Квазиуравновешенный мост для измерения параметров комплексной проводимости Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению составляющих трехэлементных резонансных и нерезонансных двухполюсников, состояг-wx из одного элемента, соединенного параллельно двум другим последовательно включенным элементам, один из которых активного характера.

Известно устройство для измерения параметров колебательного контура, содержащее трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, вычитающее устройство, преобразователь тока в напряжение, фазочувствительный индикатор квадратуры, дифференцирующее (интегрирующее) устройство, исполнительные элементы уп равляемые делители напряжения или тока).

Устройство предназначено для измерения параметров резонансных двухполюсников, три элемента которых соединены между собой параллельно

Недостатком устройства является отсутствие универсальности, так как оно неработоспособно при измерении параметров резонансных двухполюсников со смешанным соединением элементов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является квазиуравновешенный мост переменного тока для одновременного измерения трех параметров двухэлементной комплексН9Й проводимости. Мост содержит источник питания, усилитель с управляемым элементом на выходе, образцовую меру и измеряемую проводимость,включенные на входе усилителя и между выходом управляемого элемента и входом усилителя, детектор квазиравновесия, входы которого соединены соответственно к выходам усилителя и источника питания, а выход к управляющему входу управляемого элемента и измерители напряжения, включенные на выходах усилителя и управляемого элемента, причем в цепи обратной связи усилителя включена вторая образцовая мера, а к выходу детектора квазиравновесия подсоединен измерлтель напряжения (тока), причем все.измерители напряжения - нефазочувствитель 25 ные 2 .

Недостатком устройства является невозможность измерения параметров трехэлементных двухполюсников как резо нансных, так и нерезонансных. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения параметров как резонансных, так и нерезонанснах трехэлементных двухполюсников. Эта цель достигается тем, что ква зиуравновешенный мост для измерения параметров комплексной проводимости содержащий источник питания, усилитель с управляемым элементом на выходе, измеряемую проводимость и образцовую меру, включенные на входе усилителя, детектор квазиравновесия входы которого подсоединены соответственно к выходам усилителя и источника питания, вольтметр, соединенный с выходом усилителя, и измеритель напряжения (тока), в него введены анализатор модуляции, образцовая мера и -второй измеритель напряжения (тока), причем источник питания выполнен, модулируег влм по частоте, из меряемая комплексная проводимость включена мехшу входом и выходом усилителя, образцовый двухэлементный двухполюсник, состоящий из резистора, который выполнен регулируемым, и элемента, одноименного с элементом, находящимся в двухэлементной ветви измеряемого двухполюсника, поД ключен к выходу источника питания, а третья образцовая мера - между входом усилителя и выходом управляемого элемента, один вход анализатора моду ляции соединен с выходом усилителя, другой - с источником питания, причем управляющий вход управляемого элемента подключен к выходу анализа тора модуляции и входу первого изме рителя напряжения (тока), а выход детектора квазиравновесия соединен с управляющим входом регулируемого образцового резистора и входом вто-р рого измерителя напряжения (тока). На чертеже представлена схема да ного устройства. Устройство содержит источник 1 питания, модулируемый по частоте, образцовый двухэлементный двухполюс ник 2 с регулируемым сопротивлением Rj и индуктивностью Lj., усилитель 3 измеряемую проводимость 4 (С.,- L,R образцовый элемент 5, аналогичный элементу одноэлементной ветви измеряемой проводимости (Cg-), управляемый элемент б, анализатор 7 модуляци детектор 8 квазиравновесия, первый измеритель 9 напряжения (тока), вол тметр 10, второй измеритель 11 напр жения (тока). Устройство работает следутощим- об разом. При выполнении условия U JwC4-0, K4,jwC5.,(1). где Kg - коэффициент передачи упра ляемого элемента 6 напряжение U на выходе усилителя 3 равно R4.+ iwU Ri-i-jwi; где и - напряжение на выходе источника 1 питания. Детектор 8 квазиравновесия управляет сопротивлением R, поддерживая противофазность напряжений О и L) . Последнее условие выполняется при выполнении соотношений где Q.. - относительный параметр двух4-, . ....... элементной ветви измеряемой проводимости , а напряжение на выходе усилителя становится равным Это-напряжение замеряется вольтметром 10, по показаниям которого определяется измеряемая индуктивность L. Относительный параметр л( Т/}) двухэлементной ветви измеряемой проводимости функционально связан с R и его значение отсчитывают либо по R2, либо по показанию измерителя 9 напряжения (тока), непосредственно связанного с параметром сигнала, управляющего значением f(, Выполнение условия (1) достигается тем, что сигнал с усилителя 3 (U) поступает на анализатор 7 модуляций, который регулирует коэффициент передачи управляемого элемента 6 до тех пор, пока ток, текущий через однолементную ветвь измеряемой проводимости (Сд), не будет равен току, текущему через образцовый элемент 5, т;е. пока не будет выполнено условие (II. В противном случае сигнал на выходе усилителя 8 будет зависеть от частоты питания и модулироваться FCOответствии с законом ее изменения,меняя сигнал на выходе анализатора 7 модуляции до тех пбр, пока не будет выполнено условие С.К.С.. 4- Ь 5 соответствующее выражению (1). Параметр Сд измеряемой проводимости определяется из выражения (5),или же по измерителю 11 напряжения (тока). Показания последнего связаны однозначной зависимостью со значением коэффициента передачи К,, управляемого элемента. . Таким образом, предлагаемое ройство позволяет измерять три параметра трехэлементной комплексной проводимости и обладает более простой конструкцией.