Способ измерения добротности резонансной системы Советский патент 1979 года по МПК G01R27/26 

.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБГОТНОСТИ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕЛ Ы

I

Изобретение относится к области измерения электрических величин.

Известен способ измерения, добротности резонансной системы, при котором резонансную систему возбуждают сигналом с Выхода генератора качающейся частоты, измеряют резонансную частоту и ширину полосы пропускания резонансной системы и по отношению резонансной частоты к ширине полосы пропускания судят о добротности резонансной системы i.

Погрешность измерения добротности По известному способу велика и зависит от неравномерности частотной характеристики генератора качающейся частоты и величины измеряемой добротности резонансной системы, так как в случае низкодобротных резонанс1й1х систем резонансная кривая становится пологой и трудно опредачить резонансную частоту и ицфину полосы пропускания :.с достаточной степенью точности.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения добротности резонансной системы, при котором резонансную систему Возбуждают одиночным импульсом, под действием которого

на Выходе исследуемой резонансной системы возникает процесс свободных затухающих колебаний, подсчитывают коли- ,чество колебаний между двумя заданными уровнями и по их количеству судят

о добротности резонансной системы 2.

Погрешность измерения добротности по этому способу невысокая и зависит как от величины добротности и резонансной частоты исследуемой колебательной системы, так и от точности установки заданных фиксированных уровней, между которыми подсчи1Ъ Ваетсп количество колебаний.

20

Целью изобретения является повышение точности измерения добротности резонансной cncTeNibi.

Достигается это тем, что в способе измерения добротности резонансной системы, согласно которому на резонанс,ную систему подают возбуждающие импульсы, затухающее колебание, возникшее на Выходе резонансной системы, Выпрямляют, Выпрямленный сигнал с выхода резонансной системы дифференцируют, формируют из дифференцированного сигнала два сигнала, один из которых пропорционален длительности переднего фронта, а другой - длительности заднего фронта одного из полупериодов сигнала на выходе резонансной системы и по отношению суммь сформированных сигналов к их разности определяют добротность резонансной системы.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема для осуществления 1яредлагаемого способа; на фиг. 2 временные диаграммы сигналоВв поясняющие способ измерения добротности резоаавсной систеквы.

УстЕюйство дпя измерения добротности резонансной системы содержит поспедоватепьно соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов, исследуемую резонансную систему 2, двух пол упериодш 1й Выпрямитель 3, дифференциатор 4 и ограничитель S, К выходу ограничителя 5 параллельно подключены два канала 6 и 7, в одном из которых анализируется, задний фронт, а в другом -переднийфрон сигнала на выходе резонансной системы соответственно. Каждый из каналов содержит дискриминатор 8, 9,,, ключ 10, 110 измеритель 12, 13 титеттьности иктупьсов соответственно. Управляющий Вход етюча 10 соединен с вьпсодом ге нератора 1 возбуждающих ш тупьсов, а Выход - с управляющим Входом клю-ча 11, Выходы измерителей 12 и 13 длительности импульсов подключены к соответствующим Входам сумматора 14 и бпсжа Вычитания 15, выходы которы.х связаны с соответствующими входами блока деления 16.

Устройство для измерения добротн«.сти резонансной системы работает следуюшнм образом. С выхода генератора 1 возбуждающих импульсов на вход исследуемой резонансной системы 2 посту.пают импульсы (фиг. 2а). Под действием импульсов на выходе исследуемой резонанской системы 2/Возникают свободные затухающие колебания (фиг, 26), которые поступают на двухполупериодный выпрямитель 3. Двух пол упер йодное выпрямление пр эбразует сигнал с Выхода исследуемой резонансной Ъистеьсы 2 в сигнал, у которого соответствующие фронты полупериодов имеют один и тот же знак пройзЁодной, что значительно упрощает их разделение. Кроме того, двухполупериодное выпрямпение позволяет устранить влияние фазы сигнала, подаваемого на устройство для измерения добротности, которое, В свою очередь, приводит к Иvзмeнeнию знака производной.

