Изобретение относится к области из.мерения параметров комплексного сопротивления.
Известен преобразователь комплексной проводимости в пропорциональное ей переменное комплексное напряжение, предназначенный для «спользовання в приборе, из.меряющем составляющие этой проводимости и имеющем систему формирования мантисс и порядков результатов измерения, содержащий генератор опорного напряжения, усилитель, охваченный с помощью образцовой проводи.мости цепью отрицательной обратной связи, и нулевую щину, объединяющую генератор и усилитель.
Недостатком известного устройства является нелинейность преобразования.
С целью линеаризации функции преобразования в предлагаемом преобразователе в цепь обратной связи усилителя дополнительно введены корректирующие ветви, каждая из которых содержит последозательно соединенные управляемые переменные проводимости, соответствующие определенным составляющим измеряемой комплексной проводимости, и управляемые переменные делители напряжений, причем управляющие входы переменных проводимостей соединены с соответствующими выходами обратного кода системы формирования мантисс, а управляющие входы переменных делителей - с
2
соответствующими выходами системы формирования порядков отсчета.
На чертеже дана схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения ео с частотой соо, объект 2 преобразования УХ, имеющий, например, емкостной характер )Cx + gx, усилитель 3 с отрицательным коэффициентом усиления К и входной проводимостью -г/вх, образцовую проводимость 5-УОС обратной связи, дополнительные магазин 6 активной проводимости ye ge и магазин 7 емкостной проводимости г/7 /о)С7 со средства.ми 5 и 9 коммутации, делители JO и 11 напряжения, например, трансформаторного типа с коэффициентом передачи а и Ь и средствами 12 .и 13 их регулирования.
При стабилизации величины полной проводимости, подключенной по входу усилителя 3, статическая погрещность преобразования неизменна при любых значениях, составляющих УХ. Обозначив через бвх и йлыг входное и выходное напряжения усилителя 3 и через
У Увх + i/oc + y.v + У. -f У-
полную проводимость, подключенную к его входу, выходное напряжение усилителя (преобразователя) составляет к - е,, (1 + у, -статическая ошибка иреобрагде 6s зования. Поскольку проводимости г/вх и УОС п коэффициент усиления К можно считать неизменными, то вариации величины 6s определяются суммой переменных комнонент у нолной проводимости у У Ух + У + У Постоянства ошибки статпзма можно достичь, стабилизировав величину у y /,(y) + «{y) const. ЛУ) & + ge const I I,n(y) C, + C, onBi I Параметры gx и C: заранее не известны, поэтому предварительно установить какими должны быть величины g и С невозможно. Однако информация о gx и С,; отображается по мере отработки измерительной системы прибора, в составе которого работает преобразователь, в отсчетном устройстве. Используя код содержимого этого отсчетного устрой ства (при цифровом представлении результатов), можно осуществить оперативное управление магазинами б и 7 цроводимостей таким образом, что условия (1) выполняются при правильных отсчетах величин С и gx, при этом взаимная коррекция преобразователя, вырабатывающего напряжение Увых, и измерительной системы, использующей это напряжение для определения величин и gx осуществляется в динамике, и к моменту завершения цикла измерения величина 6s приобретет наперед известное зпачение, а в отсчетном устройстве формируются правильные результаты измерения, в которых величину 6s учитывают аппаратурно, как неизменный фактор. Величины gx и Сх могут изменяться на несколько порядков. Соответствующее изменение порядков эффективных проводимостей магазинов б и 7 при неизменных наборах этих магазинов достигается в схеме за счет подключения их к выходам автотрансформаторных делителей /О и ./7 напряжения, коэффициенты передачи которых могут превышать единицу. Если, например, обозначить через а коэффициент передачи делителя 10, связанный с магазином 6 активной проводимости, то эффективная проводимость магазина со стороны входа усилителя .3 состагвляет Яб,(1 -ак),. где gG-- абсолютная величина .;1ючеииой и магазине ti прово;,имости. Аналогично, эффективная проводимость магазина 7 С7зф а-ьк)с„ где Су - абсолютная величина включенной в магазине 7 проводимости (коэффициент К передачи усилителя отрицателен). Характер законов управления делителями 10 и // напряжения и магазинами 6 и 7 проводимостей со стороны отсчетного устройства измерительной системы определяется из условий (1) g.v + ё. const. Обозначим g M./.geA, где - P - мантисса; а - порядок; §ед - размерность величины gx, п - число знаков в изображении мантиссы; р - основание системы счисления. Порядок а меняется в пределах от ао ДО . где Ото - наименьший порядок, соответствующий низшему пределу измерения gx; 1 0, 1, 21макс - номер текущего предела измерения. Тогда a wo + i. В аналогпчиой форме представим проводимость магазипа 5 g. М| /(-«к) Яед,(3) где аб - порядок проводимостей в наборе магазина. Необходимо, чтобы «6 «о, тогда, подставив условие (2) и (3) в условие (1), получаем Ms-p° -g., + (1 - ак)Л1| . const. Если сумма двух переменных величин есть еличина постоянная, то порядок этих велиин одинаков, откуда р 1 - ак и Таким образом, каждому значению порядка заранее сопоставляется определенная велиина а. Кроме того, если сумма их мантисс неизмена, то const. M, + Ml (l- р) - Mg. оследнее соотношение совпадает с опредеением обратного кода величины MgТаким образом, управление набором магаина 6 осуществляется содержимым соответствующего ему отсчстного устройства по закону обратного кола. К аналогичным результатам ириводнт анализ УСЛОВИЯ С, + С, const. т - число разрядов в изображении мантиссы С.,:; Во - наименьший норядок величины, соответствующий низшему пределу ее измерения; / - номер предела измерения С,; Сед - размерность емкости, тогда окончательное выражение величины статической погрешности предлагаемой схемы приобретет вид и Лх+Лс+(1+р-)()-/-Сед Из формулы следует, что статическая ошибка преобразования в пределах каждого поддиапазона (порядка) изменения величины g и Сх неизменна. Такая ошибка может быть скомпенсирована в измерительной системе прибора, как систематическая погрешность. 6 П р е д м е т и з о б р с т о п и я Преобразователь комплексной нроводимости в пропорциональное ей переменное комплексное напряжение, предназначенный для использования в приборе, измеряющем составляющие этой проводимости и имеющем систему формирования мантисс и порядков результатов измерения, содержащий генератор опорного напряжения, усилитель, охваченный с помощью образцовой проводимости цепью отрицательной обратной связи, и нулевую шину, объединяющую генератор и усилитель, отличающийся тем, что, с целью линеаризации функции преобразования, в цепь обратной связи усилителя дополнительно введены корректирующие ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные управляемые переменные проводимости, соответствующие определенным составляющим измеряемой комплексной проводимости, п управляемые переменные делители напряженпй, причем управляющие входы переменных проводимостей соединены с соответствующими выходами обратного кода системы формирования мантисс, а управляющие входы переменных делителей - с соответствующими выходами системы формирования порядков отсчета.
