Способ определения комплексного сопротивления Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 G01R27/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения сопротивлений, и может быть использовано при проведении экспериментальных измерений с целью определения комплексных сопротивлений исследуемых двухполюсников.

Цель изобретения - повышение точности измерения комплексных составляющих сопротивления путем устранения влияния погрешности, вносимой реактивными параметрами измерительной цепи, и приведения ее входного сопротивления к активной величине.

Измерительная цепь реализуется в виде регулируемой резонансной цепи или активного делителя, шунтирующего

вольтметр малой величиной активного сопротивления.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ измерения; на фиг. 2 - векторная диаграммаj на фиг.3 и 4 - схемы подключения вольтметра к образцовому сопротивлению и неизвестному комплексному сопротивлению соответственно при использовании метода трех вольтметров.

Схема содержит источник 1 переменного напряжения, последовательно соединенные образцовый резистор 2 и искомое комплексное сопротивление 3, иг- мерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных активных сопротивлений 4 и 5 делителя, а также

ел 4&t

ОО

«.А.

вольтметр 6. Сопротивления 4 и 5 измерительной цепи параллельно подклю- ченм к образцовому резистору 2, а ппльтметр 6 параллельно подключен к малому по величине сопротивлению 4 цепи делителя.

Вольтметром 6 измеряют суммарное напряжение на зажимах цепи исходной схемы, а также напряжения на сопро- тпплепиях 2 и 3 U0 и Uz соответственно (фиг. 3 и 4). Затем по формуле

Z.i-Kospg

15

определяют модуль искомого комплексного сопротивления. После этого к образцовому резистору 2 подключают измерительную цепочку с активным входом в виде делителя сопротивлений 4 и 5 и вольтметра 6 (фиг.1). Вольтметром 6 измеряют падение напряжения Uо, на сопротивлении 4.

Для того, чтобы токи I,, Iг и I совпадали по направлению (фиг.2), сопротивления 4 и 5 делителя выбирают из условия, удовлетворяющего соотно шениям Ro6f R5, и 25. On- ределягат величину напряжения U 0 на образцовом сопротивлении 2 по форму ле

U,

U,, + Ug,

R,

35

Из треугольника векторной диаграммы (фиг.2) по найденным параметрам определяют угол искомого комплексного сопротивления по формуле

/ arccos

u/C-i-.-i-),

l24,Zml(u +

40

е U U

R

)

-суммарное напряжение на за- 45 жимах цепи делителя;

-падение напряжения на образцовом сопротивлении;

R0Ј, - величина образцового сопротивления;50

-эквивалентное входное сопротивление измерительной цепи;

7 - модуль измеряемого комплек-спого сопротивления. ее По модулю 2х|н углу (определяют еличину комплексного сопротивления.

Q

5

5

5

0

Измерение вольтметром напряжения на малом сопротивлении обеспечивай повышение точности при последующем расчете, а схемная реализация позволяет пренебречь влиянием внутренних параметров прибора и считать измерительную цепочку чисто активной. Так, например, если (фиг. 1) вольтметр имеет входное сопротивление 4 МОм и емкость 30 пФ на частоте 10 кГц, то реактивная составляющая эквивалентного сопротивления измерительной цепочки будет равняться тысячным долям активной составляющей и ее влиянием можно пренебречь.

В отличие от метода трех вольтметров предлагаемый способ позволяет измерять сопротивления, сравнимые с входным сопротивлением вольтметра, что расширяет диапазон измеряемых их значений.

Формула изобретения

Способ определения комплексного сопротивления, включающий измерение напряжения на зажимах цепи делителя, состоящего из последовательно соединенных образцового и комплексного измеряемого сопротивлений, а также на образцовом и измеряемом сопротивлениях, определяют по их значениям модуль и угол измеряемого комплексного сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, напряжение на образцовом сопротивлении измеряют, предварительно подключая параллельно ему вспомогательную измерительную цепь с активным входом, а угол у искомого комплексного сопротивления вычисляют по формуле

Г U -UJ-U| I Z, | (- + -1-) ц- arccos R9

5

50

ее

Uuf|zj(---- + -0-Ч

;«ЈР 1

R,

1

Lo6p ЛЧ

где U - суммарное напряжение на

зажимах цепи делителя; U0 - падение напряжения на образцовом сопротивлении; R05p - величина образцового сопротивления;Rn - входное сопротивление

вспомогательной измерительной цепи;

|ZX - модуль искомого комплексного сопротивления.

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения комплексных сопротивлений исследуемых двухполюсников. Способ реализован в устройстве. С целью повышения точности измерения составляющих комплексных сопротивлений измеряют напряжения на цепи делителя, состоящего из последовательно соединенных образцового и искомого сопротивлений, а также на образцовом и искомом сопротивлениях, определяют по их значениям модуль и угол искомого комплексного сопротивления, при этом напряжение на образцовом сопротивлении измеряют, предварительно подключая параллельно ему вспомогательную измерительную цепь с активным входом, а угол искомого комплексного сопротивления вычисляют по формуле, приведенной в описании изобретения. 4 ил.

Фиг. г

)V

2

ЩигМ