Сигнал с Выхода двухпопупериодного Выпрямителя 3 (фиг, 2в) подается на дифференциатор 4. С выхода дифференциатора 4 сигнал (фиг. 2г), соответствующий производной сигнала (фиг. 2в) поступает на вход ограничителя 5. Знак производной определяется соответствующим фронтом дифференцируемого полупе- риода сигнала, причем производная равна нулю в моменты времени, когда сигнал с Выхода исследуемой резонансной сиеTeivibi 2 достигает своего максимума или минимума. При этом оказывается, что длительность сигнала определенной полярности на выходе дифференциатора 4 равна длительности соответствующего фронта дифс)еренцируе1угого полупериода.

.Ограничитель 5 формирует прямоугольный Сигнал (фиг. 2д), у которого амплитуды положительных и отрицательных тюлупериодов равны, а длительности пропорциональны/длительностям соответ- . .ствующих фронтов полупериодов сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2.

С выхода ограничителя 5 сигнал посTjTiaeT на Входы дисгфиминаторов 8 и 9. ДисЕриьшнатор 8 выделяет последовательность и утульсов (фиг. 2ж), длительность которых пропорциональна длительности заднего фронта, и дискриминатор 9 - последовательность импульсов (4)иг. 2е)8 дпйтшьность которых пропорциональна длительности переднего фронта полупериодов сигнала на выходе исследуемой резонансной системы 2.

.По сигналу генератора 1 возбуждающих нмпупьсов ключ 1О открьшается и первый импульс (фиг. 2з) последовательности с Выхода дискриминатора 8 .подается на вход измер ттеля 12 длительности. По переднему фронту измеряемОГо Hivrayjibca (фиг. 2и) открывается ключ 11 и второй импульс последо ватепьности с вькода дис1фиминатора 9 поступает на вх©д измерителя 13 длитепьности. По заднему фронту измеряемых импульсов ключи 10 и 11 закрываются и отключают измерители 12 и 13 длительности от дискриминаторов S и 9 соответственно. Измерение длительности первого им- пульса последовательности с Выхода дискриминатора 9 нежелательно, так как первый передний фронт сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2 подвержен воздействию импульсов возбуншения В результате этого воздействия происходит затягивание переднего фронта, что может привести к погрешности измерения. С выхода измерителей 12 и 13 длительности сигналы, пропорциональные длительности переднего и заднего фронтов полупериодов сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2, поступают на соответствующие входь сумматора 14 и блока Вычитания. Выходы сумматора 14 и блока вычитания 15 соединены с соответствующими Входами блока деления 16. На выходе блока деления 16 сигнал пропорционален измеряемой добротности исследуемой резонен сной системы 2 согласно соотношенню A-fe Q, где At длительность переднего фронта полупериодов сшнала с выхода иссле дуемой резонанскной системы 2; utg- длительность заднего фронта полупериодов сигнала с выхода исследу емой резонансной системы 2; добротность исследуемой резонансной системы 2. Формула изобретения Способ измерения добротности резонансной системы, согласно которому на резонансную систему подают возбуждающие импульсы, возникшее на выходе оезонансной системы затухающее колебание Выпрямляют, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, выпрямленный сигнал с Выхода реоонансной системы дифференцируют, формируют из дифференцированного сигнала два сигнала, один из которых пропорционален длительности переднего фронта, а другой - дл(ггельности заднего фронта, одного из полупериодов сигнала на выходе резонансной системы и по отношению суммы сформированных сигналов к их разности определяют добротность резонансной системы. Источники информации, принятые во внимание пра экспертизе 1.Патент Японии N° 48-32148, кп. 110 Н7, 1968. 2.Кушнир Ф. В.,. Савенко В. Г. Эпектроиэмерения Э, М.О, 1975, с. 219.