Измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R29/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИВДУКТИВНЬК ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к измерительной технике.

По основному авт. св. № 312213 известен измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения, содержащий генератор перестраиваемой частоть и низкочастотный генератор фиксированной частоты, выхода которых через два синхронно работанмцие первый и второй автоматические переключатели подключены ко входной клемме контролируемого индуктивного делителя напряжения, выходная клемма которого через первое согласующее устройство, квадратичный детектор, усилитель переменного напряжения частоты коммутации и фазочувствительный выпрямитель соединены с выходным прибором, входная клемма образцового отсчетного индуктивного делителя напряжения подключена к выходу первого автоматического, переключателя, а выходная клемма - к одному из входов второго автоматического переключателя, второй квадратичный детектор, вход которого через первый автоматический переключатель и второе согласующее устройство соедийен с выходами генераторов фиксированной низкой частоты и регулируемого по частоте, а выход через вторые низкочастотный усилитель и фазочувствительный вьшрямитель - с управляющим входом регулируемого по амплиту10де генератора низкой частоты tU.

С помощью этого устройства получают прямой отсчет амплитудно-частотной погрешности индуктивных делителей напряжения в широком диапазоне час15тот ,

Однако известный измеритель имеет недостаточную точность измерения фазочастотной погрешности.

