Автоматический измеритель составляющих проводимости с G-двухполюсников Советский патент 1982 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике, Предназначено для измерения эквивалентных параметров CG-двухполюсников с большими потерями и может бить использовано в системах диэлькометрического контроля технологических параметров дисперснык материалов и веществ с повышенной проводимостью,

Известно устройство для преобразования параметров комплексной проводимости, содержащее источник переменного тока, подключенный через блок преобразования комплексной проводимости в сигнал переменного тока и сумматор к первому выходному зажиму устройства, который через фазочувствительный индикатор и блок с регулируемым коэффициентом передачи соединен с сумматором, С целью повышения точности преобразования, устойчивости и расширения рабочего диапазона частот в устройство введены фазовращатель и блок с коэффициентом передачи, пропорциональным частоте 11,

Недостатками данного устройства являются однопараметровый выход и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический измеритель

компонент проводимости CG-двухполюсников, содержащий генератор высокочастотных колебаний, первый выход .. которого соединен с входомизмерительного контура, дешифратор с. балансным усилителем, блоки контроля . активной проводимости и емкости, управляемый конденсатор, соединяющий выход измерительного контура с общей

10 шиной, модулирующий конденсатор, соединенный с общей шиной через ключ 12,

Недостатками из-вестного устройства являются нелинейность передаточной функции канала измерения актив15ной проводимости в области высоких и низких проводимостей и среднее быстродействие вследствие использования в дешифраторе балансного усилителя,

20

Цель изобретения - повьаиение быстродействия и линеаризация передаточной функции кансша измерения активной проводимости.

