Устройство для раздельного измерения модуля комплексных сопротивлений Советский патент 1979 года по МПК G01R27/02 

36 входа первого дифференциального усилите ля подключены потенциапьнымн зажимами к образцовому сопротивлению, выход - к первым входам сумматора и блока для вы читания; вторые входы последних связаны с выходом другого дифференциального уси лителя, входы которого подключены потен циальными зажимами к измеряемому соп ротивленрпо, а выходы сумматора и блока для вычитания соединены с соответствую щими входами индикатора квадратуры На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства, реализующего способ измерения; на liiitr. 2 - векторная диаграмма, поясняющая способ измерения и принцип работь устройства, Устрр йство, реализующее способ измерения, содержит генератор (источник) синусоидального наЬряжения 1, в цепь которого включены последовательно: посредством токовых зажимов 2, 3 - образцовое сопротивление 4, посредством токовых зажимов 5, 6 измеряемое сопро« THBneHjie 7 и паразитные сопротивлении 8-1О. Паразитное сопротивление 8 вкпю™ чает в себя переходное сопротивление токового зажима 2 и сопротивление провода, соединяющего зажим 2 с генератором 1, Паразитное сопротивление 9 состоит из переходных сопротивлений токовых зажимов 3, 5 и сопротивления провода, соединяющего зажимы 3, 5 а паразитное сопротивление 10 - из переходного сопротивления токового 6 и сопротивления провода, соединяющего зажим, 6. с другим зажимом генератора, в данном случае с корпусом устройства. Потенциальные зажимы Д.1, 12 образцового сопротивления и потенциальные зажимы 13, 14 измеряемого комплексного сопротивления соединены соответствен но с двумя входами дифференциального усилителя 15 и двумя входами дифференциального усилителя 16. Выход усилителя 15 соединен с одним йздвухвходовсуммато ра 17 и с одним из двух входов блока для вычитания .18, выход усилителя 16 - со вторыми входами сумматора 17 и блока для вычитания 18. Вькоды сумматора 17 и блока 18 соединены с двумя аходами индикатора квадратуры 19. у - и - паденга напряжения соответ етвенно .на паразитных сопротивлениях 8-10; у - падение напряжения на образцовом резисторе 4; 8 и, падение напряжения на измеряемом резисторе 7; К К 2- коэффициенты передач соответственно усилителей 15 и 16, неинвертирующие (прямые) входы которых обозначены знаком +, а инвертирующие - знакомКа- гшэффициент передачи сумматора; К4- коэффициент передачи блока для вычитания. При использовании усилителей 15, 16 компенсируется падение напряжений L/.-U, на паразитных сопротивлен1тах 8-10, а формируемые сумма и разность напряжений пропорциональны только сумме и разности напряжений, пропорциональных соответственно падениям напряжения на o6j3a3noBOM и измеряемом сопротивленияхИзвес-гао, что при равенстве модулей, двух напряжений их векгорные сумма и разность находятся в квадратуре. Следовательно, в нащем случае в момент квадратуры суммарного и разн остного напряжений модуль напряжения, пропорционального падению напряжения на образцовом сопротивлении 4, и модуль напряжения, пропорционального падению напряжения на .. .измеряемом резисторе 7, на выходах усшителей 15, 16 должны быть одинаковы. Таким образом, в момент квадратуры по известной величине образцового сопротивления при известных коэффициентах передачи К 2 усилителей 15, 16 можно однозначно определить величину модуля измеряемого резистора 7. При этом . измерении не пользуются вспомогательной ветвью из двух одинаковых активных сопротивлений, а схему можно привести в режим квазиравновесия не только регулированием образцового резистора и изме- нением передач К,К2усилителей 15, 16 При работе устройства на неинвертирующий вход усилителя 15 подается сумма напряжений Оо+ з инвертирующей - сумма напряжений + Следовательно, на один из входов сумматора 17 и один из входов блока 18 с усилителя 15 подается напряжение, прямо пропорциональное напряжению OQ, так как справедливо равенство KAji UQ-I; 0„+ U.,+ U.)/,, Ij ., rr t, л (z 3/а - К UQ, Ha неинвертируюший вход усилителя 16 поступает сумма напряжений Jx Уз) а на инвертирующий - напряжение О j . Следовательно, на второй вход сумматора 17 и второй вход блока 18 с усилителя 16 подается напряжение, прямо пропорциональное напряжению О х так как справедливо равенство K-jRu +Uj) -IJ3 .Так как падения напр$1жений GO и О V, создаются одним ойдим током 5 гене ратора 1, то напряже1шя К. К U не только прямо пропорциональны по модулю напряжениям 0 О , но и совпадают с ними по фазе, т. е, модульные соотношения между напряжениями К. UQ и X определяются модульными соотношениями напряжений О Q и U j и соотношением коэффициентов передач К и К . При этом разность фаз между К- и5. равна разности фаз между напряже ншми OQ и и , т. е, паразитные сопротивления 8-10 не влияют на модульные и фазовые отаощения между напряжениями на выходе усилителей 15, 16,

В режиме квазиравновесия схемы на- пр 1жение KJ( выходе сумматора 17 и напряжение К() на выходе блока 18 находятся в Квадратуре. 1 азность фаз, равная 11/2 , между выходными напряжениями суммирующего и вычитающего устройств, фиксируется индикатором квадратуры 9. Как видно из векторной диаграммы, кваз. равновесие предлагаемого устройства наступает, когда , . Из этого ясно, что модуль измеряемого комппекс.ного сопротивления

12Следует отметить, что векторная диаграмма (фиг, 2) построена для частного случая, когда образцовое сопротивление имеет чисто активный характер, а коэффициенты передач К,,к2усилителей 15 и 16 одинаковы

В этом частном случае измеряемое комплексное сопротивление при квазирав- новесии cxeMbt образцовому сопротивлению, т. е, Коэффициенты передач К э, и К , сумматора 17 и блока 18 устройства выбирают так, чтобы обеспечить минимальную работу индикатора квадратуры 19, и равенство этих коэффициентов- необязательно.

Формула изобретения

Устройство для раздельного измерения модуля комплексных сопротивлений, содержащее индикатор квадратур, генератор синусоидального напряжения, к двум выводам которого подключены последовательно соединенные образцовое и измеряемое сопротивления и корпус, оГ т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью расшнренЕЯ диапазона без снижения .точности измере НИИ, оно снабжено двумя дифференциальными усилителями, сумматором и блоком для вычитания, причем два входа первого дифференциального усилителя подключены потенциальными зажимами к образцовому сопротивлению, выход - к первым входам сумматора и блока для вычитания, вто|иде входы последних связаны с выходом Другого дифференциального усилителя, входы которого подключены потенциальными зажимами к измеряемому сопротивлению, а выходы сумматогя и блока для вычитания соединены с соответствующюли входами индикатора квадратуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Карандеев К. Б. Спепиапьнью методы электршеских иёмерений, М. 1963, с. 239-240Г

и

cput 2