Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления Советский патент 1992 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления содержит два входных зажима 1 и 2, генератор 3 тактовых импульсов, адресный счетчик 4, постоянное запоминающее устройство 5, цифроаналого зый преобразователь 6, источник 7 опорного напряжения, активный преобразователь 8 ток - напряжение, переключатель 9, фазочувствительный детектор 10 ианалого-цифровой преобразователь 11.

.Устройство работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 3 с частотой f0 поступают на вход адресного счет- чика 4. Постоянное запоминающее устройство 5 содержит в табличной форме М-разрядных значений функции у sinx в диапазоне от 0 до 360 градусов. Емкость адресного счетчика 4 поэтому равна m Hogzm V При опросе адресным счетчиком 4 постоянного запоминающего устройства 5 на его выходе формируются временные последовательности NI численных значений функции sinx в двоичном коде. Следовательно, на выходе цифроаналогового преобразователя 6 формируется синусоидальное напряжение U0, питающее измерительную цепь прибора.

На первом и втором выходах адресного счетчика 4 формируются сигналы типа меандр синфазный Us и квадратурный Uq тестовому напряжению U0.

Реальная функция преобразования цифроаналогового преобразователя при использовании двоичной системы числения может быть предг. тавлеча п гиде U(h) q(HDq)n D0 F:o

-irO-Do) Ј Ai2nl4D0,

i - 1

где U - выходное напряжение цифроанзло- roEOfo преобразователя;

q - коэффициент (чувствительность) преобразования;

Dq - относительная погрешность коэффициента преобразования (мультипликативная погрешность);

h - преобразуемое число;

Do - погрешность смещения нуля (аддитивная погрешность);

Ео - опорное напряжение;

п - число разрядов кода;

А1 0 или 1 - разрядная цифра кода,

Аддитивная погрешность цифроанало- гового преобразователя 6 не будет оказывать влияние на результат измерения, так как в устройстве при обработке сигналов используется принцип синхронного детектирования (Дехтяренко П.И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике. Киев, .Техника, 1965, с.314). Следовательно, связь интегрального значения выходного напряжения цифроаналого- вого преобразователя с опорным напряжением Е0 можно представить в виде;

(1+Dq)Eo

Активный преобразователь 8 преобразует иммитанс измеряемого объекта X в пропорциональное напряжение Ux.

Работу устройства рассмотрим на примере измерения емкостного объекта с активной GX и реактивной Схпроводимостями, В этом случае функция преобразования активного преобразователя 8 имеет вид:

Ux - RoUo(Gx + j (О Сх),

где RO - коэффициент преобразования активного преобразователя (равномерность - Ом).

Фазочувствительный детектор 10 выделяет синфазную составляющую (относительно фазы тестового сигнала U0) напряжения Ux, если переключатель 9 находится в по/южении 1:

Ui R0GxUo RoGxK(1+Dq)E0; или квадратную составляющую, если переключатель 9 в положении 2

U2 RO О) CxUo Ro ft CxK(1+Dq) Ео

В предложенном устройстве на опорный вход аналого-цифрового преобразователя 11 подается опорное напряжение Е. Следовательно, содержащиеся в регистрах памяти аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования результаты измерения активной и реактивной

составляющих комплексной проводимости можно представить в виде.

Ni GvR0K(l4Dq);

N2 wCxRoK(1+Dq)

Таким образом, погрешности измере

ния составляющих комплексного сопротивления определяются погрешностью Dq коэффициента преобразования цифроана- логового преобразователя, которая при ис- пользовании, например, ЦАП типа К564ПА1 составляет

Dq-0.1%

Таким образом, точность измерения составляющих комплексного сопротивления в

данном устройстве на порядок выше.

Еще одним преимуществом устройства по сравнению с известным является его упрощение за счет исключения опорного канала.

Формула изобретения Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, содержащее адресный счетчик, постоянное

запоминающее устройство, цифроаналого- вый преобразователь, источник опорного напряжения, два входных зажима, активный преобразователь ток - напряжение, пе- реключатель, Фазочувствительный

детектор, аналого-цифровой преобразователь и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом адресного счетчика, информационные выходы которого соединены с соответствующими адресными

входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, вход управления опорного напряжения которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход цифроаналогового преобразователя подключен к первому входному зажиму, второй $ входной зажим соединен с входом активного преобразователя ток - напряжение, выход которого подключен ко входу фазового детектора, управляющий вход которого соединен с общим контактом переключателя, нормально замкнутый контакт которого соединен с первым выходом адресного счетчика, второй выход которого соединен с нормально разомкнутым контактом переключателя, выход фазового детектора соединен с измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения устройства, выход источника опорного напряжения соединен с опорным входом аналого-цифрового преобразователя.

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений. Сущность изобретения: цифровой измеритель составляющих комплексного сопротивления содержит входные зажимы, генератор тактовых импульсов, адресный счетчик, постоянное запоминающее устройство, циф- роаналоговый преобразователь (ЦАП), источник опорного напряжения, активный преобразователь ток-напряжение, переключатель, фазочувствительный детектор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Повышение точности измерения и упрощение устройства достигается путем использования в качестве опорного сигнала АЦП напряжения, общего с опорным сигналом ЦАП. 1 ил. со с