Цель изобретения - повышение точ20ности измерения фазочастотной погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий генератор перестраиваемой частоты и низкочастотный генератор фиксированной частогы, выходы которых через два син хронно работающие первый и второй автоматические переключатели подключень ко входной клемме контролируемого индуктивного делителя напряжения, выходная клемма которого через первое согласующее устройство, квадратичный детектор, усилитель переманного напряжения частоты коммута:ции и фазочувствительный выпрямитель соединены с выходным прибором, входная клемма образцового отсчетного индуктивного делителя напряжения подключена к выходу первого автоматического переключателя, а выходная клемма - к одному из входов второго автоматического переключателя, второй квадратичный детектор, вход которого через первый автоматический переключа тель и второе согласующее устройство соединен -с выходами генераторов фиксированной низкой частоты и регулируемого по частоте, а выход через вторые низкочастотный, усилитель и фазочувствительный выпрямитель - с управляющим входом регулируемого по амплитуде генератора низкой частоты, введень фазосдвигающая RC-цепь, последовательно вклзоченные амплитудный ограничитель, фазовый детектор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель и индикатор, причем второйвход упомянутого фазочувствительного выпрямителя соединен с выходом мультивибратора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второго блока согласования, выход амплитудного ограничителя подключен к выходу первого .блока согласования, а фазосдвигающая RC-цепь включена между выходом первого переключателя и входом образцового индуктивного делителя напряжения. IНа чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого измерителя. Измеритель содержит генератор 1, изменяемой частоты, генератор 2 опорной частоты, переключатели 3-5, мультивибратор 6, блоки 7 и 8 согласования, квадратичные детекторы 9 и 10, усилители 11-13, фазочувствительные выпрямители 14-16, амплитудный ограничитель 17, фазосдвигающую цепь 18, фазовый детектор 19, образцовый индуктивный делитель 20 напряжения, индикаторы 21 и 22. Индексом 23 обозначен измеряемый индуктивный делитель напряжейия. Принцип работы измерителя заключается в следующем. Напряжение генератора 1 U Uj cosCW t + f) и генератора 2 U,j (W,jt ) поступают на входы переключателя 3. В результате действия мультивибратора 6 переключатель 3 формирует из непрерывных напряжений генераторов 1 и 2 пакеты напряжений, следующих поочередно с низкой частоты, где UTH-I mo. амплитуды; W, частоты; « , i/, сдвиг фаз. Для автоматического поддержания равенства амплитуд напряжений генераторов 1 и 2 к выходу переключателя 3 подключена цепь автоматического уравнивания амплитуд генераторов, вьтрямитель 15 которой соединен с управляющим входом генератора 2. Отклонение напряжений генераторов 1 и 2 от начальных значений вызывает появление на выходе детектора 10 переменного напряжения частоты коммутации, пропорционального разности квадратов . эффективных значений напряжений генераторов 1 и 2, которое усиливается и детектируется. Выпрямленное разностное напряжение поступает на вход генератора 2 и регулирует амплитуду его выходного напряжения до установления равенств амплитуд напряжений частот. Позтому пакеты разностных напряжений имеют одинаковую амплитуДУ . . (u,Ut,) (,.Ч) При синхронной работе п реключателей 3 и 4 пакеты напряжений фиксированной частоты Wt проходят через цепь 18, делитель 20 и поступают на один из входов переключателя 4, на другой вход Которого поступают пакеты регулируемой частоты генератора 1. Введением коэффициентаделения делителя 20 устанавливают небольшое неравенство амплитуд пакетов напряжений, воздействующих на делитель 23 (u,UV,.c,) где с - фазовый сдвиг, вносимый цет пью 18; К - коэффициент деления образцо вого делителя 20 на фикстрованной частоте. Воздействие пакетов напряжения регулируемой и низкой фиксированной частоты W на контролируемый дели тель 23 создает на его выходе напряжения соответственно ( 0,: ) где Кл - номинальный коэффициент деления делителя 23; У и соответственно относительная амплитудно-частотная и абсолютная фазочастотная погрешности коэффициента деления делителя 23 на регулируемой частоте. Пакеты выходных напряжений U и Ug делителя 23 через переключатель 5 ( положение один), блок 7 поочередно воздействует на вход детектора 9 и через ограничитель 17 на вход детектора 19. С учетом фазовых искажений, вносимых блоком 7, пакеты напря жений имеют вид ) гделЧ,, -дополнительные фазовые сдвиги, вносимые блоком 7 при прохождении пакетов напряжений регулиру емой и фиксированной частот. Учитывая нечувствительность детектора к фазе, получают выходное напряжение, пропорциональное только разности квадратов амплитуд пакетов напряженийи % где К, - коэффициент преобразования детектора. Переменная составляющая частоты коммутации U усиливается усилителем Пи выпрямляется выпрямителем 14. ккк K5( II - V V 1 - 5 . J 1 .- Ж -,.2 где К - коэффициент усиления усилителя 11; Kj - коэффициент выпрямления выпрямителя 14, Регулировкой коэффициента деления делителя 20 добиваются, чтобы напряжение на выходе выпрямителя 14 ус -ановилось равным нулю. Приравнивая выходное напряжение Hyjno U (j « О, получают значение амплитудно-частотной погрешности делителя 23, равное Для исключения влияния коэффициента передачи цепи 18 на результат измерения , ее резисторы выводят.в начальное положение (R « 0), Таким образом, по значению коэффициента де ления делителя 20 определяют амплитудно-частотную погрешность делителя 23 в диапазоне изменений регулируемой частоты. Пакеты напряжений Ug и прошедшие через ограничитель 17, представляются соотношениями C05(ц) + лЧ4) 11) О и Ugcos( 44 сЛ, -ь где ио - амплитуда выходного напряжения ограничителя I7 в режиме ограничения; йЧа фазовые сдвиги, вносимые ограничителем 17 соответственно на регулируемой и фиксированной частотах. На вход детектора 19 поступают пакеты напряжений Ua и U . прошедшие через блок 8 ) ,) де ДЧй - дополнительные фазовые сдвиги, вносшшв блоком 8 на регулируемой и фиксированной частотах. Одновременное действие на входы етектора 19 одночастотных напряжеий: регулируемой частоты Uf), фиксированной частоты b оздает на его выходе постоянное наряжение, хфопордиональныв разности аз пакетных напряжений K(Д Uig -KJr ) t коэффициент преобразования детектор 19 в/град ; Ф 4V -faЧ.. фазовая неидентичность входных звеньев детектора 19 на регулируемой частоте; ФорЛ%+ДМф-д - фазовая неидентичность входных звеньев фазового дете тора 19 на фиксиро ванной частоте. .Наличие фазочастотной погрешност дЧ коэффициента деления делителя 2 и неравенство фазовых неидентичностей фх)И Ф обуславливают неравенств напряжений U -j- и Ufg, что позволяе вьщелить переменную составляющую напряжения частоты коммутации Напряжение д усиливается усили телем 13, выпрямляется вьшрямителем 16 и индицируется индикатором 22 ao4 6Mei; - i V d где Ка коэффициент преобразования выпрямителя 16; K-J - коэффициент усиления усилителя 13. Регулировкой цепи 18 устанавливаю нулевое значение U О иццикатора 22, что соответствует условию й ., . где R - сопротивление цепи 18; С - емкорть цепи 18 Затем переключатель 5 устанавливают в положенна два. Пакеты напряжений регулируемой Uj и фиксированной и л частот с выхода переключателя 4, минуя делитель 23, поступают чере блок 7 и ограничитель I7 на вход детектора 19 O,UQCOS (u)-t 4,-лЧ ) 0,,г UpCOs(w,3L ) Одновременное действие пакетов напряжений , U ,5 и , U на входы детектора 19 создаёт на его вы ходе напряжения (() ()b() Переменная составляющая напряжения частотыкоммутации с выхода детектора 19 п |х i,. ,. , . V fe-l- a bK V iJ Напряжение усиливается усилителем 13, выпрямляется- выпрямителем 16 и индицируется индикатором 22 .) Устанавливая новое значение сопротивления Rft цепи 18 вновь добиваются нулевого показания индикатора 22, что соответствует равенству откуда , Подставляя значение - ф W,j|R, в результат первого измерения с использованием нулевого показателя индикатора 22, получают Следовательно, по двум значениям R . и R0 можно определить фазочастотную погрешность дЧ на регулируемой частоте. Изменяя регулируемую частоту в заданном диапазоне частот, определяют фазочастотные погрешности делителя 23 в широком диапазоне частот. Формула изобретения Измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения по авт. св. № 312213, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшгения точности измерений фазочастотной погрешности, в него введены фазосдвигакоцая RC-цепь, последовательно включенные амплитудный ограничитель, фазовый детектор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель и индикатор, причем второй вход упомянутого фазочувствительного выпрямителя соединен с выходом мультивибратора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второго блока согласования, выход амплитудного ограничителя подключен к выходу первого блока согласования, а фазосдвигающая RG-цепь включена между выходом первого переключателя и входом образцового индуктивного делителя напряжения. Источники информации, принятые во внима1Д1е при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 312213, кл. G 01 R 29/02, 16.04.70.