SU759987A1 - Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 - Google Patents
Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 Download PDFInfo
- Publication number
- SU759987A1 SU759987A1 SU782625121A SU2625121A SU759987A1 SU 759987 A1 SU759987 A1 SU 759987A1 SU 782625121 A SU782625121 A SU 782625121A SU 2625121 A SU2625121 A SU 2625121A SU 759987 A1 SU759987 A1 SU 759987A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- input
- inputs
- detectors
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к области измерения параметров комплексных величин переменного тока.
5
Известны приборы для измерения параметров комплексных сопротивлений, состоящие из операционного усилителя, в прямую и обратную связь которого включены измеряемое комплексное ί сопротивление и образцовый элемент, и фазочувствительных детекторов (синфазного и квадратурного), выходные напряжения которых пропорциональны . составляющим адмитанса объекта ИЗ . 1!
Постоянные напряжения преобразуются в цифровой код с помощью аналого-цифровых преобразователей, причем для ' получения относительного параметра ’ объекта (бд& конденсатора, доброт- 21 ность катушки) используются цифровые, логометры, выходной код которых пропорционален отношению напряжений на выходах фазочувствительных детек тб^ ров. Такие устройства благодаря сво- 22 ей простоте и высокому быстродействию получили широкое распространение. Недостаток их заключается в низкой ; точности, вызываемой в основном следующими причинами: погрешностью от не- 3(
2
стабильности источника питания, фазовыми сдвигами опорных напряжений ^синфазного и квадратурного детекторов ,фазовым сдвигом, вызываемым ’’нечистой'1 комплексной мерой.
Особенно трудно обеспечить стабильность фазовых сдвигов опорных напряжений и образцовой меры при работе устройства в широком диапазоне частот, чему в последнее время уделяется большое внимание.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является преобразователь параметров конденсаторов, содержащее генератор напряжения переменного тока, подключенный ко входу преобразователя пассивной комплексной.величины в активную, состоящего из операционного усилителя, в' прямую' и обратную связь которого включены измеряемая и образцовая активная проводимость. Выход преобразователя соединен со входами синфазного и квадратурных фазовых д'етекторов [2].
В устройстве-прототипе фазовые детекторы выполнены в виде последовательно соединенных фаэочувствительного выпрямителя и фильтра нижних частот, предназначенного для подавления, переменной состаляюадей выходного
759987
напряжения, содержащей частоту питания и кратные ей частоты. На опорные входы фазовых детекторов подается напряжение питания и напряжение, сдвинутое на на 90° фазовращателем. Выходы фазовых детекторов Подключаются ко входам цифрового логометра.
При отсутствии паразитных фазовых сдвигов опорных напряжений и при чистой активной проводимости С (или при точной компесации фазового сдвига вносимого ей) отношение напряжений на вы-; ходах фазовых'детекторов .......
где Кс· и к>> - коэффициенты передачи фазовых детекторов.
Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измерения потерь объектов, обусловленной влиянием фазовых сдвигов опорных напряжений фазовых детекторов и нестабильностью фазового сдвига образцовой'меры. Точность особенно низка
при измерении объектов с малыми или.....
большими потерями.
Целью изобретения является повышение точности измерения потерь объек'.та.
Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель потерь койплексного сопротивления, содержащий последовательно соединенные генератор напряжения переменного' тока и/ преобразователь комплексного сопротив· ления в напряжение переменного тока, . выполненный на основе операционного усилителя с образцовой мерой в цепи обратной связи, ко входу которого подключен измеряемый объект, синфазный й квадратурный фазовые детекторы, •опорные входы которых непосредствен:но. и через фазовращатель соответственно соединены с выходом генератора, а также цифровой измеритель' отношения двух постоянных напряжений, выполненный в виде последовательного соединения входного переключателя, интегратора, блока сравнения, блоки совпа' дения и реверсивного счетчика, а также генератора счетных импульсов,·' выход которого соединен со вторым входом блока совпадениями блока управ ления, выходы которого связаны с управляющим входом входного переключателя и с третьим входом блока совпадения, дополнительно снабжен параметрическим модулятором, подключенным параллельно измеряемому объекту, двумя фильтрами нижних частот, двумя_______
фильтрами верхних частот, двумя амплитудными детекторами и двумя переключателями, а также фазочувствйтельным нуль-органом и дополнительным блоком совпадения. При этом выходы синфазного и квадратурного -фазовых детекторов через фильтры нижних’ частот подключены соответственно к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которых через амплитудные детек-1 торы подсоединены ко входам фазочувствительного нуль-органа и к выхбдам
г фильтров верхних частот, входы которых соединены с выходами синфазного и · квадратурного фазовых детекторов соответственно, а выход фазочувствительного нуль-органа через дополнительный блок совпадения подключен к управляюυ щему входу реверсивного счетчика, выходы переключателей подсоединены ко входам входного переключателя, а управляющие входы переключателей и второй вход дополнительного блока совпа15 дения — к блоку управления.
Функциональная схема устройства приведена на фиг,1,временная диаграмма работы’— на фиг,2.’
20 ·
Измеритель содержит генератор 1 · напряжения переменного тока, преобразователь ^.комплексного сопротивления в напряжение переменного тока, состо-» ящий из операционного усилителя 3, ко
25 входу которого подключен измеряемый объект 4, а в обратную связь включена образцовая мера 5, параметрический модулятор б, синфазный 7 и квадратурный 8 фазовые детекторы, фазовращатель 9,
30 фильтр 10 нижних частот, фильтр 11
верхних частот, амплитудный детек- ;'· тор 12, первый переключатель 13, фильтр 14 нижних частот, фильтр 15 верхних частот, амплитудный детектор 16, вто35 переключатель 17, фаэочувствитель- ный нуль—орган 18, цифровой ннтегри-: рующий логометр 19, состоящий из последовательно соединенных входного переключателя 20, интегратора 21,блоД0 ка сравнения, трехвходового блока 23 совпадения й реверсивного счетчика 24, генератор 25 тактовых импульсов и блок 26 управления, дополнительный блок 27 совпадения,
45
Работу устройства рассмотрим на примере измерения тангенса игла потерь конденсатора (Сх ,ох ) . в обратной связи усилителя 3 - проводило мость 5ое,<т ,
Генератор 1 синусоидального напряжения с частотой ώ питает преобразователь 2, При этом-на выходах син55. фазного" 7 и квадратурного 8 фазовых
[детекторов при отсутствии'параметри-. ческой модуляции появляются по.стоянные напряжения. Модулятор б
/осуществляет периодическую с час¢0 : тотой 51 бэ симметричную модуляцию емкост,ной составляющей объекта, попеременно, .подключая параллельно объекту .' 'положительную1'*+СМ и ’'отрицательную'' ем¢5 кость - -См. При этом на выходе фазо5 759987 6
вых детекторов появляется напряжение, показанное на фиг.2, где
ис+=ксиин+у)|соев
ис_=кси„ (ι+у)|соз θ
И К-* 4 η Θ
0х
с’г *5<п8с 4О
κα^ + οο5θκ·
са(Сх *СдЛ1
% -Ί
ьЯСх+СмУ|
Оо ] £д(Ск-См11
на вход счетчика и начинается третий такт.
Как известно, число импульсов/ зафиксированное счетчиком к концу дторрго такта, равно '
5 , ίβθ0
Н -и ц° -к"кс со5бФ °-ОД
° ’ ик~ К« <*>евк ’ 1-ί£θκί£$'1β? >
где Кя - коэффициент пропорциональ10 - ности.
