Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 

I

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения полных сопротивлений и комплексных коэффициентов передачи преобразователей электрических сигналов, а также для снятия амплитудно-фазочастотных характеристик преобразователей механических сигналов в диапазоне низких и инфранизких частот.

По основному авт.св. №7817 1 изйестен автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перенастраиваемой частоты, первый выход которого соединен со входом измерительного блока, выход которого подключен к измерительным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электронно-лучевой индикатор, два, Дифференциал ных усилителя, выходы которых срединены соответственно с двумя

отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, четыре блока заполнения амплитудных значений сигналов со сбросом памяти, входы которых соединены с выходами четырех детекторов-квадраторов, а выходы со входами двух дифференциальных усилителей, четыре дополнительных, выхода генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно

to к опорным входам четырех сумматоров 11 .

Недостатком устройства являе:тоя то, что погрешность измерения комплексных параметров определяется,

15 в основном, техническими характеристиками электрс но-лучевого индикатора и не может быть меньше, чем 3-5° по фазе и 3-5% по амплитуде при максимальных измеряемых сигналах,

20 при уменьшении амплитуды измеряемых сигналов погрешность измерения будет еще больше. Кроме того,, при работе этого устройства процессы разряда и заряда конденсаторов памяти пико вых детекторов полностью отображаются на экране электронно-лучевого индикатора в течение всего времени измерения, что вызывает повышенную утомляемость оператора, неудобство при регистрации результатов измерения и увеличивает время измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перенастраиваемой частоты, первый выход которого соединен со входом измерительного блока, выход которого подключен к измерительным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электронно-лучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов со .сбросом памяти, РХОДЫ которых соединены с выходами четырех детекторов-квадраторов, а выходы со входами двух дифференциальных уси лителей, четыре дополнительных выхода генератора перенастраиваемой частоты подключены соответственно к опорным входам четырех сумматоров, введены калибратор , два коммутатора,, генератор тактовых импульсов, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого индикатора, выходы дифференциальных усилителей соединены соответственно с первыми входами коммутаторов, вторые входы которых заземлены, а третьи, входы соединены с соответствующими выходами калибратора, выходы сброса памяти блоков запоминания амплитудных значений сигналов соединены со входами генератора тактовых импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов Кроме того, калибратор содержит двухполярный источник напряжения постоянного токр, блок сдвоенных точ ных потенциометров, три согласующих каскада, синусно-косинусный потенцио метр,потенциометр установки начальног уровня сигнала калибратора,переключатель рода измерений,цифровой вольтметр постоянного тока, причем выходы двухполярного источника напряжения постоянного тока соединены со входами блока сдвоенных точных потенциометров, управляющие входы которого соединены со входами первого и второго согласующих каскадов, выходы которых соединены с соответствующими входами синусно-косинусного потенциометра, средние выводы которого заземлены, вход первого согласующего каскада подключен к первому контакту переключателя рода измерений, второй и третий контакты которого соединены с соответствующими подвижными контактами синусно-косинусного потенциометра, которые также соединены с выходами калибратора, общий контакт переключателя рода измерения соединен со входом цифрового вольтметра постоянного тока через последовательно соединенные третий согласующий каскад и потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора. На чертеже представлена структурная схема автоматического четырехдетекторного измерителя комплексных параметров в режиме изм -зния комплексных коэффициентов с -.