Измеритель добротности и LC-параметров Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения таких параметров радиоэлементов как добротность, индуктивность, емкость.

Известен измеритель добротности, содержащий источник сигнала, подключенный к входу измерительного контура, образованного соединением катушки и конденсатора переменной емкости, блок отношения напряжений, подключенный входами к входу и выходу контура. В этом устройстве емкость измерительного контура отсчитывается по шкале конденсатора переменной емкости, а величина индуктивности (L) катушки оценивается косвенным путем, исходя из полученного значения емкости (с) измерительного контура и резонансной частоты контура (f).

Известному устройству присущи следующие недостатки: погрешность в измерении емкости, а, Следовательно, и индуктивности, обусловленная ошибкой передачи угла поворота подвижной части конденсатора на шкалу дпя отсчета емкости, проявляющаяся несмотря на применение сложных высокоточных механических передач; погрешность из-за нелинейной зависимости изменения емкости переменного конденсатора от угла поворота ротора (нелинейную зависимость обуславливает остаточная емкость переменного конденсатора), которая резко возрастает при малых емкостях переменного конденсатора; косвенный характер определения индуктивности катушек; отсутствие возмож- ности представления результатов измерения LC-параметров в цифровом коде,

СП 30

Ч

что важно при выводе результатов измерения на внешнее регистрирующее устройство и при использовании измерителя в автоматических системах.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель добротности параметров, содержащий источник сигнала, подключенный к входу измерительного контура, к выходу которого под- ключены усилитель, охваченный цепью обратной связи-через постоянную реактивность, и один из входов блока отношения, второй вход которого чере коммутатор соединен с входом измерительного контура и выходом усилителя блок автоматический регулировки усиления, подключенный входом к входу измерительного контура, а выходом - к управляющему амплитудой входу усилителя , блок автоматической регулировки фазы, входы которого подключены к входу и выходу измерительного контура, а.выход - к управляющему фазой входу усилителя.

Недостатком этого измерителя является ограниченный диапазон измеряемых LC-параметров, а также сложность схемы.

При измерении добротности катуше индуктивности коммутатор 5 и дополнительный коммутатор II находятся в положении А, при этом один из вывод постоянного реактивного элемента 6 подключен к общей шине 13 через вто

Цель изобретения - расширение диа- 30 ричный виток согласующего блока 12,

дуктивности и конденсатором 3 переменной емкости, согласующий блок 4, посредством которого вход измерительного контура 1 подключен к выходу коммутатора 5, постоянный реактивный элемент 6, один из выводов которого подключен к выходу измерительного контура 1 и первым входом индикатора 7 резонанса и блока 8 отношения, содержащего блок 9 отношения напряжений и вычислитель 10 индуктивности, а другой - к выходу дополнительного коммутатора 1I через согласующий блок 12, при этом первые входы коммутатора 5 и дополнительного коммутатора 11 подключены к общей шине 13, а другие - к выходу источника 14 сигнала и вторым входам индикатора 7 резонанса и блока 8отношения.

Измеритель работает следующим образом.

При измерении добротности катушек индуктивности коммутатор 5 и дополнительный коммутатор II находятся в. положении А, при этом один из выводов постоянного реактивного элемента 6 подключен к общей шине 13 через вторичный виток согласующего блока 12,

Измеритель добротности и LC-параметров, содержащий источник сигнала, соединенный через последовательно включенные коммутатор и согласующий блок с входом измерительного контура, выход которого соединен с одним из выводов постоянного реактивного элемента и с одним из входов индикатора резонанса, другой вход последнего соединен с выходом источника сигнала, а также второй согласующий блок и блок отношения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров и упрощения измерителя, введен дополнительный коммутатор, причем второй вывод постоянного реактивного элемента через согласующий блок соединен с выходом дополнительного коммутатора, один из входов которого подсоединен к выходу источника сигнала, а другой - к общей шине, а блок отношения параллельно соединен с индикатором резонанса.

пазона измеряемых параметров и упрощение измерителя.

„, Поставленная цель достигается тем, что в измеритель добротности и LC-параметров S содержащий источник сигна- ла, соединенный через последователь - но включенные коммутатор и согласующий блок с входом измерительного контура, выход которого соединен с одним из выводов постоянного реактивного элемента и с одним из входов индикатора резонанса, другой вход последнего соединен с выходом источника сигнала, а также второй согласующий блок и блок отношения, введен допол- нательный коммутатор, причем второй вывод постоянного реактивного элемента через согласующий блок соединен с выходом дополнительного коммутатора, один из входов которого подсоединен к выходу источника сигнала, а другой - к общей шине, а блок отношения параллельно соединен с индикатором резонанса.

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема измерителя добротности и LC-параметров.

Измеритель содержит измерительньй контур 1, образованный катушкой 2 инкоторьш имеет малое активное и реактивное сопротивления.

С выхода источника 14 сигнал через согласующий блок 4 на вход последовательного резонансного контура, образованного катушкой 2 индуктивности и параллельным соединением конденсаторов 3 и постоянного реактивного элемента 6, поступает синусоидальное напряжение с частотой, на которой необходимо провести измерение.

По индикатору 7 резонанса образованный резонансный контур настраивается на частоту сигнала источника 14 путем плавного изменения емкости конденсатора 3.

При резонансе напряжение, посту- -пающее на вход согласующего блока 4 (и), и напряжение, снимаемое с конденсатора 3 и постоянного реактивного элемента 6 (Ъ), связаны соотношением

У

где Q добротност% катушки 2 индуктивности;

п - коэффициент передачи по напряжению согласующего блока 4.

Q,

(1)

515

Исходя из этого соотношения, в блоке 9 отношения напряжений определяется добротно.сть катушки 2.

Измерение емкости образованного резонансного контура (резонансной емкости катушки 2 ) производится в 2 такта.

Первый такт полностью аналогичен рассмотренному процессу измерения . добротности. При этом к концу первог такта в блоке 9 отношения напряжений запоминается величина напряжения U..

На время второго такта коммутатор 5 и дополнительный коммутатор 1I переключаются в положение Б. При этом на постоянный реактивный элемент 6 через согласующий блок 12 с коэффициентом передачи по напряжению п, равным коэффициенту передачи согласующего блока 4, подается напряжение от источника 14 сигнала, по амплитуде такое же, как и в первом такте. Искомая резонансная емкость С определяется блоком 9 отношения напряжений, исходя из выражения

-Oi- с Q.

С, + С,

где Q JIH

У2 „ (у

и

0

1

5

0

776

С - емкость конденсатора 3; С - емкость постоянного реактивного элемента 6;

и - напряжение, снимаемое с конденсатора 3 во время второго такта.

Индуктивность катушки 2 определяется вычислителем 10 индуктивности по результату измерения емкости, исходя из выражения (I).

Кроме измерения добротности, индуктивности, резонансной емкости катушек, предпоженный измеритель добротности и LC-параметров позволяет измерять параметры конденсаторов и колебательных контуров.

При измерении емкости конденсаторов испытуемый конденсатор подключается последовательно с катушкой 2 вместо конденсаторе 3.

При измерении LC-параметров колебательных контуров испытуемый контур включается вместо контура из катушки 2 емкости 3.

Емкость испытуемого контура определяется аналогично емкости отдельного конденсатора, а индуктивность - аналогично индуктивности катушки 2.

PLJ

J