Измеритель комплексных сопротивлений Советский патент 1974 года по МПК G01R27/00 

Изобретение касается измерений пара метров электрических двухполюсников и может быть использовано для исследования биогюгнческих, электрохимических и других систем. Известен измеритель комплексных сопротивпений, содержащий источник программно jH3;.iejisjiO;i orocfl наиряжения и прессеЛ1, слуЖ41щие соответственно для поляризации ис следуемого объекта и разделения цепей по стоянного и переменного тока, источник гармонических колебаний, магазин сопротивлений для регулирования амплитуды перемен ного тока, протекающего через исследуемый объект, два фазочувствительных детектора, опорные нахшяжения которых сдвинуты по фазе на 90 , и два отсчетных устройства искомых компонент комплексного сопротив- Iления. Известный измеритель характеризуется низкой точностью измерения искомых компонент комплексного сопротивления, узким диапазоном часачэт и номинальных значений нзмеряем)1х комплексных сопротивлений (ри /Л1анс - ™ / вследствие утечки части сигнала генератора гармонических колебаний через паразитную емкость магазина сопротивлений и иепь поляризации, а также непостоянством чувствительности при изменении пределов измерения. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Для этого предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными образцовым резистором и операционным суммируюшим усилителем с цепью обратной связи, выполненной на резисторе, причем об разцовый резистор включен между входом исследуемого объекта и выходом операционного суммирующего усилителя, вход котороро через резисторы подключен к выходам источника гармонических колебаний, источника программно изменяюшегосЯ; напряжения И операционного усилителя. Измеритель позволяет обеспечить галь- )ваностатический режим поляризации исследуемого объекта без разделения цепей по - стоянного и переменного тока, расширение рабочей рбласти частот до 2 СО кгц и номинальных значений комплексных сопротивлений до 10 ком при погрешности измерения 2%. Вследствие s-roroj например, рас- ширяются возмож1юсти переменно-токовых методов изучения механизма процессов, пр текающих в исследуемых объектах. На чертеже изображена электрическая схемсЧ предлагаемого измepи eпя комплекс ных сопротивлений. Устройство содержит операционный сум ифующий усилитель 1 с сопротивлениями прямой 2, 3, 4 и обратной 5 связи, к вхо дам 6 и 7 которого подсоединены соответ .ственно исючник 8 гарк4онических колебаний и источник 9 программно изменяющегося напряжения, а к выходу через образ новый резистор 10 - повторитель напряже ния 11 и исследуемый объект 12, Выход операционного усилителя 13 с сопротивлениями прямой 14 и обратной 15 связи под ключен к входу блока 16 фазгэчувствительных детекторов с отсчетными устройствам и к резистору 4 прямой связи суммируюшего операционног-о усилителя 1, Ус-тройство работает следующим обра зом. Сигналы источников гармонических колебаний 8 и программно изменяющегося напряжения 9, равные соответственно - Е„, суммируют ::я в усилителе 1 и прикладываются к цепи, сосюящей из Образцового резисЮра 1О и исследуемо1о объекта 12, : Величина тока, протекающего через исследуемый объект, не зависит от величинь комлигексного сопротргаления последнего, Зю достигае-тся вследствие действия цепи поло-житепьной обратной связИ; состоящей из повгорителя напряжения 11 и фазоин версного каскада, выполненного на опера™ ционном усилителе 13, Предполагают, что в первый момент исследуемый объект закорочен. Тогда ток через резиг тор К) бу дет равен Г - / 4 L ) J /.,. /,п и Кю fc,)% - г Т/ -, .г где V, -., -- напрЯ ycHJUife женис на вы.ХОце операцисмлю о ля 1. При п-ключении объекта 12 на вхо.д суимируязщо о усилителя 1 по пегле положительной сора ной связи посгупает напря жений /2 И(:с.и1едуемого обьекта. 11ре« . пя BXc.n.iHjHsi током гювюритепя на -пряжения 11, величину тока через резис- тор 10 в этом случае определяют из соеV2 f/r-f ношения / -i 40 % (2) где К коэффициент передачи по петле пг .ложительной обратной связи, равный 1- KS % А коэф} ициент передачи повторителя напряжения 11J . Из уравнений (1) и (2) получают погрешность задания гальваностатического режима исследуемого объекта, ijf( откуда следует, что погрешность задания гальваностатического режима стремится к нулю при К, близком к единице. Последнее условие легко достигается в устройстве, например, выбором коэффициента передачи операционного усилителя 13, Так как ток, протекающ1-ш через образцовый резистор, равен току объекта, то напряжение i/ будет строго пропорцио нально его комплексному сопротивлению. Составляющие э-того напряжения непосредственно измеряются блоком 16, СОСТОЯ 1 И;,1 из фазочувствительных детекторов и отсчетных усфойств, который включен на выходе операционного усилителя 13. Предмет изобретения Измеритель комплексных сопротивлений содержащий источник гармонических колебаний, источник программно изменяющего, ся напряжения, резисторы, повторите)Ь напряжения, операционный усилитель, два фазочувствительных детек-тора с отсчет устройствами и исследуемый объект, отличающийся тем, что, с целью повыщения -гочности и расщирения функциональны, возможностей, он снабжен последовательно соединенньми образцовым резистором и операционным суммирующим с обратной связи, выполненной на резисторе, причем образцовый рез(стор включен между входом исследуемо -о объекта и выходом операционного су.м.мирую щег-о усилителя, вход которото через резисторы подключен к выходам источ-ника гармонических колебаний, источника программно изменяющегося ияпряження и оп-л рационною усилителя,