SU788036A1 - Rlc-parameters digital meter - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может найти применение при измерении RLC-параметров в иироком частотном диапазоне. jThe invention relates to electrical measuring technique and may find application in measuring RLC parameters in the world frequency range. j

Известен циуровой измеритель сопротивлени , емкости, индуктивности , содержащий управл емый генератор синусоидального напр жени  на основе перестраиваемого гетеродина, |0 смесител  и фильтра нижних частот, подключенный ко входу частотоэависимои цепи с образцовым и измер емым элементами, преобразователь изменени  параметров цепи в напр жение, вход j которого подключен к выходу цепи, а его выход подключен к управл ющему входу генератора, формирователь периода выходного сигнала генератора, цифровой измеритель периода, два комму- 20 татора, источник напр жени  посто нного тока, врем импульсный преобразователь , цифровой измеритель отношени  временных интервалов 1,A well-known cyur resistance meter, capacitance, inductance, containing a controlled sinusoidal voltage generator based on a tunable local oscillator, a mixer and a low-pass filter connected to the frequency-dependent circuit input with sample and measured elements, a voltage-to-voltage converter, voltage input, input j of which is connected to the output of the circuit, and its output is connected to the control input of the generator, the generator of the period of the output signal of the generator, a digital period meter, two commutators pa voltage source DC, the time pulse converter, a digital caliper ratio of time slots 1,

Недостатком устройства  вл етс  25 .то, что оно обеспечивает измерени  только на фиксированных частотги: со сравнительно низкой гочностью, так как построение ыирокодиапазонных смесител , гетеродина и фильтра QThe drawback of the device is 25. That it provides measurements only at fixed frequencies: with relatively low accuracy, since the construction of a single-band mixer, a local oscillator and a Q filter

св зано с значительныьш тейническими трудност ми, а результат зависит от значени  напр жени  источника посто нного тока, коэффициента пропорциональности преобразовател  временного интервала и чувствительности формировател  разностных временных интервалов, что значительно ухудшает точность измерени  в широком частотном диапазоне.associated with significant difficulties, and the result depends on the value of the voltage of the DC source, the proportionality coefficient of the time interval transducer and the sensitivity of the differential time interval former, which significantly impairs the measurement accuracy in a wide frequency range.

Наиболее близким техническим решением к предла1Гаемому  вл етс  цифровой измеритель RLC-параметров, содержаний генератор синусоидального сигнала, последовательно соединенные первый переключатель, первый интегратор , блок сравнени , селектор, цифровой делительный бЛок, цифровой отсчетный блок, причем второй вход блока сравнени  соединен с общей шиной, ко второму входу селектора подк.гаочены последовательно соединенные второй перек.лючатель, второй интегратор и второй блок сравнени , а третий вход селектора соединен с выходом генератора импульсов, блок управлени , источник опорного напр жени , управл юций вход которого соединен с вы- ходами первого и второго интеграторов , а выход - с сигнальными входами первого и второго переключателей, а также блок образцовых элементов, второй выход которого соединен с сигнальным входом ключа, об1дей шиной и первым входным зажимом устройства, второй входной зажим которого соединен с полюсом генератора синусоидального напр жени , второй полюс которого подключен к второму выход резистора и второму входу формировател  временного интервала, выход которого соединен с входом блока управлени , другой вход которого соединен с выходом первого интегратора , а соответствующие выходы блока управлени  соединены с управл ющими входами ключа, блока образцовых элементов, двух переключателей, селектора , цифрового делительного блока , цифрового отсчетного блока и формировател  временного интервала 2.The closest technical solution to the proposed one is a digital meter of RLC parameters, contents a sine wave generator, serially connected first switch, first integrator, comparison unit, selector, digital dividing block, digital reading unit, and the second input of the comparison unit is connected to a common bus, to the second input of the selector, the second switch, the second integrator, and the second comparison unit are connected in series; the third input of the selector is connected to the output of the generator the pulse pulse, the control unit, the reference voltage source, the control inputs of which are connected to the outputs of the first and second integrators, and the output - to the signal inputs of the first and second switches, and also a block of exemplary elements, the second output of which is connected to the signal input of the key the bus and the first input terminal of the device, the second input terminal of which is connected to the pole of the sinusoidal voltage generator, the second pole of which is connected to the second output of the resistor and the second input of the time transducer interval, the output of which is connected to the input of the control unit, another input of which is connected to the output of the first integrator, and the corresponding outputs of the control unit are connected to the control inputs of a key, a block of exemplary elements, two switches, a selector, a digital dividing unit, a digital reading unit and a temporalizer interval 2.

Недостатком известного технического решени   вл етс  ограниченность точности измерени , обусловленна  зависимостью уровн  выходного напр жени  и,интегратора от периода Т исследуемых колебаний. При измерени  на высоких частотах, вследствие уменьшени  Т уменьшаетс  уровень напр жени  на выходе интегратора,что приводит к снижению разрешающей способности преобразовани  напр жени  во временные интервалы и числовые эквиваленты, а значит и к повышению погрешности измерений на высоких частотах.A disadvantage of the known technical solution is the limited accuracy of the measurement due to the dependence of the output voltage level and, the integrator, on the period T of the oscillations under study. When measuring at high frequencies, due to a decrease in T, the voltage level at the integrator output decreases, which leads to a decrease in the resolution of voltage conversion in time intervals and numerical equivalents, and hence to an increase in measurement error at high frequencies.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение частотного диапазона.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and the expansion of the frequency range.

