Устройство для измерения коэффициента передачи повторителя напряжения Советский патент 1975 года по МПК G01R19/00 

1

Настояо1,ее изобретение относится к измерительной технике и предназпачено для измерения коэффициента передачи высококачественных повторителей напряжения, величина коэффипиента передачи которых близка к единице.

Известные устройства для измерения коэффициента усиления К, содержащие генератор переменного напряжения, измеритель напряжения и переключатель, основанные на измерении напряжения на входе U и напряжения на выходе f/2 усилителя, при этом коэффициент усиления напрял ения К находится из соотношения

К - и,

Главный недостаток известного устройства для измерения коэффициента передачи заключается в том, что погрешность измерителей напряжения ограничивает возможность измерения коэффициента передачи, когда его величина приближается к единице.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что введено калиброванное полное сопротивление, включенное между выходом генератора и входом повторителя нанряжения, и дополнительное полное сопротивление, включенное между входом и выходом повторителя напряжения.

Величина приведенного к входу дополнительного полного сопротивления взята на порядок меньшей как но сравнению с величиной полного входного сопротивления повторителя напряжения, так и по сравнению с величиной калиброванного полного сопротивления.

Эквивалентная электрическая схема, поясняюндая работу устройства для измерения коэффициента передачи повторителя напряжения, представлена на чертеже.

Устройство состоит из генератора 1 переменного напряжения, полного сопротивления

Zi, включенного между выходом генератора 1 U контактом 2. полного сопротивления Z2, Еключеиного между контактами 2 и 3, измерителя 4 напряжения и переключателя 5, переключающего измеритель 4 или к выходу танератора 1, или к контакту 3. Исследуемый повторитель 6 напряже1П1я подключен своим входом к контакту 2, выходом к контакту 3 и обплей цепью к контакту 7. Z - входное полное сопротивленне повторителя Q. К - коэффициент передачи повторителя 6, Ll - папряжение на входе генератора 1, L- - напряжение па входе п L - напряжение на выходе повторителя 6. Таким образом, сопротивление Zi включено

между выходом генератора и входом иовторителя напряжения. Измеритель напряжения служит для измерения напряжений Li и ЬзВ рабочем состояния устройства напряжение f/i с выхода генератора 1 подано на вход новторителя 6 через калиброванное сопротивление Zi. Вследствие деления напряжения на сопротивлениях Zi и Zs напряжение t/2 на входе повторителя 6 меньше, чем напряжение Ui. Кроме того, напряжение L/2 уменьшено также тем, что приведенное к входу повторителя 6 дополнительное полное сопротнвление Zz (на чертеже не обозначено) оказывается подключенным параллельно входному сопротивлению Zs. Величина проведенного к входу дополнительного сопротивления Z, определяется следуюшим выражением

2 ---

: Ь-А:

Следовательно величина напрял ения Uz определяется величиной коэффиниента передачи К. повторителя 6. Можно показать, что коэффициент деления М делителем, составленным из сопротивлений Zj, Zs и Z2, описывается формулой

/2 1

Ж

I

f/,

/

Z,

+ 1

.

Для исключения влияния входного сопротивления Za и для упрощения расчетной формулы, сопротивления Zj и Zo выбраны исходя из неравенств

7

7

- 7

/у

тогда коэффициент передачи следующего выражения

., Za J 17 1

или

К :::. 1 - 1 1 Z

м

Поскольку коэффициент передачи близок к единице (/( 1), то можно считать, что напряжение Ls на входе повторителя 6 равно напряжению Оз на выходе повторителя 6. Поэтому можно принять

. О,

И тогда

А /7,

Л 1 - :: 1 2,

Таким образом, измеряя напряжение, которое подают на вход повторителя через калиброванное сопротивление, и напряжение на выходе повторителя, когда включают дополнительное сопротивление между входом и выходом повторителя, можио определить коэффициент передачи повторителя напряжения.

Как видно из нослсдней формулы, отличитсл.ьная новизна предлагаемого устройства (заключающаяся в том, что между выходом генератора и входом новторитс.тя напряжения включено калиброванное полное сопротивление, а между входом и выходом новторителя напряжения включено дополнительное полное сопротивление) обеспечивает увеличение точности измерений, поскольку может быть измерен коэффициент передачи повторителя напряжения, величина которого близка к единице.

Практически при измерениях и :)асчетах значительно удобнее взамен полных (коми лексных) сопротивлений Z; и Zy включит), чисто реактивные или чисто активные сопротивления, например емкостные сопротивлени;, (обозначим соответственно копцептраторы Cj и С.,).

Главное в положительном эффекте предлагаемого изобретения зак.лючается в том, что относительные югрешности измереиия величин и, (УЗ, Zi и Z2 определяют относительную погрешность измерения малой величины и, на которую /С отличается от единицы, а не самого коэффициента передачи /С. В результате этого в предложенном устройстве устраняется педостаток известных устройств, так как погрешности измерителей напряжения практически не ограничивают величины измерения коэффициента передачи К С1.:сль бы ил была она близкой к единице.

Предложенное изобрете1н-1е решает трудную метрологическую проблему измерения коэффиииепта передачи высококачественных повторителей нанряжепия. поскольку позволяет проводить измерения с помогцью обычпых измерителей напряжения, например милливольтметров с погрешностью, превышающей 1%.

П р е д м е т и зобретения

1. Устройство для измерения коэффициента

передачи повторителя напряжения, содержаидее генератор переме)п-1ого напряжения, измеритель нанряжения и переключатель, о т л ич л ю ид е е с я том, что, с це.дыо повышения точности из.мереиий, введено калиброванное

полное сопротивление, включенное между выходом генератора и )ходом повторителя напряжения, и дополпптелыюе полное сопротивление, включенное между входом и выходом повторителя папряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а 10 нд е е с я тем, что величина приведенного к входу дополнительного полного сопротивления, выбрана па порядок меньшей как по сравпению с величипой полпого входпого сопротивления

повторителя пап ряжения, так и по сравиеиию t: величипой калибро:.5апного полпого сопротпв.деиия.