SU450104A1 - Мост дл измерени параметров комплексных сопротивлений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть применено дл  измерени  параметров конденсаторов, индуктивностей и резисторов на переменном токе, а при применении соответствующих датчиков и дл  измерени  неэлектрических величин (температуры , давлени  и т. п.).

Известны мосты дл  измерени  параметров комплексных сопротивлений, содержащие генератор тока с заземленной точкой, детектор состо ни  равновеси , операционный усилитель , образцовые меры и трансформатор.

Однако известные мосты отличаютс  низкой точностью и чувствительностью.

Дл  повыщени  точности измерени  и чувствительности в предлагаемом устройстве первпчпа  обмотка трансформатора включена между входом операционного усилител  и общей точкой соединени  генератора тока и измер емого комплексного сопротивлени , а вторична  обмотка включена между выходом усилител  и заземленной точкой.

На чертеже приведена схема предлагаемого моста.

Мост состоит из генератора тока 1 с заземлепной точкой, детектора состо ни  равновеси  2 и двух, включенный между ними, параллельно соединенных электрических ветвей. Одна из нпх состоит из измер емого, комплексного сопротивлени  3, операционного усилител  4 с образцовым элементом 5 в -цепи отрицательной обратной св зи, включенным между входом и выходом этого усилител  4, и регулировочных элементов 6 и 7, включенных между выходом усилител  и детектором состо ни  равновеси  2. Друга  ветвь состоит из образцовой меры 8, операционного усилител  9 и трансформатора 10. Образцова  мера 8 включена между выходом операционного усилител  9 этой ветви и входом детектора состо ни  равновеси  2, а трансформатор 10 включен в цепь отрицательной обратной св зи усилител  9. Первична  обмотка его включена между выходом усилител  с низким входным сопротивлением и общей точкой соединени  генератора тока и измер емого комплексного сопротивлени , а вторична  обмотка - между выходом усилител  и заземленной точкой .

Работа моста основана на сравнении токов через измер емое комплексное сопротивление и образцовую меру, расположенные в разных ветв х моста. Добива сь равенства токов на выходе ветвей, производ т отсчет измеренного результата по величине эквивалентной проводимости регулировочных элементов. Так, если измер емое комплексное сопротивление равно х , образцовый элемент и образцова  мера выбраны активными и их сопротивлени  соответственно равны Гэ и Го, проводимости регулировочных элементов равны gp и /г/р, а отношение витков первичной обмотки трансформатора ко вторичной -1-, то уравнение а баланса моста будет: Гх + ,- г, (g-p + /г/р). Мен   местами регулировочные элементы и образцовую меру, получаем схему моста дл  измерени  параллельных компонент измер емого комплексного сопротивлени . Так, если полна  проводимость измер емого комплексного сопротивлени  равна: (), х то уравнение баланса моста будет: r + + /Vp). Точность передачи напр жени  от измер емого комплексного сопротивлени  к образцовой мере определ етс  точностью отношени  витков трансформатора и величиной коэффициента усилени  усилител . Если еше учесть, что на входе усилител  действует шумовой ток /ш и считать трансформатор идеальным, то дл  усилител , охваченного последовательной отрицательной обратной св зью по напр жению, значение выходного напр жени  можно определить из формулы: Гг/ - /вых-1 УВНХ -Д. «« (u t/™x 1+-. с «1 В этих формулах К - коэффициент передачи усилител  от входа к выходу, выраженный в омах. Из формул видно, что при достаточно большом коэффициенте усилени  усилител  погрешность передачи напр жени  с измер емого комплексного сопротивлени  на выход усилител  можно сделать пренебрежимо малой. Достоинством схемы  вл етс  и то, что при изменении коэффициента трансформации отношение напр л ени  сигнала к напр жению шума на выходе усилител  остаетс  неизменным, что позвол ет при изменении пределов измерени  изменением коэффициента трансформации получить одинаковую чувствительность на различных пределах измерени . Погрешность передачи напр жени , определ ема  как , также остаетс  неизменК HI ной, так как при переключении пределов измерени  величина -, остаетс  посто нной. Возможно также применение усилител  напр жени  с большим выходным сопротивлением , но в этом случае погрешность передачи напр жени  с измер емого комплексного сопротивлени  на выход усилител  не остаетс  посто нной и дл  получени  ее посто нства необходимо синхронно с изменением коэффициента трансформации мен ть коэффициент усилени  усилител . Таким образом, выгодней примен ть в качестве операционного усилител  усилитель с низким значением входного сопротивлени . Предмет изобретени  Мост дл  измерени  параметров комплексных сопротивлений, содержащий генератор тока с заземленной точкой, детектор состо ни  равновеси  и две, включенные между ними, параллельно соединенные электрические ветви, одна из которых состоит из измер емого комплексного сопротивлени , преобразовател  тока, например операционного усилител , с образцовым элементом и регулировочных элементов , а втора  - из образцовой меры, операционного усилител  и трансформатора с обмотками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и чувствительности , в нем первична  обмотка трансформатора включена между входом операционного усилител  и общей точкой соединени  генератора тока и измер емого комплексного сопротивлени , а вторична  обмотка включена между выходом усилител  и заземленной точкой.