П9ставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровом измерителе RUCпарамет-ров , содержащем генератор синусоидального напр жени , последовательно соединенные первый переключатель и первый интегратор, а также блок сравнени , селектор, цифровой делительный блок и цифровой отсчетны блок, причем второй вход блока сравнени  соединен с общей шиной, второй вход селектора соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные второй переключатель и второй интегратор, источник опорного напр жени , управл ющий вход которого соединен с выходом второго интегратора, блок управлени , блок образцовых элементов, клйч, резистор формирователь временного интервала, первый вход которого соединен со вторым выходом блока образцовых элементов , первым выводом резистора и выходом ключа, сигнальный вход которого подключен к первому выходу блока образцовых элементов, к,общей шине и к первому входному зажиму устройства, второй входной зажим которого соединен с первым сигнальным входом первого переключател  и одним из полюсов генератора синусоидального напр жени , второй полюс которого подключен ко второму выводу резистора и второму входу формировател  временного интервала, выход которого соединен с первым входом блока управлени , соответствущие вьаходы которого соединены с управл ющими входами ключа, блока образцовых элементов, двух переключателей , селектора, цифрового делительного блока, цифрового отсчетного блока и формировател  временного интервала, первьлй сигнальный вход второго переключател  соединен с выходом первого интегратора, а второй его сигнальный вход - с выходом источника опорного напр жени , выход второго интегратора соединен с перBUM входом блока сравнени  и со вторым входом блока управлени , а второй сигнальный вход первого переключател  подключен к первому входу формировател  временного интервала .The goal is achieved by the fact that, in a digital RUC parameter meter containing a sinusoidal voltage generator, a first switch and a first integrator connected in series, as well as a comparison unit, a selector, a digital division unit and a digital reference unit, the second input of the comparison unit is connected to a common bus, the second input of the selector is connected to the output of the pulse generator, the second switch and the second integrator are connected in series, the source of the reference voltage, the control input of which is connected En with the output of the second integrator, a control unit, a block of exemplary elements, Klych, a resistor, a time interval former, the first input of which is connected to the second output of the block of exemplary elements, the first output of the resistor and the output of the key, the signal input of which is connected to the first output of the block of exemplary elements the common busbar and to the first input terminal of the device, the second input terminal of which is connected to the first signal input of the first switch and one of the poles of the sinusoidal voltage generator, the second field from which is connected to the second output of the resistor and the second input of the time interval generator, the output of which is connected to the first input of the control unit, the corresponding inputs of which are connected to the control inputs of the key, unit of exemplary elements, two switches, selector, digital dividing unit, digital reading unit and shaper time interval, the first signal input of the second switch is connected to the output of the first integrator, and its second signal input is connected to the output of the reference voltage source The output of the second integrator is connected to the per BUM input of the comparator unit and to the second input of the control unit, and the second signal input of the first switch is connected to the first input of the time interval generator.

На чертеже изображена.блок-схема цифрового измерител  RLC-параметров , The drawing shows a block diagram of a digital meter RLC-parameters,

Цифровой измеритель содержит переключатель 1, интегратор 2, переключатель 3, интегратор 4, блок сравнени  5, генератор импульсов 6, измер емый элемент 7, генератор О синусоидального напр жени , источник 9 опорного напр жени , селектор 10, цифровой делительный блок 11, цифровой отсчетны блок 12, ключ 13, блок 14 образцовых элементов, резистор 15 формирователь 16 временного интервала , блок 17 управлени .The digital meter contains a switch 1, an integrator 2, a switch 3, an integrator 4, a comparison unit 5, a pulse generator 6, a measuring element 7, a sinusoidal voltage generator O, a reference voltage source 9, a selector 10, a digital dividing unit 11, a digital reference block 12, key 13, block 14 exemplary elements, resistor 15 shaper 16, a time interval, block 17 controls.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

В исходном состо нии интеграторы 2 и 4 разр жены, ключ 13 сигналом с блока 17 управлени  разомкнут, переключатели 1. и 3 наход тс  в нейтральном положении, счетчики цифрового делительного блока 11 сброшен в состо ние нул .In the initial state, the integrators 2 and 4 are discharged, the key 13 by the signal from the control unit 17 is open, the switches 1. and 3 are in the neutral position, the counters of the digital dividing unit 11 are reset to zero.

Измерение синфазной и квадратурной составл ющих исследуемого сопротивлени  основано на двойном интегрировании напр жени  на измер емом элементе 7 и блоке 14 образцовых элементов в течение времени, определ емого формирователем 16 временного интервала, который формирует врем  измерени  из длительности периода напр жени  на резисторе 15, равное или кратное периоду исследуемого сигнала и совпадающее по фазе с током в исследуемой цепи.The measurement of the in-phase and quadrature components of the resistance under study is based on the double integration of the voltage on the measuring element 7 and the block of 14 sample elements during the time determined by the time generator 16, which forms the measurement time from the voltage period of the resistor 15 equal to or multiple to the period of the signal under study and coinciding in phase with the current in the circuit under study.

При синусоидальной форме кривой напр жени  генератора 8 U(t) U sinie t напр жение на измер емом сопротив лении 2 равноWhen the sinusoidal waveform of the generator voltage is 8 U (t) U sinie t, the voltage across the measured resistance 2 is equal to

Z,. sin (a)t+f) (сЫЪZ. sin (a) t + f) (syr

и, and,

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 467302, кл. G 01 R 27/26, 10.11.72.1. Authors certificate USSR 467302, cl. G 01 R 27/26, 10.11.72. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2518035/18-21,2. USSR author's certificate for application no. 2518035 / 18-21, кл. G 01 R 27/26, 15.08.77 (прототип ) .cl. G 01 R 27/26, 08.15.77 (prototype).