Измеритель активного сопротивления Советский патент 1980 года по МПК G01R27/02 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

I

Измеритель активного сонротивления предназначен для использования в приборостроении, в частности для создания измерителя малых активных сопротивлений различного назначения.

Известно устройство измерения малых сопротивлений, в котором на измеряемое сопротивление подается сигнал тока постоянной амплитуды через дв.а токонесущих вывода и измеряется падение напряжения, возникающее при этом на данном сопротивлении с помощью вольтметра, подсоединяемого через другую пару выводов. Результат измерения сопротивления R онределяется формулой:

R у I конст., R KU (1)

где / - ток, протекающий через измеряемое сопротивление;

и т- падение напряжения на измеряемом сопротивлении; К - постоянная.

Измерение сопротивлений по данной формуле необходимо проводить при токах, которые не влияют на параметры измеряемого сопротивления. При этом падение напряжения на нем получается весьма малым.

Прн измерении малых напряжений на неизвестном сопротивлении в ноле помех и при наличии реактивной составляющей сопротивления необходимо нметь достаточно высокую помехоустойчивость вольтметра II в частности синхронного детектора.

Известен омметр, содержащий последовательно соединенные источник напряжения и масщтабный преобразователь тока,

10 уснлитель и синхродетектор, к выходу которого подключен индикатор, причем вход измерителя включен параллельно менаду формирователем тока и усилителем, а выход источника напрял ения подключен к 15 управляющему входу синхродетектора 2.

В этом устройстве достигается шумозащищенность н нечувствительность к реактивной составляющей до опре|Деленного уровня, при новыщенни которого получает20ся отсчет на приборе с дополнительной погрешностью. На ногрещность прежде всего влияют кратные по ч астоте относительно частоты источника сигнала компоненты помех и реактивная составляющая измеряе25мого сопротивления.

Целью изобретения является повыщение помехоз стойчивости.

Это достигается тем, что в измеритель активного сопротивления, содержащий по30следовательно соединенные источник напряжения и масштабный преобразователь тока, усилитель н синхродетектор, выход которого соединен с индикатором, нричем выход усилителя и выход масштабного иреобразователя соединены с входом измерителя, а выход источника наиряжения соединен с упраБляюш,им входом синхродетектора, введены узел регулировки фазы и нолосовой фильтр, которые соединены последовательно и включены выходом усилителя и входом синхродетектора, а источник напряжения выполнен в виде схемы генератор.а прямоугольной формы. При этoмJ зeл регулировки фпзь: гллполнои в виде полевого транзистора, к затвору которого подключен источник управляемого напряжения.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 изображены графики напряжения, поясняюшие работу измерителя.

Измеритель включает источник 1 напряжения, масштабный преобразователь 2 тока, измеряемое сопротивление 3, усилитель 4, синхронный детектор 5, индикатор 6, узел 7 регулировки фазы, полевой транзистор 8, полосовой фильтр 9, источник 10 управляющего напряжения, а поз. 11 - обш.ая шина.

Переменный ток с постоянной амплитудой с помош,ью источника 1 напряжения и масштабного преобразователя 2 тока подается с помощью одной пары выводов на измеряемое сопротивление 3 и усиливается падение напряжения, возникающее на нем, усилителем 4, подключенным к сопротивлению 3 через другую пару выводов. Синхронный детектор 5, к выходу которого подключен индикатор 6, реагирует на одну из гармонических составляющих, корректированную по фазе узлом 7 регулировки фазы и выделенную из синфазного усиленного сигнала с помощью полосового фильтра 9 и после детектирования синхронным детектором 5 упр авляемым сигналом источника 1 прямоугольных импульсов. Этот детектированный сигнал подается: на индикатор 6.

