Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 G01R17/10 

395 ренима в тракте формирования регулирующих воздействий. Известно устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измери тельной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового двухполюсника и измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника, при мем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому двухполюснику при последовательной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника или к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при параллельной схеме замещения, через первый согласующий блок подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя, к входу первого множительно-делительного устройства, к первым входам первого и второго блоков деления и через фазовращатель параллельно к входу второго множитель но-делителйного блока и к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению двухполюсника при последовательной схеме замещения измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника или к образцовому двухполюснику при параллельной схеме замещения, через второй согласующий блок подсоединена к одному из входов блока разности, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, выход блока разности подключен параллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей соответственно, выходы которых соединены параллельно с опорными входами первого и второго блоков деления, синхронизирующими входами множительно делительных блоков и с первым и вторым входами блока обработки сигналов сооветственно, выход которого подключен к образцовому двухполюснику, выход первого блока деления через первый блок уравновешивания соединен с блоком индикации, а выход второго бло ка деления через второй блок уравновешивания соединен с вторым блоком индикации, управляющие выходы первого И второго блоков уравновешивания подключены к управляющим входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно 2. Недостатками данного устройства являются низкая точность и быстродействие. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения. Поставленная цель достигает.ся тем, что в устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из зажимов которого подключен параллельно к входу первого согласующего блока и к He3a3eMj:)eHHOMy зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещения, а второй зажим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещения и к входу второго согласующего блока, выход которого соединен с одним из входов блока разности, выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительно- дели тельный блок к второму входу блока разности и через второй множительно- дели тельный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока деления, выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивания, выходы которых подключены к входам первого и второго индикации соответственно, управляющие выходы первого и второго блоков уравновешивания подсоединены к управляемым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, введены преобразователь тока в напряжение, блок суммирования, блок формирования импульсов, причем незаземленный вход преобразователя тока в напряжение подсоединен к первому зажиму генератора напряжения, а выход - к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника, или вход - к второму зажиму генератора, а выход - к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещения исследуемого двухполюсника, выход первого согласующего блока подсоединен к одному из входов блока суммирования, второй вход которого подключен параллельно к выходу фазовращателя и к входу блока формирования импульсов, выход блока суммирования соединен с опорным входом блока деления, первый выход блока формирования импульсов подключен к первому управляющему вхо ду блока деления и к управляющему вх ду первого блока уравновешивания, вт рой выход блока формирования импульсов соединен с вторым управляющим входом блока деления и с управляющим входом второго блока уравновешивания выход блока деления подсоединен к управляющему входу преобразователя тока в напряжение. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства для последовательно схемы замещения исследуемого двухполюсника; на фиг. 2 - векторная диаграмма измерительной цепи при последо вательной схеме замещения исследуемого двухполюсника; на фиг. 3 временная диаграмма работы устройства. Обозначены: Vg - вектор напряжения питания измерительной цепи; / вектор напряжения,снимаемого с выход преобразователя тока в напряжение и синфазный с током, протекакзщим в измерительной цепи; ч вектор напряжения у, повернутый на±2 ; /| V - вектор компенсирующего на пряжения; вектор напряжения, снимаемого с измеряемого комплексного сопротивления двухполюсника; VR вектор падения напряжения на активной составляющей комплексного сопротивления двухполюсника; М . вектор падения напряжения на реактивной составляющей двухполюсника; вектор разносттого напряжения; Ч фазовый сдвиг Vp относительно Vn, V - фазовый сдвиг V относительно Vij Из векторной диаграммы (фиг. 2) можно видеть, что при выполнении урав нения Vpsin4 О падение напряжения на активной состав ляющей КС двухполюсника VRX /tOJ(у) , где k - коэффициент передачи по напряжению