Устройство для измерения комплексных сопротивлений Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике, и может быть использовано для измерения параметров пассивных величин на переменном токе, например, для измерения активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления или проводимости и для построения автоматических измерителей и преобразователей этих величин.

По основному авт. св. № 563638 известно устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор переменного тока, мостовую измерительную цепь и блок с регулируемыми параметрами, например, операционный усилитель с регулируемым делителем в цепи обратной связи, вход блока с регулируемыми параметрами подключен к выходу генератора переменного тока, а его выход че-. рез развязьшающий каскад подключен к диагонали питания мостовой измерительной це пи 1.

Недостатками устройства являются непостоянство чувствительности и взаимосвязь контуров уравновешивания при больших рассогласованиях. Эти недостатки обусловлены тем,

что в блоке регулируемых параметров учитывается только коэффициент передачи ветви образцовых мер и не учитьтается коэффициент передачи ветви измеряемого сопротивления.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения постоянства чувствительности во всем диапазоне измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащем генератор переменного то10ка, развязьшающий каскад, к выходу которого подключены параллельные ветви с измеряемым, образцовыми и регулируемыми элементами, блок с регулируемыми параметрами, например, операционным усилителем с регулиру15емым делителем в цепи обратной связи, вход блока с регулируемыми параметрами подключен к выходу генератора переменного тока, а его выход подключен к входу развязывающего каскада, введен дополнительный развязыва20ющий каскад, через который регулируемый делитель В цепи обратной связи операционного усилителя соединен с образцовым элементе ветви измеряемого сопротивления. На чертеже предегавлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство длл измерения комплексных сопротивлений содержит мостовую измерительную цепь с регулируемыми реактивным 1, активным 2 и нерегулируемым активным 3 элем|ен;гами в ветви образцовых мер, подобную этой летви, регулируемый делитель, регулируемые олементы 4 и 5 которого механически связамы с соответствующими регулируемыми злемен гами мостовой измерительной цепи. Регулируемый делитель подключен через дополнительный развязывающий каскад 6 к нерегулируемому образцовому элементу 7 ветви измер Иемого сопротталения с реактивной 8 и активной 9 составляющими. К входу операцио1шого усилителя. 10 подключен нерегулируемый аг емент 11 регулируемого делителя через резистор 12 и выход генератора 13 переменного тока через резистор 14. Выход операционного усилителя подключен через развязывающий каскад 15 к диагонали питания мостовой измерительной цепи. Напряжение на измерительной диагонали гфедлагаемого устройства Uj. при предположении, что коэффициенты передачи райвязывающих каскадов равны единице и RH Zs (где Ri2 - сопротивлейие резистора 12; Zs сопротивление нерегулируемого элемента делителя) , равно где Z,, Zz, Zj, Z4 соответственно сопротивление элементов . плеч моста ас, сЬ, bd, dc; Ч Zs Z3 -сопротивление нерегулируемого элемента делителя; Z4 Z4 - сопротивле1ше регулируемых элементов делителя;-коэффициент усш1е1шя операционного усилите ля; -напряжение генератора переменного тока. 4 При достаточно высоком коэффициенте усиения усилителя И) выражение О. принимает (Z,Y, - Z4Y3) где 2 Из выражения (2) видно, что напряже1ше на измерительной диагонали устройства линейно зависит от величин Zi(y2) и Е4(уз). Отсюда, если элементы 8 и 9 - составляющие объекта измерения Zi, 1 и 2 - образцовые регулируемые элементы Z4, то выходное напряжение Uccl линейно относительно величин Zj (у2) и Z4 (УЗ) и линии уравновешивания при изменении Z4 (уз) и Zj (yj) прямые. Выражение удельной чувствительности устройства по регулируемому параметру Z4 и измеряемому Zj имеет соответственно ви.ц: Как видно из (3) и (4), в предлагаемом устройстве обеспечивается постоянство чувствительности во всем диапазоне измерения. С помощью простых математических вьп ладок можно показать, «по чувствительность предлагаемого устройства больше в (1 + Z|y2) раз. Итак, в предложенном устройстве обеспечивается постоянство чувствительности во всем диапазоне измерения, а также полная развязка контуров уравновешивания в большом и линейная зависимость выходного напряжения от регулируемого и измеряемого параметра. Это улучшает сходимость, качество уравновешивания и другие динамические свойства устройства, расширяет диапазон измерения. Формула изобретения Устройство для измерения комплексных сопротивлений по авт. св. № 563638, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения постоянства чувствительности во всем диапазоне измерения, в него введен дополнительный развязьтаюший каскад, через который регулируемый делитель в цепи обратной .связи операциошюго усилителя соединен с образцовым элементом ветви измеряемого сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 563638, кл. G 01 R 17/10, 1975.