Узел регулировки фазы вьтпол}1ен в внде полевого транзистора 8, к затвору которого подключен источник 10 управляемого напряжения. В зависимости от способа включения полевого транзистора в схему либо исток, либо сток подключен к общей щине 11. Применение полосового фильтра 9 в схеме измерителя позволяет повысить его помехоустойчивость. При измерении активных сопротивлений, особенно при наличии реактивной составляющей в нем (например, при измерении активного сопротивления индуктивных катушек, которые работают датчиками, принимающими внешние поля при отсутствии хорощего экранирования измеряемого объекта) могут

т ТГ/ЧТ-/-1Т/ПС1 тгтп nnRMщающие полезные напряжения. При этом напряжение на детекторе 5 может превыщать уровень, при котором детектор 5 станет чувствительным к этим напряжениям. Устранение влияния реактивной составляюн ей активного сопро ивлсния по основной частоте производится также только до определенного уровня. Поскольку полосовой фильтр 9 пропускает практически только сигнал с рабочей частотой, а сигнал с другими частотами, в том числе и кратные к осповной .частоте, будут подавлены, понижается общий уровень помех на синхронном детекторе 5 и тем самым повышается 5 по.мехоустойчивость, прежде всего, против поля внешних помех и против влияния реактивной составляющей активного сопротивления.

Применение полосового фильтра 9 в схеме измерителя позволяет применить в качестве источника 1 сигнал а простую схему генератора прямоугольной формы, который по свойствам является более стабильным во времени. Уровень амплитуды выходного снгнала такого генератора практически не зависит от изменений уровня питания и температуры. Например, используется генератор с параметрическим стабилизированием (стабилитроном) уровня выходного сигнала.

Кроме того, применяемый в схеме измерителя узел 7 регулировки фазой полосового фильтра 8 позволяет регулировать сдвиг фазы в усилительной части измерителя относительно сигнала синхронного детектора 5 и тем самым компенсировать фазовый сдвиг в усилителе 4. Коэффициент передачи по амплитуде при этом практически не изменяется.

0 Работу измерителя поясняют кривые на фиг. 2, где Ll - сигнал управления синхронным полупериодным детектором; С/2 - сигнал па детекторе от активного сопротивления с постоянной составляющей 5 (сдвиг фазы ф 0°), t/3 - сигнал-помеха на детекторе от реактивного сопротивления без постоянной составляющей (ф 90°), U - сигнал-помеха трехкратной частоты с постоянной составляющей (ф 0°), среднее значение напряжения на выходе детектора.

При фазовом сдвиге 0° среднее значение сигнала Уср будет максимальным, а при сдвинутом на 90° это значение станет 55 пулевым. Поскольку активная и реактивпая составляющие сигнала всегда отличаются фазовым сдвигом на 90°, т. е. регулированием можно практически исключить допол1П1тельную при измерении 60 активных сопротивлений с реактивной составляющей, например, с последовательной индуктивностью.

Совместное использование новых узлов - узла регулировки фазы и полосо5 пг,гг, гЬитктпя выголно отличает предлагаемыи измеритель малых активных сопротивлений от известного, так как новышенная помехоустойчивость позволяет расширить область применения. Благодаря повышенной помехозашищенности устраняется необходимость разработки специального помехоустойчивого измерителя активных сопротивлений.

Формула изобретения

1. Измеритель активного сопротивления, содержаш,ий последовательно соединенные источник напряжения и масштабный преобразователь тока, усилитель и синхродетектор, выход которого соединен с индикатором, причем выход усилителя и выход масштабного преобразователя соединены с входом измерителя, а выход источника напряжения соединен с управляюшим входом синхродетектора, отличаюшийС я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены узел регулировки фазы и полосовой фильтр, которые соединены последовательно и включены между выходом усилителя и входом синхродетектора, а источник напряжения выполнен в виде источника напряжения прямоугольной формы.

2. Измеритель по п. 1, о т л и ч la ю щ и йс я тем, что узел регулировки фазы выполнен в виде полевого транзистора, к затвору которого подключен источник управляемого напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

.1. Меерсон А. М. «Радиоизмерительная техника, М.-Л., «Энергия, 1967, с. 180, 20 рис. 10-17.

2. Патент США № 3501694, кл. 324-62.

iIi-0

,1

г х.Х,.у