Способ измерения параметров RC- и RL-цепей Советский патент 1988 года по МПК G01R27/02 G01R27/26 

I П

Ч т II

г

(Л

1

1372250

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для автоматизации измерения параметров двухэлементных RC- и RL-депей.

Цель изобретения - повьпиение точности за счет исключения операции компенсации, совпадающей по форме с входным воздействием составляющей информативного сигнала, модулирован- ной по амплитуде входным воздействием.

На фиг. 1 представлена блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего указанный способ в режиме параметров RL-цепей; на фиг. 2 - пример построения измерительной RC-це- пи;на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит формирователь 1 входного воздействия , выход которого через измерительную цепь 2 соединен с первым входом блока 3 сравнения, выход которого соединен с входом формирователя 1 входного воздействия, с первым входом масштабирующего блока 4 и входом ЭВМ 5, первый выход которой соединен с индикатором 6,а второй вход подключен к второму входу масштабирующего бло- ка 4, выход которого соединен с вторым входом блока 3 сравнения.

Устройство работает следующим образом (фиг. 3).

При включении напряжения питания на выходе блока 3 сравнения, в качестве которого может быть использован дифференциальный усилитель-ограничитель, скачкообразно возникает напряжение Uj, например, положительной полярности. Оно подается на вход формирователя 1, с выхода которого на вход измерительной цепи 2 подается линейно изменяюг(ееся напряжение П,

u.(t) - u,Vr, ,

и.

2

(LK +

R,t),

где Rg - сопротивление опорного резистора;

I x.

R - искомые параметры RL-цепи.

Это напряжение подается на инвертирующий вход блока 3 сравнения,на неинвертирующем входе которого присутствует опорный сигнал - промасшта бированное выходное напряжение блока 3 сравнения

U4 К, и

э

где К, - начальное значение коэффициента масштабирования блока 4.

В момент времени, когда значение разности напряжений на входах блока 3 сравнения ли U - U(t) меняет знак, напряжение,на выходе блока 3 сравнения скачкообразно изменяет знак на противоположный и описанный процесс повторяется с учетом перемены знака. В схеме возникают незатухающие релаксационные колебания, период которых Т, определяется из равенства

К,и,

+ R,

-)- 2 -I.

Т

2 (К ,C.RO - LX) RX

Затем один из опорных параметров, определяю цих период автоколебаний, (, , К, R ) принудительно изменяется (уменьшается, увеличивается), что приводит к уменьшению (увеличению) периода автоколебаний до достижения заданного соотношения между начальным Т, и конечным Т значениями периода

N

(

Изобретение служит для повьппе- ния точности измерения параметров RC- и RL-цепей. Устройство, реализующее способ, содержит формирователь 1 входного воздействия,блок 3 сравнения, . масштабирующий блок 4, ЭВМ 5 и индикатор 6. В процессе реализации способа исключается операция компенсации, совпадающая по форме с входным воздействием составляющей информативного сигнала, модулированной по амплитуде входным воздействием. 3 ил.

где с., - постоянная времени, определяющая скорость изменения воздействия.

На выходе измерительной цепи 2, которая может быть построена,например, на базе операционного усилителя, содержап1его во входной цепи резис- сг тор RO, а в цепи отрицательной обратной связи исследуемую RL-цепь возникает напряжение (информативный сигнал) вида

где N - коэффи1Д1ент пропорциональности - произвольное наперед заданное положительное число, N 1.

Если N ; 1 , параметр К, ( С, , R) уменьшается, если N 1 - увеличивается .

На фиг. 1 изменение периода производится за счет изменения уровня сравнения блока 3 сравнения путем изменения коэффициента масштабиро3

вания К масштабирующего блока 4,Управление последним ведется микроЭВМ 5, которая измеряет начальное значение периода автоколебаний Т, , умножает это значение на заданный коэффициент N и сравнивает полученное произведение N T, с текущим значением периода Т;,

Если Т; NT, , выдается крманда на дальнейшее изменение коэффициента масштабирования К масштабирующего блока 4, в качестве которого может быть использован кодоуправляемый делитель напряжения.

При определенном значении К; К 2 п К, достигается равенство Т ; Т NT, и процесс изменения периода останавливается.МикроЭВМ фиксирует значение п как код, соот- ветствующий К.

В результате аппаратурно формируется следующая система уравнений

т - 2 (К, , RO - LJ R,

Т.

2 -(К.С,. R., - L,)

2 (п К, . t, RO - L)

Т, N Т,.

Решая систему уравнений относительно искомых параметров 1,, R, , получаем

с, R о К )

Lt

(N-n);

Например, при N 2

LX и ,(2-n);

2 €„ R«. К (пRX

т,

Аналогичные формулы получаются при изменении периода посредством изменения Т пТ,), RO(ROZ п RO, ).

Для измерения параметров RC-цепи измерительная схема 2 строится по фиг. 2.

ЭВМ 5-го предварительно введенные значениям N, с, , К,,. К и зафиксированным в процессе измерения значениям п и Т, вычисляет искомые значения L и R,.

В общем виде формула для определения параметров RL- и RC-цепей представлена следующим выражением

П, ь Т. f(N, п).

Q J5

20

25

30

J5

40

45

50

5

где

П - искомый параметр исследуемой цепи (L)(, RX,

С.);

a const - первоначальное значение параметра входного воздействия ;

b const - первоначальное значение параметра опорного сигнала;

Т - начальное значение периода колебаний;

N const - задаваемая величина

изменения периода колебаний;

п - отношение величины текущего значения параметра входного или опорного сигнала к их первоначальному значению;

f(N,n) - линейная функция известного вида;

oi./i.J о, л

Значения / У зависят от конкретной реализации способа.

Формула изобретения

Способ измерения параметров RC- и RL-цепей, заключающийся в том, что подают на измерительную цепь сигнал прямоугольной или линейно изменяющейся формы, сравнивают сигнал на выходе измерительной цепи с опорным сигналом, изменяют в момент равенства выходного и опорного сигналов полярность входного воздействия и полярность опорного сигнала, измеряют начальный период Т колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, изменяют величину входного или опорного сигнала, измеряют период текущих колебаний, определяют отношение текущего и начального значений

V

/г

(.2

Mhr г

L.l

2 3