Устройство для измерения комплексных параметров двухполюсников Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

15 Т

Г

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и контроля комплексных сопротивлений двухполюсников в диапазоне высоких частот.

Цель изобретения - повышение точности измерения в диапазоне высоких частот путем устранения влияния на результат измерения паразитных реактивных параметров элементов измерительной схемы.

На фиг.1 и 2 представлены функциональные схемы устройства и калибровочного двухполюсника соответственно.

Устройство содержит источник 1 синусоидального напряжения, первый резистор 2, второй (образцовый) резистор 3, первый ключ 4, первый конденсатор 5, второй ключ 6, векторный вольтметр 7, калибровочный двухполюсник 8, состоящий из третьего резистора 9, третьего ключа 10, второго конденсатора 11, коммутатора 12, зажимы 13-15 для подключения контролируемого и калибровочного двухполюсников. Выход источника 1 напряжения соединен с первым выводом первого резистора 2 и опорным входом вольтметра 7, измерительный вход которого соединен с вторым выводом резистора 2, зажимом 13, первым выводом ключа 4 и вторым выводом ключа 6. Первый вывод ключа 6 соединен через конденсатор 5 с общей шиной, второй вывод ключа 4 через резистор 3 соединен с общей шиной 4 и зажимом 14, первый, второй и третий выводы коммутатора 12 соединены с управляющими входами ключей 4 и 6 и зажимом 15. Первый вывод 16 калибровочного двухполюсника 8 соединен с первыми выводами резистора 9 и ключа 10, второй вывод 17 соединен с вторым выводом резистора 9 непосредственно и через конденсатор 11 - с вторым выводом ключа 10, управляющий вход которого соединен с третьим выводом 18.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии контролируемый и калибровочный двухполюсники отключены от устройства, ключи 4 и 6 разомкнуты, при этом регистрируют вольтметром 7 напряжение UQ. Затем при замкнутом ключе 4 регистрируют напряжение UK, после чего при

разомкнутом ключе 4 и з-амкнутом ключе 6 регистрируют напряжение Uc. К зажимам 13-15 подключают калибровочный

двухполюсник 8 и при разомкнутых ключах 4,- 6 и 10 регистрируют напряжение U., затем замыкают ключ 10 и регистрируют напряжение U2. По значениям измеренных напряжений определяют значение реактивной составляющей Хк полного сопротивления z K резистора 3, выражающее как реактивные параметры самого резистора 3, так и паразитные параметры цепей подключения этого резистора. Определяют также реактивные сопротивления Х участка цепи, соединяющего клемму 13 с измерительной цепью

к т к

ZK RK + JXK;

(1) (2)

, -Rj.Xi --A|R,RzRXrXJ)z + (R,-Ri)t3

XM R;:-R, -

(3)

Входящие в формулы (1) и величины К0, R,,, R, Х«, X.2 определяются из выражений

К,

2 - 1

& - 1

Uc

R, Rez,; R2 Rez2; X, Iwzt; X2

Uo . 5k где z R, H- jX, z, Ј

U,

2 - 1 UK

R4 + JX:

x U0

U

0

5

Ко - комплексный коэффициент; R ,RЈ

соответственно действительные импульсньГе части полных сопротивлений z ,, zz; R - известное значение активной составляющей сопротивления резистора 3 на частоте измерения .

После выполнения указанных калибровочных операций и вычислений контролируемый двухполюсник подключают к зажимам 13 и I 1 и регистрируют

s

напряжение U при разомкнутых ключах - 4 и 6, после чего полное сопротивле- ние двухполюсника z определяют по фор158

муле

я z.

Uo

с;

UO

7, I

U0

D

- jx,

Значение параметров элементов измерительной схемы рекомендуется выбирать из условий

Rk (0,5т2,0)- /z/; R, R

К

D

(ОС, где |zj

СОС2

R

К

модуль полного сопротивления контролируемого двухполюсника;

. pRfc - значения сопротивлений первого и третьего резисторов;

значение емкостей перво- го и второго конденсатор угловая частота. В рабочем диапазоне частот первый и второй конденсаторы должны иметь добротность не менее 1000.

В качестве векторного вольтметра может быть использован серийный прибор ФК2-12.

с |,сг Q

Формула изобретени

i

1. Устройство для измерения комплексных параметров двухполюсников, содержащее источник синусоидального напряжения, первый ключ, первый и второй резисторы, два зажима для подключения

- р1580282

-

10

15

20

25в; 30

35

40

двухполюсника, первый из которых соединен с первым выводом первого ключа, выход источника синусоидального напряжения соединен с первым выводом первого резистора, а второй вывод второго резистора соединен с общей шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены первый конденсатор, второй ключ, коммутатор и третий за - жим для подключения калибровочного двухполюсника, векторный вольтметр, опорный и измерительный входы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами первого резистора, первый вывод второго ключа через первый конденсатор соединен с общей шиной и вторым зажимом для подключения двухполюсника, а второй вывод второго .ключа соединен с вторым выводом первого резистора и первым выводом первого клю-, ча, второй вывод которого соединен с первым выводом второго резистора, первый, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей и третьему зажиму для подключения калибровочного двухполюсника. 2. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что калибровочный двухполюсник содержит второй конденсатор, третьи резистор и ключ, три контактных вывода, первый из которых соединен с первыми выводами третьих резистора и ключа, второй соединен с вторым выводом третьего резистора непосредственно и через второй конденсатор - с вторым выводом третьего ключа, управляющий вход которого соединен с третьим контактным выводом.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях комплексных сопротивлений двухполюсников в диапазоне высоких частот. Устройство содержит источник 1 синусоидального напряжения, первый резистор 2, второй (образцовый) резистор 3, первый ключ 4, первый конденсатор 5, второй ключ 6, векторный вольтметр 7, коммутатор 12, зажимы 13,14, 15, калибровочный двухполюсник, содержащий третий резистор, третий ключ, второй конденсатор. Устройство имеет повышенную точность измерений в области высоких частот за счет устранения влияния на результат измерения паразитных реактивных параметров элементов измерительной схемы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.