Способ калибровки куметра по добротности Советский патент 1990 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для метрологического обеспечения измерителей добротности..

Цель изобретения - повьппение точности калибровки куметра по добротности

Согласно предложенному способу к клеммам измерительного блока калибруемого куметра подключают индуктивный двухполюсник, настраивают контур измерительного блока в резонанс изменением емкости измерительного конденсатора, измеряют напряжение и на выходе измерительного блока, изменяют собственную емкость двухполюсника путем подключения к

нему вспомогательной емкости, вновь настраивают контур измерительного блока в резонанс, измеряют напряжение Uj на выходе измерительного блока, осуществляют расстройку контура путем отключения вспомогательной емкости, измеряют напряжение U на выходе измерительного блока, калибровочную поправку вычисляют по выражению

О

ел

о: it

;о

К,

9i

и,

На фиг о 1 показана эквивалентная . схема одного из вариантов измерительг

Horo блока куметра с высокоомной емкостной связью; на фиг. 2 эквивалентная схема измерительно о блока, преобразованная из схемы фиг 1 по теореме об эквивалентном источнике возбуждающего напряжения.

На фиг с 1 и 2 приняты следующие обозначения:

С. - часть измерительного кондек- ю сатора, выполняющая роль конденсатора связи;

С V, - основная часть измерительного конденсатора;

Т. . , L - собственные индуктивное-15

ее ск ти конденсаторов Ь и ь,

г,-(, сопротивление активных потерь в металле конденсаторов С и С

ск ьск

- емкостное и индуктивное сопротивление основной части измеритель ного конденсатора Модуль коэффициента связи определяется согласно выражения (1) и (2)

п

Хек

лИ + 1/Q

сс ск

где

Х,,-Х.сс 1 „ .1 г5.

..i..

- l l/QM-1/Q/1- /Q (4jQ

3 Гек

Лл1/ -Л.

ск

Lex

Qo

RC Хсс Хек

х,.. Qb, X.

ue)

kK.

k;

Хсс+х,,.

R - сопротивление активных по- 20 « практике для измерительньк кон- ь эквивалентное потерям в ди .денсаторов - .0,001; рг- 0,001,

.к-тпии-р измерительного конденсато-QM -Л

терь

электрике измерительного конденсато ра и потерям, вносимым из внешней цепи измерительного контура;

L, г, - индуктивность и сопротив- 25 ление активных потерь индуктивного двухполюсника;

и и - входное и выходное напряжение измерительного блока (на фиг. 1 и фиг в 2);30

Cg - вспомогательный конденсатор о

На фиг 2 обозначено:

f; J- емкость и эквивалентное сопротивление активных потерь измерительного конденсатора;

е - эквивалентное значени.е теории б эквивалентном источ-где L

поэтому с погрешностью не более 1,5

К 10 % коэффициент связи равен

Хек. ск

Из выражений (1) и (2) с погрешностью не более 3-10- % для X и 2,5 Н10 % для Г(, можно записать

ХА X

Л. ... т:т

с Х..+Хск ЬС 1-C/CL

С С + Cj.;

с Г ЧАЛ --а

; (А)

(5)

измерительного конденсато- ра„

нике напряжения

е и..п; п .

z,

- j (XCG Lcc

i-CC J CC 1,CC

55 C - ii5i iI-2 iPil-i (2)

r. i(x.- x,.,,)

ci а, - где X - емкостное сопротивление измерительного конденсатора

п - коэффициент связи; X , X, - емкость и индуктивное со- противление части С измерительного ко1чденсатора;

V V J5 что обеспечивается Lck i.« хсс

конструкцией измерительного конденсатора;

1

ск ьск

- емкостное и индуктивное сопротивление основной части измерительного конденсатора Модуль коэффициента связи определяется согласно выражения (1) и (2)

Хек

лИ + 1/Q

ск

Х,,-Х.сс .1 г5.

..i..

- l l/QM-1/Q/1- /Q (4jQ-/

3 Гек

Лл1/ -Л.

ск

Lex

RC Хсс Хек

ue)

х,.. Qb, X.

kK.

