СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ПАССИВНЫХ ТРЕХЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ Советский патент 1969 года по МПК G01R27/02 

Изобретение отйосится к области измерений параметров сложных электрических двухполюсников и может быть использовано в полупроводниковой технике, электрохимии и других областях.

Известен способ измерения параметров нерезонансных трехэлементных двухполюсников с .помощью электроизмерительной цепи уравновешивания, питаемой источником напряжения изменяюш;ейся частоты. Комплексное Сопротивление (комплексную проводимость) исследуемого двухполюсника при таком способе преобразуют в активную величину Л вида

-Tznr

А К

р ;РЗ(-)

где К - коэффициент преобразования, PI и PZ - частотонезависимые, а РЗ - частотозависимое сопротивления (проводимости), прямо или обратно пропорциональные искомым параметрам исследуемого .двухполюсника. Затем изменением частоты напряжения питания измерительную цепь приводят в квазнровановесие, характеризуемое максимальным значением реактивной составляющей активравновесие, характеризуемое равенством реактивной и нескомпенсированной активной составляющих величины А. Иосле этого искомый параметр, функционально связанный с величиной .PI, отсчитывают по значению компенсирующего сигнала, искомый параметр, функционально связанный с величиной Р,- по значению одной из составляющих или модуля нескомпенсированной части величины

А, а искомый параметр, функционально связанный с величиной РЗ - по значению одной из составляющих или модуля сигнала, полученного путем умножения или деления на частоту указанной нескомпенсированиой части

величины А.

Для обеспечения раздельного измерения трех параметров измерительную цепь приводят в первое квазиравновесие изменением частоты. Это не позволяет выбирать частоту измерения произвольно, что необходимо во многих случаях (напр.имер тогда, когда независимость параметров Р и Ра от частоты обеспечивается только в некоторых точках частотного диапазона). При таком способе нельзя также измерять относительные параметры исследуемого двухполюсника ( например, отноКроме того, пределы измерения ограничены возможяы1М частотным диапазоном .источника напряжения и измерительной цепи. Целью изобретения является исключение частотозависимости процесса измерения, обеспечение возможности измерения относительных параметров исследуемого двухполюсника, а также расширение пределов измерения. Это достигается тем, что сравнивают сигнал А с двумя компенсирующими сигналами оо АК И Лк2 , синфазными (противофазными) с .активной составляющей сигнала Л, и регулируют велиичну компенсирующего сигнала Лк1 до наступления квазиравновесия, характеризуемого независимостью модуля разности сигналов Л и Лк1 от величины РЗ, а величину компенсирующего сигнала Лк2 до наступления второго квазиравновесия, характеризуемого равенством модулей разности сигналов л и Лк1 И разности компенсирующих сигнаоолов Лк1 и Лк2 , после чего искомые параметры, функционально связанные с величинами PI, Р-2, РЗ, определяют соответственно по значению компенсирующего с.игнала Лкз и по значению составляющих разностного сигнал а Л-Л каНа чертеже показана принципиальная схема устройства, реалазующего предложенный способ. К выходу источника / с э. д. с. До подсоединен трансформатор 2 с обмотками 5-7, имеющими соответственно число витков «3-Пт. С помощью этого трансформатора комплексная проводимость исследуемого двухполюсника 8, включающего в себя проводи.мости 9, 10 и 11 с номинальными значениями §, §2 и Сз, и образцовые проводимости 12-15 с номинальными значениями , §5, ge и C преобразуются соответственно в сигналы. о«б Л §2J Сз Сигналы / и /к1 вычитаются в трансформаторе 16, имеющем обмотки 77, 18 Е 19 с числом витков «17, П18 и «19, а затем преобразуются в напряжение с помощью усилителя 20, стор 21 с сопротивлением Ri. Напряжение на выходе усилителя 20 равно // «1, §1 - «7«18g4 + Ufi - 1/5-3 + 1/ Сз Для определения момента приведения измерительной цепи в квазиравновесие, характеризуемое независимостью модуля сигнала U.21 ОТ параметра РЗ, используют частотную модуляцию напряжения источника 1. О достижении кваз.иравновесия судят по исчезновению огибающей амплитуды напряжения на входе амплитудного детектора 22 огибающей. В этот момент отсутствует управляющее воздействие, изменяющее число витков обмотки 7, а следовательно, и величину тока IKI . Поэтому модуль напряжения на выходе усилителя 20 равен 17°/ ,/ ЛоП1в Rlg2 I Второе квазиравно-весие отмечается но нулевому показанию амплитудно-дифференциального указателя 23, на входы которого подаются напряжения с усилителей 20 и 24. В цепи обратной связи последнего из них включен резистор 25 с сопротивлением R Управляющее воздействие указателя 23 изменяет число витков обмотки 5, а следовательно, и величину компенсирующего тока /кз ДО тех пор, пока не ВЫПОЛНИТСЯ равенствоi(4-L)9i if/.ii. в трансформаторе 26, имеющем обмотки с числом витков соответственоооно, вычитаются сигналы Л и Лкз и Лкз и преобразуются в напряжение с помощью усилителя 31, в цепи обратной связи которого включен резистор 32 с сопротивлением RS- Напряжение на выходе усилителя SJ равно fj - р L/ ., L,,: «ЗП31 V + 1/./ Сз 1/ 6+1/У С7 В момент равновесия, отмечаемый указателем 33, напряжение . После проведения указанных операций ,и при Л19 П-28, ttl7 tt28 «19, Rl - Kz искомые параметры равны д. „ в) S