15
Фильтры 10 и 14 нижних частот, подавляя переменную составляющую выходного напряжения частоты модуляции, выделяют постоянные составляющие напряжений- и7 и и8 , равные 0σ и ϋκ соответственно . На выходе же фильтров верхних частот образуются переменные напряжения ии~ и и<5~с частотой 51 и амплитудами
20
25
ц,5.11 КкΜηΙ,сое
Йапряжения и и,5 детектируют·^ ся амплитудными детекторами 12 и 16, на выходах которых образуются постоянные напряжения
* г*
Ч|2~ ^вд^с^н ϊ’ 4а<п0с |
• и 16' *оЛин Н*У)^СО5©к,
;где Кад - коэффициент передачи амплитудных детекторов,
Фаэочувствительный нуль-орган 18 вырабатывает сигнал, Определяемый; знак сил фазы напряжения относительно фазы напряжения (Чз- (т,.е. знаком з!п $с ),.Напряжения
через переключатели ГЗ и 17 поступают на входы цифрового интегрирующего логометра 19.
30
35
В начале,третьего такта переключатель 20 переводится в положение а, а переключатели 13 и 17 - в положение б. Затем в течение времени То производится заряд интегратора?
21 напряжением и12 , В начале четвертого такта (по истечении времени То ) переключателе-.20 переводится в положение б и одновременно блок управления через блок 23 совпадения разрешает прохождение импульсов от тактового генератора 25 на счетный вход реверсивного счетчика 24 и через дополнительный блок 27 совпадения разрешает прохождение потенциала с выхода фаэочувствительного :нуль-органа на управляющий вход.реверсивного счетчика 24, который', таким образом, устанавливается, в зависимости фазы напряжения (знака
είη вс ) в режим сложения или вычитания, В четвертом такте интегратор 21 разряжается напряжением 0 "
Процесс измерения-заканчивается после разряда интегратора до нуля, фиксируемого блоком 22 сравнения.
Число импульсов, дополнительно поступившее на счетчик в четвертом такте, равно
40 Н.ц -кпкс ΙβΐηβοΙ
П 4(6 кЦ СОЭ θχ 45
кк
соаОс соа Θκ
угг общее число импульсов в счетчике
Процесс измерения состоит из че- тырех тактов (см. фиг.2). в начале1-го такта переключатели 13, 17/ и
.20 находятся в положении а. При этом интегратор 21 в течение времени . заряжается напряжением ий .По истечении времени То. .блок 26 управления переводит переключатель' 20 в положение б, одновременно через блок ' 23 .совпадения, разрешая прохождение сдетчика 24, установленного в режим суммирования. Интегратор
' импульсов от тактового генератора
25, на счетный вход реверсивного
21 при этом разряжается напряжением
-,ик .В момент разряда конденсатора
£до нуля срабатывает блок 22 сравнения, запрещая прохождение импульсов
50 Ν-Νο-Ν4δί§π е<§пбс*
соавс ί *ЪйБ “ «к совОк Ιΐ-Ι^βχί^8
соавс .
Кк соз9к‘
Погрешность измерения сд £ в этом случае
7
759987
8
что при малых ίξδ 1/8} существенно лучше, чем в исходном, некоррек тируемом преобразователе.
Отметим, что в выражение для Ед 8 не входит величина См . Это означает, что к точности и стабильности ее 5 не предъявляется особых требований.
Устройство применимо для измерения потерь любых объектов (индуктивных, емкостных, резисторов с паразитными еМКОСТЯМИ ИЛИ ИНДУКТИВНОСТЯМИ), причем объект и образцовая мера в преобразователе могут быть переменены местами, Структура устройства остается такой же. Единственное ' требование заключается в том, что для эффективности повышения точности ’5 должна 'осуществляться параметрическая модуляция преобладающей по абсолютной величине составляющей комплексной величины.
