Способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИН СОСТАВЛЯРЭШИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХПОЛЮСНИКА

1

Изобретение относится к измеритеяь-ной технике, а именно к измерению и кбнтролю составляющих измеряемого комплексного двухполюсника, и может быть использовано для построения преобразователей абсолютных величин, абсолюту ного (относительного) приращения состанн ляюших измеряемого комплексного двухполюсника 13 активные скалярные величины.

По основному авт. св. № 798626 известен способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, заключающийся в том, что в схеме, состоящей из последовательно со единенных источника питания, образцового двухполюсника и исследуемого двухполюсника, выбирают тип проводимости образ-; цового сопротивления двухполюсника одно родным типу проводимости измеряемой составляющей исследуемого двухполюсни ка, формируют сигнал при последовательной схеме замещения измеряемого сопро- тивления двухполюсника, пропорциональный

проекции вектора напряжения, снимаемого исследуемого двухполюсника, на вектор напряжения с образцового двухполюсника, определ5иот отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на

5 образцовом двухполюснике, по значению которого судят о величине измеряемой составляющей. При измерении второй составляющей иследуемого двухполюсника, фазу вектора напряжения, снимаемого с

О образцового двухиолюсншса, поворачивают на ± /2, формируют сигнал, пропорциональный проекхши вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсника, на повернутый вектор напряжения, оп5 ределяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на образцовом двухполюснике.

