Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 [ 122 ] 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

и что выбран момент, близкий к переходу через нулевые значения, где эта погрендность максимальна. Предполагаем, что в приборе использован частотный безыииерционный преобразователь с характеристикой

Пренебрегаем динамической погрешностью, возникающей из-за времени, необходимого для обработки и выдачи цифрового значения Nfx или соответственно Nx- Ввиду того, что после частотного преобразователя измеряется не мгновенное значение частоты, а значение частоты, осредненное за один период Тх, в результате возникает динамическая погрешность, равная

Ддвн = X] - Хер,

Х = ХаахТх, Хер = J- I Xmaxt dt = XaxTxl.

Хо J

Тогда

Дднн. м = Хтах tTx - Хшах »Тх/2 = Хах iTx/2, .

где Хах - максимальное значение первой производной X {t). Относительная динамическая погрешность

бдин. м = Ддин. м/Хщ = Хщах tTx/2Xm-

После подстановки Тх-1 /fx при синусоидальном сигнале х = = д:8тю/ получим

бдин = .„ю/л;„2/х = я/с х. Допустимая ширина спектра сигнала /с при заданной динамической погрешности бдин

/с. доп = бдип/х/Я,

где fx =-kx.

Например, при максимальной выходной частоте /.,: = 100 кГц, при измерении Тх с частотой квантования 10 МГц и бдпн = 1 % /с. доп = 10- . lOVit = 300 Гц.

Следовательно, цифровые интегрирующие приборы с частотными преобразователями и с измерением Тх пригодны для исследования только низкочастотных сигналов.

Динамические погрешности цифрового прибора с частотным преобразователем при измерении частоты за фиксированный интервал времени Ти составят: -

ДХдин = д:мюТц/2; бдии = я/сТц; fc. доп = бдин/яТц.

Если бдин = 1 % при /х = 100 кГц и при измерении fx за Тц = = 0,001 с, то

/с. доп=10->-0,001=3 Гц. Цифровые приборы с частотными, преобразователями при измерении частоты за фиксированный интервал времени Тц пригодны только для медленно измеряющихся сигналов.





Рис. 8.28. Цифровые измерители параметров R, L, С: a - типа p5030: б - типа лпи; в - типа hp 4277а.

8.4. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ ПРнМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ ИЛИ ТОК ДВУХТАКТНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ

В методах прямого преобразования параметров электрических цепей в напряжение или ток последние зависят от амплитуды и частоты вспомогательных сигналов, питающих эти цепи. Для устранения



этой зависимости применяются логометрические преобразования, которые до недавнего времени могли быть выполнены только с помощью показывающих логометрических измерительных приборов, характеризующихся невысокой точностью, большим потреблением мощности н ограниченным частотным диапазоном. Разработка высокоточных цифровых логометрических измерительных устройств на базе двойного интегрирования, использование высокоточных операционных усилителей и быстродействующих интегральных ключей для фазочувстви-тельных детекторов позволила создать цифровые логометрические измерители параметров прямого преобразования с менее сложной структурой и более высоким быстродействием.

Для устранения зависимости выходных сигналов логометрических преобразователей от / и Vq необходимо на вход преобразователя двойного интегрирования подавать два напряжения, средние значения которых равнозначно зависели бы от /, Vq и коэффициентов преобразования звеньев, а одно из них было прямо пропорционально или обратно пропорционально одному из неизвестных комплексных параметров (R, L, С, tg б я др.).

Рассмотрим работу автоматического цифрового измерителя R, L, С типа Р5030 ПО «Точэлектроприбор» при измерении параметров Сх и Rx (рис. 8.28). Структурная схема прибора (рис. 8.29, а) состоит из входного преобразователя импеданса на 0У1, двух интеграторов ИН 1 и ИН2, компаратора, блока привязки по фазе БПФ и блока управления БУ. Для получения напряжения Ux, пропорционального току в резисторе Zx и напряжению U на Zx широко используются преобразователи на операционных усилителях. (обведен пунктиром на рис. 8.29, а).

Для получения падений напряжения на неизвестном Zx и известном /?о сопротивлениях в прецизионных преобразователях используются дифференциальные усилители входными сигналами для которых являются напряжения и и «2 и (/х-

При измерении параметров по параллельной схеме замещения ключи SW1 ч SW2, выполняющие роль фазочувствительных детекторов, работают синхронно с напряжением Ux, т. е. напряжением на неизвестном сопротивлении Zx. При измерении параметров по последовательной схеме замещения работа ключей SI и S2 синхронизируется напряжением Ux, синфазным и пропорциональным току через неизвестное сопротивление Zx.

Рассмотрим работу схемы при измерении параметров конденсатора по параллельной схеме замещения. В этом случае мгновенное значение напряжения

Vx=ViRJRx-]Vi2nfRoCx.

Как видно из этого уравнения, напряжение Ux содержит две квадратурные составлякацие, одна из которых синфазна с напряжением И] и прямо пропорциональна активной проводимости измеряемого конденсатора \lRx- Другая составляющая сдвинута на -90° относительно «1 и прямо пропорциональна емкости конденсатора Сх- Для разделения квадратурных составляющих напряжения Ux применяются ключевые синхронные детекторы (ключи SW1 kSW2), сигналы управ-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 [ 122 ] 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166