Способ измерения величин состав-ляющиХ КОМплЕКСНОгО СОпРОТиВлЕНиядВуХпОлюСНиКА Советский патент 1981 года по МПК G01R27/02 

люсника однородным типу проводимос измеряемой составляющей исследуемо двухполюсника, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуем двухполюсника на вектор напряжения с образцового двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике, по зн чению которого судят о величине измеряемой составляющей. Кроме того, повьшение быстродейс вия измерения обеих составляющих, осуществляемое за счет одновременного измерения .второй составляющей исследуемого двухполюсника, достигается тем, что фазу вектора напряжения , снимаемого с образцового двухполюсника, поворачивают на ± .2, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника на повернутый вектор напряжения, определяют отношение этого сигнала к амплитудному знат чению напряжения на образцовом двух полюснике. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, реализующего способ. На фиг, 2 представлены четыре вида измерительных цепей для последовательной схемы замещения комплек сного двухполюсника и две круговые диаграммы - одна для цепей вида А-В, другая для цепей С-Д, вектор напряжения питания измерительной цепи-; вектор падения напряжения , снимаемого с образцового двухполюсника при последовательной схеме замещения; вектор падения напряжения снимаемого с измеряемого комплексного двухполюсник при последовательной схем замещения; С ,С ,С,- положения потенциальной ° точки С, соответствующей вершине измерительной цеп при определенных значения образцового и измеряемого комплексного двухполюсников ; траектории перемещения по тенциальной точки С при изменении параметров изме тельной цепи в обобщенных обозначениях; ц - фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образ цовсял (измеряемом) двухпо люснике относительно вектора напряжения питания; Ч - фазовый сдвиг вектора падения напряжения на об- разцовом (измеряемом) двухполюснике относительно вектора падения напряжения на измеряемом (образцовом) двухполюснике. Выражение для диаметров окружной jf и Р) имеет вид: тэг-5 -,(1) Т - dL45b уда -gL-qt) TIT у .аЪ Dp С другой стороны, из анализа внения окружности в полярных рдинатах можно записать, что n-v- (5) Р-- (б) Подставив уравнения (5) и (6) равнения (3) и (4), получим: F aticosyt-oic cJL etc ТТ .ab9ivi4 С|Ъсо9Ч-с1с gbgitt ч ас нализируя выражение (9), можно ючить, что аЬ cos - ас сп. о же время an Ье-cos Vогично abSin nb. nb be-sin H. огда в соответствии с выражения(И) , (12) и (13), (14) перепишем нения (7) и (8) в следующем toe COSH ас jr tocein Ч (ас равнения (15), (16) справедливы дли последовательной схемы замея комплексного двухполюсника, и для Параллельной схемы замея с той лишь разницей, что при ллельной схеме замещения измеряедвухполюсника необходимо нять местами в измерительной образцовый и измеряемый двухсники, а параметры oi f ( 7 т размерность проводимсстей. нализируя.круговые диаграммы, ставленные на фиг, 2, можно зать, что при изменении одной из измеряемых составляющих комплексног двухполюсника, например, Qf точка С переместится в точку С, а точка п по окружности Jfn в точку -тогда коэффициент гомотетии будет равен -const, в то же время при изменении р точка CQ переместится по окружности Рс в точку Су, а п по окружности Тм в Пл и коэффициент гомотетии, равный I Следовательно результат измерени по одной из измеряемых составлякнцих не зависит от величины и изменения другой измеряемой составляющей комплексного двухполюсника. Аналогичные рассуждения можно провести и для изменения другой измеряемой составляющей. Величины K-J- и К, не зависят от изменения напряжения питания измерительной цепи, так как с увеличени (уменьшением) напряжения питания измерительной цепи и коэффициенты гомотетии для семейства окружностей ЗГ и R остаются величиной постоянно ввиду того, что пропорционально увеличивается (уменьшается) падение напряжения на образцовом двухполюснике , . Величина К не зависит от девиации частоты напряжения питания, так как с увеличением (уменьшением) частоты питания коэффициент гомотетии остается величиной постоянной ввиду того, что при изменении часто ты питания изменяется емкостное (индуктивное) сопротивление одной из измеряемых составляющих, что влачет за собой изменение фазы и величины падений напряжений на образцовом и измеряемом двухполюснике (положение точки С табл,1 а отношение сохраняется постоянным. Устройство содержит (фиг, 1) генератор синусоидального напряжения 1, измерительную цепь- 2, составленную из последовательно соединенных образцового двухполюсника 3 и изме.ряемого двухполюсника 4, блоки 5 и согласования, функциональный преобразователь 7. Функциональный преобразователь 7 состоит из. фазочувствительных выпрямителей 8 и 9, фазовращателя 10 и блоков 11 и 12. деления., Устройство работает следующим образом. Напряжение Uoic снимаемое, напри мер, при последовательной схеме замещения, с образцового двухполюсника 3, через блок 5 согласовани поступает одновременно на опорный вход фазочувствительного выпрямителя 8, первые входы блоков 1.1 и 12 деления и через фазовращатель 10 на опорный вход фазочувствительного выпрямителя 9. Напряжение , снимаемое, например, при последовательной схеме замещения с измеряемого комплексного двухполюсника 4, через блок 6 согласования подается одновременно на информационные входы фазочувствительных выпрямителей 8 и 9 функционального преобразователи 7, С выхода фазочувствительного выпрямителя 8 сигнал, пропорциональный U- j-cos ч , поступает на второй вход блока- 11 деления, а с .выхода фазочувствительного выпрямителя 9 - пропорциональный на второй вход блока 12 деления. На выходе блока 11 деления получают сигналы, пропорциональные составляющей комплексного двухполюсника, однородной образцовому двухполюснику, а на выходе блока 12 деления - неоднородной образцовому двухполюснику,Для получения значения об абсолютной вел.ичине составляющей комплексного двухполюсника необходимо произвести умножение величины числового значения образцового двухполюсника на величину числового значения, получаемого с выхода блока деления (с учетом коэффициента передачи блока деления) .. Использование предлагаемого способа измерения величин составляющих комплексного двухполюсника обеспечивает по сравнению с известными способами высокую точность и высокое быстродействие, что позволяет использовать разработанные на основе данного способа устройства в системах автоматизированного контроля и управления технологическим процессом. Формула изобретения 1, Способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, заключающийся в том, что между последовательно соединенными источником питания и .образцовым двухполюсником подключают исследуемый двухполюсник, о т л ичающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения влияния изменения частоты и амплитуды напряжения источника питания и изменения неизмеряемой составляющей при последовательной схеме замещения измеряемого сопротивления двухполюсника, выбирают тип проводимости образцового сопротивления двухполюсника однородным типу проводимости измеряемой составлякхцей исследуемого двухполюсника, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника на вектор напряжения с образцового двухполюсника, сетределяют отнсяаение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике, по значению которого судят о величине измеряемой составляющей,

2, Способ по п, 1, отличающийся тем, что, с целью повышения быстрсщейстБИя путем измерения второй составляющей исследуемого двухполюсника, фазу вектора напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника, поворачивают на .± 1(72, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжеНИН, снимаемого с исследуемого двух. полюсника на повернутый вектор на. пряжения, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике,

Источники информациии, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 167246, кл, G 01 R 27/02, 1963,

2,Авторское свидетельство СССР , 121862, кл, G 01 R 17/10, 1957,

Фиг 1

I

Вид измеритетной цепи

Круговая duaqipaeMa

fi У

В

Г

Т с J3 ir

D

Г