Поставленная цель достигается тем,

25 что в автоматический измеритель составляющих проводимости CG-двухполюсников, содержащий генератор высоко- , частотных колебаний, соединенный с входом измерительного контура, выпол30ненного в виде параллельно соединенных катушки индуктивности, управляемого конденсатора и цепи из последо вательно соединенных модулирующего конденсатора и ключа, и с одним из зажимов для подкл очения контролируемого CG-двухполюсника, другой зажим при этом соединен с общей шиной измерителя, а также блоки контроля активной проводимости и емкости, введе ны синхронный детектор, фазовращател измерительный усилитель, блок динами ческого слежения и peryлиpye 1Ый атте нюатор, причем входы синхронного детектора соединены с выходом генерато ра высокочастотных колебаний непосредственно и через фазовращатель, выход синхронного детектора через измерительный усилитель соединен с блоком контроля активной проводимости и с первым входом блока динамического слежения, первый выход последнего соединен с управляющим выводом управляемого конденсатора, второй выход соединен с блоком контроля емкости, а третий выход - с управляющим входом ключа, а средний вывод ключа и модулирующего конденса тора соединен с входом регулируемого аттенюатора, который подключен парал лельно из 1epитeльнoмy контуру. На чертеже приведена функциональная электрическая с:сема устройства. Автоматический измеритель составляющих проводимости CG-двухполюсников содержит генератор 1 высокочастотных колебаний, измерительный контур 2, включающий катушку 3 индуктив ности, управляемый конденсатор 4, мо дулирующий конденсатор 5, ключ 6, ре гулируемый аттенюатор 7, контролируемый двухполюсник О, синхронный дете тор 9, измерительный усилитель 10, блок 11 динамического слежения, блоки 12 и 13 контроля активной проводимости и емкости, фазовращатель 14. Выход измерительного контура 2 соединен с первым входом синхронного детектора 9 и через регулируемый аттенюатор 7, управляющий вход которого соединен с модулирующим конден сатором 5 и ключом б, с общей шиной. Второй выход генератора 1 высокочастотных колебаний соединен через фазовращатель 14 с вторым входом синхронного детектора 9; выход последне го соединен через измерительный усилитель 10 с блоком 12 контроля активной проводимости и входом блока 1 динамического слежения. Первый выход бло.ка 11 динамического слежения соединен с управляющим входом управляемого конденсатора 4, второй - с блоком 13 контроля емкости, и третий с управляющим входом ключа 6. Устройство работает следукгдим обр зом. Сигнал высокой частоты с генератора 1 высокочастотных колебаний через измерительный контур 2 проходит на первый вход синхронного детектора 9. При поочередном замыкании ключа 6 командными импульсами, поступающими с выхода блока 11 динамического слежения, рабочая точка перемещается по резонансной характеристике контура, и высокочастотное напряжение, поступающее на вход синхронного детектора 9, оказывается промодулированным по амплитуде. Огибающая этого напряжения с выхода синхронного детектора 9 поступает через усилитель 10 на вход блока 11 динa 1ичecкого слежения, где преобразуется в управляющее напряжение. Это напряжение поступает на управляющий вход управляемого конденсатора 4 и изменяет его емкость так, чтобы глубина модуляции выходного напряжения измерительного контура 2 снизилась до нуля. Поскольку управляющее напряжение на управляемом конденсаторе 4 пропорционально измеряемой емкости, в блоке 11 динамического слежения это напряжение преобразуется в сигнал С, который далее вводится на блок 13 контроля емкости и отображается. Выходное напряжение синхронного детектора 9 в равновесном состоянии пропорционально активной проводимости, поэтому после усиления в измерительном усилителе 10 оно в качестве сигнала С вводится на вход блока 12 контроля активной проводимости и также отображается. Однако из-за нелинейности передаточной функции обьгчного амплитудного детектора при малых напряжениях на входе функция преобразования активной проводимости была бы нелинейной при больших проводимостях. Для устранения этого недостатка на синхронный детектор 9 вводится с генератора 1 высокочастотны колебаний дополнительный сигнал, фаза которого с помощью фазовращателя 14 сдвигается на 180° по отношению к фазе сигнала с измерительного контура 2. Поскольку фаза выходного сигнала измерительного контура 2 в равновесном состоянии 4 const, фазоамплитудная характеристика фазовращателя 14 фиксируется. Опорное напряжение, поступающее на второй вход синхронного детектора 9, переводит его в режим линейного детектирования, noaTONiy передаточная функция канала G линеаризируется. Нелинейность передаточной функции канала G в области низких проводимостей обычно обусловлена асимметрией форм резонансных характеристик измерительного контура 2 при замкнутом и разомкнутом положениях ключа. Эта асимметрия обусловлена неравенством нулю переходного сопротивления замкнутого ключа б, что приводит к снижению добротности измерительного контура 2. Для симметрирования этих характерист-ик параллельно измерительному контуру 2 включен регулируемь1й ат тенюатор 7, сопротивление которого в процессе переключения ключа 6 изменяется так, что добротность измеритель ного контура 2 остается одинаковой. Формула изобретения Автоматический измеритель составляющих проводимости CG-двухполюснико содержащий генератор высокочастотных колебаний, соединенньгй с входом измерительного контура, выполненного в виде параллельно соединенных катуш1 и индуктивности, управляемого конденсатора ицепи из последователь но соединенных модулирующего конденсатора и ключа, и с одним из зажимов для подключения контролируемого CGдвухполюсника, другой зажим при этом соединен с общей шиной измерителя, а также блоки контроля активной проводимости и емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и линеаризации передаточной функции канала измерения активной проводимости, в него введены синхронный детектор,фазоврацатель, измерительный усилитель, блок динамического слежения и регулируемый аттенюатор, причем входы синхронного детектора соединены с выходом генератора высокочастотных колебаний непосредственно и через фазовращатель, выход синхронного детектора через измерительный усилитель соединен с блоком контроля активной проводимости и с первым входом блока динамического слежения, первый выход последнего.соединен с управляющим выходом управляемого конденсатора, второй выход соединен с блоком контроля емкости, а третий выход - с управляющим входом ключа, а средний вывод ключа и модулирующего конденсатора соединен с входом регулируемого аттенюатора, который подключен параллельно измерительному контуру. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 572723, кл. G 01 R 27/02, 06.08,75, 2.Авторское свидетельство СССГ № 661409, кл. G 01 R 27/00, G 01 R 27/26, 01.02.77.