Компенсационное устройство для измерения параметров четырехполюсников Советский патент 1975 года по МПК G01R17/06 

(54) КОМПЕНСАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

3

Компенсационное устройство для определения амппитудно- и фазо-частогных характеристик четьфехлолюсникоБ содержит источник испытательных сигнапов 1, распределительный трансформатор 2, переключатели квадрантов 3, 4, фазовращател 5, переключатель измерений 6, формирователь квадратурной составляющей напряжения 7, формирователь синфазной составляющей напряжения 8, масштабный преобразователь 9, сумматор 10, магнитный коМпаратор 11, устройство управления 12, аналогсмхифровой преобразователь 13, ;ре,. гистрирующее устройство 14, исследуемы четырехполюсник 15.

Источник испытательных сигналов 1 позволяет получать напряжения любого вида и формы. С помощью распределительного трансформатора 2 напряжение источника сигнала подается по двум каналам канал урановешивания,измерительный ка1НЙЛ.

В канал уравновешивания входят пере ктиочатели квадрантов 3, 4 формировател квадратурной составляющей напряжения 7, формирователь синфазной составляющей напряжения 8 сумматор 10„ В измерительный канал входят фазовращатель Sj

переключатель измерений 6, масштабный преобразователь 9о

Переключатели 3,, 4 позволяют переключением концов выходных обмоток распределительного трансформатора 2 получать компенсирующее напряжение в любом из четырех квадрантов. Формировател квадратурной составляющей напряжения 7 обеспечивает сдвиг напряжения на 90°, одновременно позволяя менять амплитуду напряжения квадратурной составдяюшей, например, с помощью декадного депителя напряжений. Формирователь синфазной составляющей напряжения 8 обеспечивает изменение по амплитуде напряжения синIфазной составляющей. На сумматоре 1О происходит сложение составляющих компенсирующего напряжения. Изменение амплитуды составгшющих компенсирующего напряжения обеспечивает вращение его вектора в выбранном квадранте. Фазовращатель 5 позволяет повора твать вектор испытательного напряжения в измерительном канале на угол отличный от О, 90, 180 и 270 . Это необходимо того, чтобы при фазовых сдвигах в четырехполюснике, близких к О, 90, 18О или 27О не осуществлять измере1 ия при значениях амплитуды какой-либо из составляющих

I к(,)|.11 еисирующего напряжения, близких к

4

нулю, а вьшолнять измерения в середине заданного квадранта. Масштабный преобразователь 9 имеет коэффициент передачи, обратный по размерности коэффициенту 5 передачи четырехполюсника, и позволяет получать коэффициент передачи звена: масщтабный преобразователь - четырехполюсник равным 1, При этом .достигается больщая готаость определений: .цогрещности ча0 стотных характеристик летырехполюсников Переключатель измерений 6 позволяет перед каждым измерением на заданной частоте осуществлять уравновещивание устройства с отключенным масщтайным преобра-

I зователем и исследуемым четырехполюсником, В магнитном компараторе 11 проис- ходит компенсация магнитных . .-потоков, создаваемых, с однойстороны, напряжение измерительного канала, и, с другой сторо-.

0 ньг,.,напряжением канала уравновешивания. Аналого-цифровой преобразователь 13 преобразует нескомпенсированное напряжение в цифровой код, посредством которого устройство управления 12 по задан- ;

5 ной программе переключает амплитуды синфазной и квадратурной составляющих в формирователях 7 и 8, доводя устройство до полного уравновешивания. Регистрирующее устройство 14 регистрирует результаI ты измерений.

Устройство работает следующим образом. Измерение характеристик осуществляется на фиксированных частотах с заданной амплитудой сигнала. На каждой фиксированной частоте измерение производится в три этапа:

1, Уравнове дивание измерительной схемы без масштабного преобразователя и исследуемого четырехполюсника.

02с Измерение отклонения характеристик

четырехполюсника от их номинального значения на указанной частоте, для.чего в измерительное устройство включаются масштабный npeo6pa30BaTejib и исследуемый четырехполюсник. Предварительно на масштабном преобразователе устанавливается коэффициент передачи, обратный по велишне и -размерности номинальному коэффициенту передачи четырехполюсника.