V . Добиться выполнения уравнения (1) мож но, изменяя величину V . В то же врёмя VR можно выразить через г араметры измерительной цепи VR. 3.R,- I.R, ., где ko - коэффициент передачи тока в напряжение. Из уравнения (2) и (З) следует V. k,V Ry k kpi для параллельной схемы замещения д k jko-(5) Выражения для реактивной составляющей КС двухполюсника можно получить, выполнив следующие условия: Vpcos4 О :;(6) хх k,2: (7) bx ko I(8) где kf. - коэффициент передачи по напряжению. Устройство для измерения составляющих двухполюсника, например для последовательной схемы замещения, содержит генератор 1 синусоидального напряжения, и-змерительную цепь 2, составленную из последовательно включенных преобразователя 3 тока в напряжение и измеряемого двухполюсника 4, согласующих блоков 5 и 6, -фазовращатель 7| блок 8 суммирования, множительно-делительные блоки 9 и 10, блок 11 формирования импульсов, блок 12 разности, блок 13 деления, бло, ки It и 15 уравновешивания, блоки 16 и 17 индикации. Устройство работает следующим образом. Напряжение V с выхода преобг разователя тока в напряжение, в качестве которого используется трансформатор тока, через согласущий блок 5 поступает на один Vi3 входов блока 8 суммирования, на вход множительноделительного блока 10 и на вход фазовращателя 7. С выхода фазовращателя 7 напряжение / , повернутое на , поступает на вход множительно-делительного блока 9 и одновременно на второй вход блока 8 суммирования и на вход блока 11 формирования импульсов. С выхода блока 8 суммирования сигнал V(t V ь IT подается на опорный вход блока 13 деления. Сигнал с выхода блока 9, пропорциональный V(g kfjVfj o, поступает на первый вход блока .12 разности, а с выхода блока 10 сигнал, пропорциональный « k,V - на второй вход блока 12 разности . Напряжение V, , снимаемого с измеряемого двухполюсника 4 через согласующий блок 6 подается на третий вход блока 12 разности. Сигнал с выхода блока 12 разности,пропорциональный VP VK - Vijf., поступает на информационный вход блока 13 деления. В качестве блока 13 деления используется импульсный амплитудный анализатор, работа которого продемонстрирована на фиг. 3. В моменты подачи импульсов с выходов блока 11 на управляемые входы, блока 13 деления, которые сформированы в моменты перехода опорного сигнала V через нуль и через экстремальное значение, происходит сравнение мгновенных значени напряжений Ур51п и Vpcos f c мгновенными значениями опорного сигнала V-kN VM 1гп У,,сформированными в моменты поступления вышеуказанных импульсов. На выходе блока 13 деления получаются сигналы в виде кодов чисел, пр VpSin f Vp cos Ч порциональные Vij.V cosvv Hat Iи разнесенные во времени Данные коды управляют работой бло ков It и 15 уравновешивания и служат для выбора пределов измерения. формула изобретения Устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из зажимов которого подключен параллель но к входу первого согласующего блока и к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при его параллельной схеме замещения, а второй за жим подсоединен к незаземленному зажиму исследуемого двухполюсника при выполнении его по последовательной схеме замещения и к входу второго со гласующего блока, выход которого сое динен с одним из входов блока разнос ти, выход первого согласующего блока подключен через последовательно соединенные фазовращатель и множительно делительный блок к второму входу бло g ка разности и через второй множительно-делительный блок к третьему входу блока разности, выход которого подсоединен к одному из входов блока деления, выход которого соединен с информационными входами первого и второго блоков уравновешивания, выходы которых подключены к входам первого. и второго блоков индикации соответственно, управляющие выходы первого и вторбТо блоков уравновешивания подсоединены к управляемым входам первого и второго множительно-делительных блоков соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены преобразователь тока в напряжение, блок суммирования, блок формирования импульсов, причем незаземленный вход преобразователя тока в напряжение подсоединен к первому зажиму генератора напряжения, а выход - к входу первого согласующего блока при последовательной схеме замещения исследуемого двухполюсника или вход - к второму зажиму генератора, а выход - к входу второго согласующего блока при параллельной схеме замещения исследуемого двухполюсника, выход первого согласующего блока подсоединен к одному из входов блока суммирования, второй вход которого подключен параллельно к выходу фазовращателя и к входу блока формирования импульсов, выход блока суммирования соединен с опорным входом блока деления, первый выход блока формирования импульсов подключен к первому управляющему входу блока деления и к управляющему входу первого блока уравновешивания, второй выход блока формирования импульсов соединен с вторым управляющим входом блока деления и с управляющим входом второго блока уравновешивания, выход блока деления подсоединен к управляющему входу преобразователя тока в напряжение. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 798626, кл. G 01 R 27/02, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР W 855510, кл. G 01 R 17/VO, 1979 (прототип).

а

Г

X

Фиг.1

и