Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к радиоиз мерительной технике и может быть использовано для измерения полных сопротивлений и комплексных коэффициентов передачи преобразователей электрических сигналов, а также для снятия амплитудно-фазочастотных характеристик преобразователей механических сигналов в диапазоне низких и инфракрасных частот.

По основному авт.св. 781711 известен автоматический чётырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержавши генератор перестраиваемой частоты, первый выход которого соединен с входом измерительного блока, выход которого подключен к измерительным входам четырех сумматоров, выходал которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электронно-лучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пласт инами электроннолучевого индикатора, четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов со сбросом памяти, входы которых соединены с выходами четырех детекторов-квадраторов, а выходы - соответственно с входами двух дифференциальных усилителей, четыре дополнительных выхода генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно к опорным входам четырех сумматоров 1.

Недостатками известного измерителя являются большая погрешность измерения при перестройке частоты

10 генератора, около 7-9%, из-за изменения относительных уровней напряжений выходных сигналов генератора, а также конструктивная сложность, обусловленная подачей с генератора

15 перестраиваемой частоты четырех опорных сигналов, сдвинутых относительно друг друга на 90°, что не всегда возможно и вызывает неудобства как при настройке прибора, так и .

20 при подготовке его к эксплуатации.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем,

25 что в автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перестраиваемой частоты, первый выход которого соединен с входом измери30тельного блока, выход которого под- ключей к измерительным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьм детекторами-квадраторами, электронн лучевой индикатор, два дифференциал ных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электроннолучевогр индикатора, четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов с сбросом памяти, входы ко торых соединены с выходами четырех детекторов-индикаторов, а выходы с входами двух дифференциальных уси телей , четыре дополнительных выход генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно к опорным входам четырех сумматоров, введен инвертирующий усилитель, причем, вход последнего соединен с вьгходом измерительного блока и измерительными -входами первого и третьего сум маторов, а выход инвертора - с измерительными входами второго и четвертого сумматоров, опорные входы первого и.второго сумматоров соединены с дополнительными выходами генератора, имеющего нулевой фазовый сдвиг, а опорные входы третьего и четвертого сумматоров соединены с выходом генератора, имеющего сдви ЦТ фазы 2 На чертеже изображена блок-схем устройства в режиме измерения коэф фициентов отражения двухполюсников (полных сопротивлений), Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, 1бапример типа Гб-15 или Гб-26, с основным вы ходом 2 и дополнительными выходами 3 и 4, измерительный блок 5 мостов го (или какого-либо другого) типа с исследуемым двухполюсником б, ин вертирующий повторитель 7, сумматор 8-11,детекторы-квадраторы 12-15, блоки 16-19 запоминания амплитудных значений сигналов со схемами сброса памяти, дифференциальные,усилители 20 и 21 и электронно-лучевой индикатор 22. Устройство работает следующим о разом. Сигнал вида U sinoH: (где Up амплитуда. Ю- круговая частота; t - время) с основного выхода 2 ге нератора 1 поступает на измеритель блок 5 с исследуемым двухполюсником б. С выхода измерительного блока 5 сигнал вида k TfUpSin(u)t+vf) , где k - коэффициент передачи изме рительного блока 5; If - модуль измеряемого параметра (коэффициента отраж НИН, полного сопротивления, коэффициента передачи и т.п.); If - фаза измеряемого параметра исследуемой нагрузки б, поступает на измерительные входы сумматоров 8 и 10 и на вход инверти-рующего повторителя 7. На выходе инвертирующего повторителя 7 с учетом коэффициента пере:дачи инвертирующего повторителя 7, равного -1, сигнал имеет вид -k и sin (wt+4) . С выхода инвертирующего повторителя 7 сигнал цодается на измерительные входы сумматоров 9 и 11. С дополнительного выхода 3 генератора 1 перестраиваемой частоты, имеющего фазу О, сигнал поступает на опорные входы сумматоров 8 и 9, а с дополнительного выхода 4 .генератора 1, имеющего фазу Эо, сигнал поступает на опорные входы сумматоров 10 и 11. Таким образом, напряжения, поступающие на входы детекторов-квадраторов 12-15, будут иметь вид ()к,,UoSimиt; , UBXW Wfct4)+K,,U5,ei4«t- 9(f); J8Xl5 l aT 5o5i«((t+4)+K,,UQ5ivi (n)-t+90), где k - коэффициент передачи сумматора 10 для измеряемого сигнала; k - коэффициент передачи сумма- . тора для опорного сигнала. Можно принять ,, а k 1. На выходах детекторов-квадраторов амплитуды напряжений описываются следующими выражениями bbixia (l+C 2rcosvf); Bbtx.t о W (1+ 2rcos (f) ; иГх, (l+ +2}sinV).; U6b,yS (14.-2ysin f), где к„ - коэффициент передачи сигнала детекторами-квадраторами 12-15. Аналогичными выражениями будут описываться и постоянные напряжения, которые появляются на выходах блоков 16-19 для запоминания амйлитудных значений сигналов. В результате попарного вычитания этих постоянных напряжений дифференциальными усилителями 20 и 21 получаемйыхао Sc kok o4grcosf, сдллли ,. - о ®где k - коэффициент передачи дифференциальных усилителей. . После подачи сигналов U и UubKai. электронно-лучевой индикатор 22 получим на экране световое пятно, радиус отклонения котоporo от центра трубки R будет характеризовать модуль измеряемого параметра нагрузки, а угол отклонения радиус-вектора от вертикали Чн4м - фазу измеряемого параияетра нагрузки

,

С,

BblV вита;,

где k -чувствительность индикатора.

Uatrtgj

Ч|а arctg;

tf.

и.

еыхво

Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики за счет уменьшения подводшоих соединений с дополнительных выходов генератора.

Испытание опытного образца показали, что погрешность измерения комплексных величин в рабочем диапазоне частот 10 снизилась до 1,5-2% против 7-9% у базового объекта.

ФЬрмула ,изобретения Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров по авт.св. 781711, о т ли чающийс/i тем, что, с Целью повышения точности измерения, в него введен инвертирующий усилитель, причем вход последнего соединен с выходом измерительного блока и измерительными входами первого и тре0 тьего .сумматоров, а выход инвертора с измерительными входами второго и .четвертого сумматоров, опорные вхора первого и второго сумматоров соединены с дополнительными выходами 5 Генератора, имеющего нулевой фазовый сдвиг, а опорные входы третьего и четвертого сумматоров соединены с . выходом дополнительного генератора,

1К имеющего сдвиг фазы ;:.

0

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 781711, кл. G 01 R 27/2€, 1978.