3. Регистрация характеристик четырехполюсника, вычисление и регистрация погрешностей этих характеристик.

Уравновешивание измерительной cxeNSbi производится в следующей последовательности: переключатель измерений 6 устаиаь-. ливается в положение 1, фазовращатель 5 устанавливается в такое положение, чтобы вектор напряжения измерит« ышго (с учетом сдвига фазы в чутырехш)люснике) был приблизительно (точность не требуется) в середине квадранта, переклк чатели 3, 4 устанавливаются в положение, соответствующее квадранту, в котором должен находиться вектор напряжения изме рительного канала. Затем от источника испытательных сигналов 1 подается напряжение заданной амплитуды и частоты, которое ,с помощью распределительного транс форматора 2 подается по трем цепям изме рительного канала и канала уравновешивания, С четвертой обмотки распределительного трансформатора это напряжение посту пает на фазовращатель 5„ В фазрвращате- ле 5 происходит сдвиг напряжения по фазе на некоторый угол и напряжение испытател ного сигнала подается на один из входов магнитного компаратора Но На второй вход магнитного компаратора 11 поступает компенсирующее напряжение из канала уравновешивания, которое формируется в прямоугольных координатах с помощью фор мирователей синфазной 7 и квадратурной 8 составляющих и сумматора 10. Если напряжения} поданные на входы магнитного компаратора 11, равны, то на выходе последнего отсу -ствуёт сигнал некомпенсации и устройство переходит в режим измерения. Если напряжения не равны, то с Iвыхода магнитного компаратора снимается некомпенсированный остаток напряжения, которое преобразуется аналого-цифровым преобразователем 13 в пифровой код. Информация о неуравновешенности измеритель ного устройства, заложенная в цифровом коде-, запускает программу устройства управления 12, котг)рое устанавливает формироютели 7 и 8 в такое положение при кoтopo происходит максимальная компенсация в компараторе 11. При достиже НИИ компенсации устройство управления 12 выключает 1фО1 рамму уравновешивания. Если из-за конечной величины дискретности компенсирующего нанряжения невозмож но достигнуть полной компе}1сации, то не- скомпенсированная величина наггряжения запоминается и учитывается при да шнейших измерениях и вычислениях погрешност Затем устройство переходит ко второму этапу измерений. Переводом переключателя 6 в положение 2 в измерительный канал устройства включается масштабный преобразователь 9 и исследуемый четырехполюсник. При этом вектор напряжения измерительного канала изменит свое положение как по амплитуде, так и по фазе, в силу несоответствия коэффициента передачи четырехпрлюсника номинальному значению II вносим.ого им фaзoJapгo сдвига. Величина нескомпенсированного напряжения, снимаемая с магнитного компаратора, преобразуется в соответствующее ей значение цифровюго кода и вновь запускает программу уравновешивания устройства управления. При достижении уравновешивания устройство управления прекращает переключение и после несложных вычислений выдает на регистрирующее устройство значение амплитудной и фазовой характеристик и их погрешностей.. На следующих фиксированных частотах все измерения повторяются в указанной последовательност Предмет изобретения Компенсационное устройство д;ш измерения параметров четырехполюсников, содержащее источник испытательных сигналов, через разделительный трансформатор соединенный с каналом уравновешивания, состоящим из двух переключателей квадрантов, и измерительным каналом, состоящим из масштабного преобразователя и фазовращателя, через переключатель измерений связатюго с одним из входов магнитног-о компаратора, исследуемый четырехполюсник, yпpaв нющee и ретистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с цедшю повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, оно снабжено включенным между магнитным компаратором и yпpaв fflющим устройством аналого-цифровым преобразо- вателем, двумя формирователями квадратурной и синфазной составдяющих напряжения и сумматором, своими входами подключенным к вь1ходу формирователей, а выходом - к другому входу магнитного компаратора, причем первые входы формирователей связаны с соответствующими переключателями квад}1аитов, а вторые - с выходами управляющего уг:тройства.

1