жения двухполюсников (полных противлении) . Измеритель содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, например типа Гб-2б, с основным выходом 2 и дополнительными выходами 3-6, измери тельный блок 7 мостового или иного типа с исследуемым двухполюсником 8, сумматоры 9-12, детекторы-квадраторы 13-16, блоки 17-20 для запоминания амплитудных значений сигналов с элет ментами сброса памяти 21-2, работающие в автоматическом или ручном режиме, дифференциальные усилители 25 и 2б, коммутаторы 27 и 28 электронно-лучевой индикатор 29, генератор 30 тактовых импульсов, калибратор 31, содержащий двухполярный источник 32 постоянного тока с заземленной средней точкой, блок сдвоенных точных потенциометров 33 три согласующих каскада , синуснокосинусный потенциометр 37 потенЦ4 ометр 38 установки начального уровня сигнала калибратора, переключатель 39 рода измерения, цифровой вольтметр АО постоянного тока. 5 Устройство работает следующим об разом. Генератор 30 тактовых импульсов формирует импульсные сигналы, управ ляющие работой коммутаторов 27 и 28 Коммутаторы 27 и 28 поочередно подключают к соответствующим пласти нам электронно-лучевого индикатора 29 либо ыходы дифференциальных усилителей 25 и 26 либо обч1ую точку устройства, либо выходы калибратора 31. Выходы калибратора 31 и общая точка устройства подключаются в моменты разряда и заряда конденсаторо памяти элементов сброса памяти 21-24. Сигнал вида UgsiniJt (где UQамплитуда, иЗ- круговая частота, t - время) с основного выхода 2 генератора 1 поступает на измерител ный блок 7 с исследуемым двухполюсником 8, и далее на измерительные входы сумматоров . С дoпoлниteл ных выходов 3 6дГенератора 1, имеющих фазы О, 90 , 180°, 270, посту пают на опорные выходы сумматоров сигналы вида DO sirviOt, Uo sin(u)t + 90); , Uosin(u)t + 180); Uo sinCuit + 270°), После прохождения указанных сигналов через сумматоры 912 детекторы-квадраторы 13-16, блоки 21-2 запоминания амплитудных значений напряжения с выходов дифференциальных усилителей 25 и 26 преобразуются к виду щ uXircostf; и .LfKir ini, где UQ - напряжение выхода генератора 1 , К - коэффициент пропорциональности, указывающий коэффициент передачи детекторовквадраторов 13-16 и коэффициент усиления дифференциальных усилителей 25 И 26, JT - модуль измеряемой величины ( - фаза измеряемой комплексной величины. Эти напряжения формируют на акране электронно-лучевого индикатора 29 точку, координаты которой по наложейной диаграмме определяют модуль и фазу, либо активную и реактивную 5 составляющие измеряемого параметра. Напряжения на выхдде калибратора 31 имеют вид u,, K,u,cos4; sin 4. где и - напряжения выхода двухполярHOFO источника 32 постоянного тока, К - коэффициент передачи блока сдвоенных точных потенциометров 33 V угол поворота синусно-косинусного потенциометра 37. Эти напряжения формируют на экране электронно-лучевого индикатора 29 точку, координаты которой считываются по шкале цифрового вольтметра 40 постоянного тока и шкале синусно-косинусного потенциометра 37. Вращением ручек, насаженных на оси сдвоенных точных потенциометров 33 и синусно-косинусного потенциометра 37, совмещают точку калибратора 31 на экране индикатора 29 с точкой, соответствующей измеряемому параметру. Совместив точки, считывают фазу измеряемого параметра по шкале синусно-косинусного потенциометра 37, а также относительное значение модуля измеряемого параметра по шкале цифрового вольтметра АО постоянного тока - при первом положении переключателей 39 рода измерения , либо значение активной, составляющей измеряемого параметра по шкале вольтметра hQ - при втором положении переключателя 39, либо реактивную составляющую измеряемого параметра по шкале вольтметра 0 - в третьем положении переключателя 39Формула изобретения 1. Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров по авт.св. №781711. отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены калибратор, два коммутатора, генератор тактовых импульсов, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого индикатора, выходы дифференциальных усилителей соединены соответственно с первыми входами коммутаторов, вторые входы которых заземлены, а третьи входы соединены с соответствующими 79 выходами калибратора, выходы сброса .памяти блоков запоминания амплитудных значений сигналов соединены со входом генератора тактовых импульсов выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов. 2. Измеритель по п.1, о т л и чающийся тем, что калибратор содержит двухполярный источник напряжения постоянного тока, блок сдвоенных точных потенциометров, три согласующих каскада, синусно-косийуснвй потенциометр, потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора, переключатель рода измерений, цифровой вольтметр постоянного тока, причем выходы двухполярного напряжения постоянного тока соединены со входами блока сдвоенных точных потенциометров, управляющие входы которого соединены со входами первого и второго согласующих каскадов, выходы которых соединены с со5ответствующими входами синусно-косинусного потенциометра, средние выводы которого заземлены, вход первого согласующего каскада подключен к первому контакту переключателя рода измерений, второй и третий контакты которого соединены с соответствующими подвижными контактами синусно-косинусного потенциометра, которые также соединены с выходами калибратора, общий контакт переключателя рода измерений соединен со входом цифрового вольтметра постоянного тока через последовательно соединенные третий согласующий каскад и потенциометр установки начального уровня сигнала калибратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР N781711, кл. G 01 R 27/02, 1978 (прототип).