваютс , как и в первом такте, равенства по нуль-органу 2Ц напр жений и и по модулю и по ф зе. Вектор тока, протекающего по неизвестному импедансу, и напр жение, приложенное к нему, отражают качест венную и количественную стороны неизвестного комплексного сопротивлени . Полученное напр жение, пропорциональное вектору тока, протекаю9628 5 1.0 15 . 20 25 9 щего по неизвестному импедансу, поступает на ограничитель 20 и через фазовращатель 19 на ограничитель 21. Сформированные пр моугольные импульсы в ограничител х типа Меандр и сдвинутые на полпериода стробируют входной сигнал, снимаемый с выхода i инвертирующего усилител  25, в стробированном усилителе 22 активной CQставл ющей в стробированном усилителе 23 реактивной составл ющей импеданса . Напр жени , пропорциональные составл ющим .импеданса, поступают через первый и второй выходы вычислительного блока 6 соответственно на индикатор 7 активной и индика тор 8 реактивной составл ющих импеданса . Применение калибровки вычислительного блока 6 исключает погрешность от шунтировани  измер емого импеданса. Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в том, что в результате введени  блока обратной св зи, блока вычитани  и сумма ,тора с соответствующими св з ми повышаетс  точность измерений за счет уменьшени  вли ни  мyльfипликaтивной погрешности сигнального канастробоскопического преобразовате-f л  на результат измерении. Формула изобретени  Стробоскопический измеритель импеданса , содержащий опорный генератор , соединенный последовательно с эталонным резистором и входной клеммой дл  подключени  измер емого импеданса , стробоскопический преобразователь , вычислительный блок, к выходам которого подключены соответственно индикаторы активной и реактивной составл ющих импеданса, выход опорного генератора соединен через опорный канал стробоскопического преобразовател  с одним из входов вычислительного блока, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены блок обратной св зи, блок вычитани  и сумматор , причем выход опорного канала стробоскопического преобразовател  подключен через блок обратной св зи к первому входу блока вычитани , второй вход которого соединен с входной клеммой дл  подключени  измер емого импедансй, а выход подключен к

   7 9628198

   входу сигнального канала стробоско-Источники информации, пимеского преобразовател , первый иприн тые во внимание при экспертизе второй входы сумматора соединены соответственно с выходами опорного1. Патент США Vf 3260936, и сигнального каналов стробоскопичес-$ кл. , 1966. кого преобразовател  а выход подклю-
2. 2. Авторское свидетельство СССР чен к второму входу вычислительного№ 597989, кл. G 01 R 27/26, 1975

   блока.

   (прототип).