Кроме того, при измерении составляющей комплексного сопротивления двухполюсника, выполненного на параллельной схеме замещения, формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с образцового двухполюс.никн, на вектор напряжения с исследуемого двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на измеряемом двухполюс нике. .. При измерении второй составд 1ющей и:;следуемого комплексного сопротивления двухполюсника фазу вектора напряжения, снимаемого с исследуемого двухполюсник поворачивают на i , формируют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника, на повернутый вектор напряжения с исследуемого двухполюсника, определяют отношение этого сигнала к амплитудному значению напряжения на . исследуемом двухполюснике. Недостатком известного спос оба .является то, что при измерении абсолютных (относительных) приращений составляющи измеряемого комплексного двухполюсника необходимо выполнять дополнительную косвенную математическую операцию вычитания, что влечет за собой увеличение времени измерения и снижает быстро Действие. Цель изобретения - повышение быстродействия при измерении приращений составляющих исследуемого двухполюснгас Поставленная цель достигается тем, что при измерении приращений составляю , щих исследуемого двухполюсника после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом двухполюснике, определяют отношение разностного сигнала к амплитудному значению напряжейия на образцовом двухполюснике. На фиг. 1 изображена блок-схема уст ройства для измерения абсолютных (отно сительных) приращений величин состав-ляющих комплексного двухполюсника, реализующего способ ; на фиг. 2 - измерительная цепь для последовательной схемы замещения измеряемого комплексного сопротивления, двухполюсника и ее круговая диаграмма; на фиг. 3 - то же, для параллельной схемы. at) - вектор напряжения питания измерительной цепи; ОС - вектор падения напряжения, снимаемого с образцового двухполюсника при последовательной схеме замещения или с измеряемого комплексного двухполюспика при параллельной схеме замещения ; l5c - вектор падения напряжения, сни маемого с измеряемого комплексного двухдолюсника при последовательной схеме замещения или с образцового двухполюсника при параллельной схеме замещения, С - потенциальная точка, соответствующая вершине измерительной цепи ; oL,P, окружности уравновешивания в обобщ енных обозначениях; f - фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образцовом (измеряемом) двухполюснике относительно вектора напряжения питания; ф - фазовый сдвиг вектора падения напряжения на образцовом (измеряемом) двухпоп15снике относительно вектора падeния напряжения на измеряемом (образцовом) двухполюснике. Уравнение для измерения составляющей комплексного двухполюсника, пропорциональной абсолютному (относительному) приращению синфазной составляющей относительно образцового двухполюсника, имеет вид ()чзС d. ас Для реализации уравнения (1) необходимо выполнить две операции вычитания, что усложняет реализацию устройства. Из круговых диаграмм, изображенных на фиг. 2(5 и 35, можно записать CobcosM-ac -ac feccos4-ac bdCos P ас bccosS Подставке выражение (2) в уравнение (1), получим .-кт-1 Уравнение для измерения составляющей комплексного двухполюсника, пропорциональной абсолютному (относительному) приращению квадратурной составляюишй относительно образцового двухполюсника. имеет вид t ДТ abeiyi4 -c(C в то же время abqwS-ac . bc, осОС Тогда в соответствии с выражением (6) уравнение (5) переписываем в следующем виде: дат bc 5in4 о Е---кр -- П) Уравнения (4) и (7) справедливы как для последовательной, так и для параллель- ного двухполюсника, с той лишь разницей, что при параллельной схеме замещения измеряемого комплексного двухполюсника необходимо поменять местами в измерительной цепи образцовый и измеряемый двухполюсники, а параметры сгС , р) , J имеют размерность провод им остей. Устройство содержит измерительную цвпь 1, составленную из последовательно соединеннь:х образцового (измеряемого) двухполюсника 2 и измеряемого (образ,цового) двухполюсника 3, генератор 4 синусоидального напряжения, блоки 5 и б согласования, фазовращатель 7, амйлитудный преобразователь 8, фазочувствитель- ные выпрямители 9 и 10, блоки 1О и 1 вычитания, блоки 13 и 14 деления. Устройство работает следующим образом. Напряжение UQC- снимаемое, наприме при последовательной схеме замещения с образцового двухполюсника 2, через блок 5 согласования подается одновремен но на вход амплитудного преобразователя 8, первые входы блоков 13 и 14 деле ния, опорный вход фасзсчувствительного вьтрямителя 10 и через фазовращатель 7, повернутое на ± t/2, на опорный вход фазочувс таи тельного выпрямителя 9 а напряжение Ug , снимаемое с измеря мого комплексного двухполюсника 3, через.блок 6 согласования поступает одновременно на информационные входы фазочувствительных выпрямителей 9 и 1О. Сигнал с выхода амплитудного преобразователя. 8, пропорциональный UQJ. то« одновременно подается на первые входы блоков 11 и 12 вычитания. На выходе фазочувствительного выпрямителя 9 постоянный уровень напряжения, пропорциональный и свТиФ, поступает на второй вхо блока 11. вычитания, а с выхода фазочувствительного выпрямителя 10 - пропорциональный и рСОэЧ- на второй вход блока 12 вычитания. Сигналы с выходов блоков 11 и 12 вычитания, пропорционая ные Upcsin4-Мостах) и ( UgcCos ос VHCf ) соответственно подаются на вторые входы блоков 13 и 14 деления, На выходе блока 13 деления получают сигнал, пропорциональный абсолютному ной составляющей комплексного двухполюсника относительно образцового двухполюсника, а на выходе блока 14 деленияпропорциональный абсолютному (относительному) приращению синфазной составляющей комплексного двухполюсника. Для получения информации об абсолютном (относительном) приращен ии измеряв- мой составляющей комплексного двухполюсника необходимо произвести умножен ние величины сопротивления образцового двухполюсника на величину числового зн&чения, полученного с выхода блока депения. Как видно из работы устройства, операции вычитания выполняются автоматически с помощью блоков 11 и 12 вычитания, что сушественно повышает быст-Ц родействие измерения абсалютйого (отно-сительного) приращения составляющих ; комплексного двухполюсника. Использование предла аемого способа измерения абсолютного (относительного) приращения величин составляющих комплексного двухполюсника обеспечивает по сравнению с известным высокое быстродействие измерения, что позволяет использовать разработанные на основе данного способа устройства в системах автоматизированного контроля и управления технологическими процессами. Формула изобретения Способ измерения величин составляющих комплексногб сопротивления двухполюсника по авт. св. № 798626, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при измерении приращений составляющих исследуемого двухполюсника, вьшолненного по последо- вательной схеме замещения, после формирования первого сигнала из него вычитают амплитудное значение напряжения на образцовом двухполюснике, определяют отнощение разностного сигнала к амплитудному значению напряжения на образ- ловом двухполюснике.

Н

11

/J

Ю

/

iZ