Устройство для измерения добротностиРЕзОНАНСНОгО КОНТуРА Советский патент 1981 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению добротности резонансного контура. Известен способ и устройство для измерения добротности, основанные на ударном возбуждении измерительного контура с помощью генератора импульсов, усилении отклика и счета периодов затухающих колебаний, амплитуда которых-меньше заданного уровня начала счета, но больше заданного уров ня окончания счета. Устройство для осуществления этог способа содержит генератор импульсов усилитель с автоматической регулиров кой усиления, пороговое устройство, ключ, счетчик с индикатором Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются способ и устройство,.согласно которым ударное возбуждение осуществляют раз рядом контурного конденсатора, предварительно заряженного от источника постоянного напряжения. Цри {зазряде контурного конденсатора считывают число затухающих колебаний в измерительном контуре, амплитуда которых меньше заданного уровня начала счет , но больше заданного уровня око чания счета и, причем отношение У2 выбирают равным е. В этом случае Q п, где Q - величина добротности контура-, п - число колебаний при изменении уровня от до Ц.т.е. возможен непосредственный отсчет величины добротности. Для повышения точности проводят ряд измерений(10 или 100) и усредняют их результаты. Данное устройство содержит стаби Лизированный источник питания, выход которого через коммутатор подключен к контурному конденсатору и одновременно через делитель напряжения к одному из входов схемы сравнения, к другому входу которой через коммутатор подключен исследуемый контур, а выход ее связан с последовательно соединенными ключом, делителем частоты, счетчиком и цифрЬвьлм индикатором 2 Недостаток известного устройства заключается в том, что с повышением частоты, на которой производят измерение добротности, уровень начгша счета уменьшается, что вызывает рост относительной нестабильности порога срабатывания устройства, определя1ощего момент окончания счета числа колебаний, в результате которой возрастает погрешность измерения добротности. Повышение же уровня начала счета путем простого увеличения возбуждающего импульса также приводят к возрастаишо погрешности измерения добротности вследствие влияния нелинейности магнитного сердечника катушки индуктивности контура. Усреднение результатов нескольких измерений дает снижение погрешности, обусловленной лишь кратковременной нестабильностью порога срабатывания устройства.

Цель изобретения - повышение точности измерения добротности резонансного контура на высоких частотах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения добротности резонансного контура, содержащее стабилизированный источник питания, выход которого через коммутатор подключен к резонансному контуру и к одному из входов блока сравнения, а через делитель напряжения - к другому входу блока сравнения, выход которого подключен к последовательно соединенным ключу, делителю частоты, счетчику и цифровому индикатору, введены генератор, дополнительный ключ, счетчик с управляемым коэффициентом счета, блок определения кода заданного числа причем выход генератора соединен с входами дополнительного ключа и счетчика с управляемым коэффициентом счета, выход последнего соединен с управляющими входами ключа и дополнительного ключа, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а выход счетчика через блок определения кода заданного числа соединен с управ ляющими входами делителя частоты, счетчика с управляемым коэффициентом счета и делителя напряжения.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства для измерения добротности.

Устройство для измерения добротности резонансного контура, имеющее два предела измерения (15-50 и 50-500), содержит стабилизированный источник 1 питания, выход которого одновременно подключен через коммутатор 2 к конденсатору 3 исследуемого резонансного контура 4, соединенного с одним из входов блока 5 сравнения, а через делитель 6 напряжения, выполненный с переменным коэффициентом - к другому входу блока 5 сравнения, выход которого соединен с последовательно включенными ключом 7, делителем 8 частоты, счетчиком 9. и цифровым индикатором 10; генератор 11, управляющий через дсполнител зный ключ 12 кo Iмyтaтором 2, соединен также с одним из входов 13 счетчика с управляеьим коэффициентом счета, подключенного к ключу. 7. и дополнительному ключу 12; счетчик 9 соединен с блоком 14 определения кода заданного числа, выход которого одновременно подключен к управляющим входам делителя 6 напряжения, делителя 8 частоты и счетчика 1 с управляемом коэффициентом счета.

Устройство работает следующим образом.

При разряде контурного конденсатора 3, предварительно заряженного от источника 1 питания, в резонансном . контуре 4 возникают затухающие колебания. Блок 5 сравнения формирует импульсы до тех пор, пока амплитуда колебаний не окажется меньше U, значение которой определяется делителем б напряжения. Пусть при первом измерейии и . Сформированные импульсы подсчитываются счетчиком 9. Так как коммутатор 2 управляется импульсами генератора 11, то ударное возбуждени

повторяется до тех пор, пока не закроется дополнительный ключ 12, что происходит после того, как в счетчике 13 с управляемым коэффициентом счета будет записано два импульса. По окончании счета импульсов после второго цикла ударного возбуждения блок 14 определения кода заданного числа определяет записанное в счетчике 9 число. Если оно меньше 50, то изменяются коэффициент деления делителя б {напряжение U при этом стано.вится равным j-) и коэффициент сче Jt

та счетчика 13 с управляег«лм коэффициентом счета с двух на пять, а такж подключается делитель 8 частоты на четыре и производится повторное измерение. Если же записанное в счетчике 9 число больше 50, оно отображается на индикаторе 10.

Таким образом, выбирая пределы U и и из условия минимальной погрешности и, используют выражение

и„

Un р Un

AUn

) п- Ti- UG

0- 0

en(iLn- .

JT

-J.

и/

и

о

где U(j - уровень начала счета;

УИ уровень окончания счета вг;личина нестабильности порога срабатывания устройства, определяющего момент окончания счета; Q - добротность резонансного кон

тура.

Это позволяет снизить погрешность измерений не менее чем в 2 раза (для больших значений Q), причем выигрыш в получении минимальной погрешности значительно увеличивается с ростом относительной нестабильности ди

лип Uo

что соответствует условиям измерения в высокочастотной части диапазона.

Формула изобретения

Устройство для для измерения добротности резонансного контура, содержгидее стабилизированный источник питания, выход которого через коммутатор подключен к резонансному контуру и к одному из входов блока сравнения а через делитель напряжения - к другому входу блока сравнения, выход которого подключен к последовательно соединенным ключу, делителю частоты, счетчику и цифровому индикатору,отличающееся тем, что с целью повышения точности измерения добротности и резонансного контура на высоких частотах, введены генератор, дополнительный ключ, счетчик с управляемым коэффициентом счета, бло определения кода заданного числа, причем выход генератора соединен со входами дополнительного ключа и счет чика с управляемым коэффициентом сче та, выход последнего соединен с управляющими входами ключа и дополнительного ключа, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а выход счетчика через блок определения кода заданного числа соединен с управляющими входами делителя частоты, счетчика с управляемым коэффициентом счета и делителя напряжения. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Грохольский А.Л. Измерители добротности - нуметры. Новосибирск, Наука, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР 180656, кл. G 01 R 27/26, 1966 (прототип) .