Хсс+х,,

« практике для измерительньк кон- денсаторов - .0,001; рг- 0,001,

поэтому с погрешностью не более 1,5

К 10 % коэффициент связи равен

Хек. ск

Из выражений (1) и (2) с погрешностью не более 3-10- % для X и 2,5 Н10 % для Г(, можно записать

X

... т:т

Х..+Хск ЬС 1-C/CL

; (А)

С С + Cj.;

с Г ЧАЛ --а

где L

0

измерительного конденсато- ра„

В эквивалентной схеме (фиг„ 2) выходное напряжение определяется как

- Ib+iXb.

r,()

Максимальное значение U при настройке контура емкостью С наступит при резонансе, т.е. при Х Х , модуль входного напряжения будет определяться

и е где

.QiJri..,.,w .

(о. +0.) -Jl+a

1, t 1

(6)

5

О XU Х. X,. L г, г, с г„ г

- - .(i . Со) о . (Qb+Qf) С

ri,+r.

5-16

0, - добротность измерительного

контура о

При О, 10 с погретностью более 0,5% выражение (6) можно записать

и. ер |у - при резонансе,

Qk

, - при расстройке

J0V-I-г-тпчЛl.f

-Jl+o г ° емкости, Из последнего выражения имеем

« ггд - - «

Способ осуществляют следующим об- разоМи

Подключают к клеммам измерительного блока калибруемого куметра индуктивный двухполюсник L, г I о Настраивают контур измерительного блока в резонанс изменением емкости С, С1 или С (фиг. 1 и 2) о Измеряют напряжение на выходе измерительного блока и, которое согласно (1), (6) и (7) определяется выражением

d + 1

о

L

K U.

(9)

де К - градуировочный коэффициент

куметра„

Изменяют собственную емкость двухполюсника путем подключения вспомогательного конденсатора С,., настраивают контур в резонанс, измеряют напряжение U на выходе измерительного блока При подключении Сц добротность двухполюсника будет определятьсяf 2

1 - п г 1 1n

I и/

Q: Qi-(i --г-)

ч

СО Р

где (jj - частота, на которой производится калибровка; СОр- собственная резонансная частота двухполюсника с вспомогательным конденсатором С

Так как /Ci) ----,; О) ---- где

IL- С, л1ь Cg

С4 - емкость измерительного конденсатора С при первой настройке в резонанс, то (10) запишется в виде

Q Q,(1-§-b)

Напряжение U- будет определяться выражением

1

Q,(l-§)

(12)

к-и„

5649

Решая совместно (9) и (12), пап учим, учитывая, что K U OK,

Q Сь9-К.

, г.-п. 1Ь. 5

ь с,-Сб ,и,.

(13)

(г-

Ug

Далее производят расстройку контура путем отключения С-, при этом емкость измерительного конденсатора будет иметь значение С С,- С до Измеряют напряжение Up на двухполюснике. Подставляя (8) , где С Cg

(14)

и АС Cg, В (13), получим

-ЖА -

ь - и, .

и

Калибровочная поправка будет определяться из выражения

К f и,

Поскольку погрешность калибровки сильно зависит от отношения

25 и

--, для обеспечения более точной каи

Р

30

либровки предлагаемым способом необходимо обеспечивать максимально возможную расстройку контура.

Формула изобретения

Способ калибровки куметра по добротности, заключающийся в том, что подключают к выходным зажимам измерительного блока куметра индуктивный двухполюсник, настраивают колебательный контур измерительного блока в резонанс изменен1 ем емкости измерительного конденсатора, измеряют напряжение резонанса на выходных зажимах измерительного блока, расстраивают колебательный контур измерительного блока по емкости, измеряют напряжение

расстройки на выходных зажимах изме- рител ьного блока, определяют калибровочную поправку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, подключают

параллельно ищ1.лт тивному двухполюснику вспомогательную емкость, настраивают колебательньй контур измерительного блока в резонанс, измеряют напряжение резонанса на выходных зажимах измерительного блока, расстраивают колебательный контур путем отключения вспомогательной емкости при этом калибровочную поправку К определяют из соотношения

К - -

| и,

16156498

U - напряжение резонанса при подключении индуктивного

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для метрологического обеспечения измерителей добротности. Целью изобретения является повышение точности калибровки куметра по добротности. Для этого к клеммам измерительного блока калибруемого куметра подключают индуктивный двухполюсник, настраивают контур измерительного блока в резонанс, измеряют напряжение на выходе измерительного блока, изменяют собственную емкость двухполюсника, вновь настраивают контур измерительного блока в резонанс, затем осуществляют расстройку контура и измеряют напряжение на выходе измерительного блока и вычисляют калибровочную поправку. 2 ил.

i k

Фиг.

Сб