По сравнению с известными устройст- 20 вами предлагаемое позволяет измерять с высокой точностью потери комплексных сопротивлений переменного тока (Ед 8 добротность), особенно объекты с малыми и большими потерями. Пони- . 25 женные требования к стабильности фазовых сдвигов - опорных напряжений фазовых детекторов и фазового сдвига образцовой меры позволяет, обеспечить устойчивость измерите- 30
ля (устойчивость операционного усилителя) и дают возможность использовать устройство для измерения потерь объектов в широком непрерывном диапазоне частот. 35
Claims (1)
- Формула изобретенияЦифровой измеритель потерь комплексного сопротивления, содержащий после- 40 довательно соединенные генератор напряжения переменного Тока и преобразо.'ватёль "комплексного сопротивления в : напряжение переменного тока,· выполнен. иый на основе операционного усилителя 45· с образцовой мерой в цепи обратной связи, ко входу которого подключен измеряемый объект, синфазный и квадратурный фазовые детекторы, опорные входы которых непосредственно и че-. 50 ’рез фазовращатель соответственно соединены с выходом генератора, а ιтакже измеритель отношения двух постоянных напряжений, выполненный в виде последовательного соединения входного переключателя, интегратора, блока сравнения, блока совпадения и реверсивного счетчика, а также генератора счетных импульсов, выход которого соединен со вторым входом блока совпадения и блока управления, выходы которого соединены, с управляющим входом входного переключателя и с третьим входом блока совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеритель дополнительно снабжен параметрическим модулятором, подключенным параллельно измеряемому объекту, двумя фильтрами нижних частот, двумя фильтрами верхних частот, двумя амплитудными детекторами и двумя переключателями , а также фазочувс твитедьным нуль-органом и дополнительным блоком совпадения, причем выходы синфазного й квадратурного фазовых детекторов через фильтры нижних частот подключены соответственно к первым входам первого и второго переключателей, вторые взводы которых амплитудные детекторы подсоединены ко входам фазочувствительного нуль-органа и к выходам фильтров верхних частот, входы которых соединены с выходами синфазного и квадратурного фазовых детекторов соответственно, а выход фазочувствительного нуль-органа через дополнительный блок совпадения под ключей к управляющему входу реверсивного счетчика, выходы переключателей подсоединены ко входам входного переключателя, а управляющие входы переключателей и второй вход дополнительного блока совпадения подключены к блоку управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (ru) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (ru) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU759987A1 true SU759987A1 (ru) | 1980-08-30 |
Family
ID=20768684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782625121A SU759987A1 (ru) | 1978-06-08 | 1978-06-08 | Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU759987A1 (ru) |
-
1978
- 1978-06-08 SU SU782625121A patent/SU759987A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS60220875A (ja) | 受動的測定量検出器用評価回路 | |
JPS62175620A (ja) | 電磁流量計 | |
KR20020065631A (ko) | 유도식 루프 감지기에서의 능동적 분리를 위한 방법 및 장치 | |
JPH08278336A (ja) | 静電センサ装置 | |
SU759987A1 (ru) | Цифровой измеритель потерь комплексного сопротивления1 | |
US3840805A (en) | Device for measuring parameters of resonant lc-circuit | |
SU748286A1 (ru) | Универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивлени катушек индуктивности | |
GB2093292A (en) | Apparatus and methods for analogue-to-digital conversion and for deriving in-phase and quadrature components of voltage and current in an impedance | |
RU2754203C1 (ru) | Устройство для измерения ускорений | |
RU2272298C1 (ru) | Емкостный преобразователь перемещений | |
SU800651A1 (ru) | Электромагнитный расходомер | |
SU1756834A1 (ru) | Универсальный измеритель параметров двухэлементных двухполюсников | |
SU1370460A1 (ru) | Измерительный преобразователь напр жени индукционных датчиков | |
SU788036A1 (ru) | Цифровой измеритель -параметров | |
SU605093A1 (ru) | Электромагнитный расходомер с частотным выходным сигналом | |
SU1645920A1 (ru) | Емкостный преобразователь | |
SU756315A1 (ru) | Емкостное измерительное устройство 1 | |
SU1576872A1 (ru) | Преобразователь параметров трехэлементных резонансных пассивных двухполюсников | |
SU679896A1 (ru) | Измеритель индуктивности и добротности катушек индуктивности | |
RU2255341C1 (ru) | Устройство для измерения ускорений | |
SU1140058A1 (ru) | Измеритель @ -параметров | |
JPS61292731A (ja) | 座標検出装置 | |
SU1736936A1 (ru) | Устройство дл измерени электропроводности жидкости | |
RU2020745C1 (ru) | Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код | |
RU2100813C1 (ru) | Способ измерения rlc-параметров |