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

Таблица 88. Цифровые мосты перемеииого тока

Тип прибора

Частотны.1 диапазон. кГи

Время намерения.

Измеряемая величина.

емкость, Ф

индуктивность, Гн

сопротивление, Ом

Р5079 Р5016 Р5058

Р5030 Е7-8 Е7-12

HP 4276 США

HP 4277 США

1.5; 10; 50 0,05; 1,10

0,1; 1 1

1000 0,1; 10

10; 103

0,02 (10 кГц)

0,2 (I кГц)

(50 кГц) 1.5; 0,15

0.5 0,03

0,03

10-1В...10-4

10-И...10-*

I0-M...10-S

10-W...2 . 10-1

10-14...10-4

10-"... 10-

10-"... 10-5

10-S...10

10-8... 10-

10-7...2 . 10?

10--..103

10-12...IO-S

10-4...102

10-4...106 10-2... 10

10-S...2 . ЮЮ 10-S...10 10-...10« 10-1...10

10...10"

Следящие цифровые мосты переиешюго тока

Широко распространены цифровые мостовые измерители параметров комплексного сопротивления, обеспечивающие простую и надежную автоматизацию процесса измерения и возможность использования их в информационно-измерительных системах.

Разработкой цифровых приборов для измерения комплексных сопротивлений занимаются ведущие фирмы США, Англии, Японии, например фирмы «Хью-летт-Паккард», «Иокогава», «Дженерал Рейдио», «Вайн Керр» и другие, однако лучшими серийно выпускаемыми являются отечественные приборы, которые обеспечивают полную автоматизацию процесса измерения и дают представление информации в цифровой форме при высоких метрологических показателях.

В отечественных разработках цифровых мостов переменного тока наиболее распространение получили методы экстремального регулирования, предложенные акад. АН УССР Гриневичем Ф. Б., и метод координированного уравновешивания, предложенный проф. Кнеллером В. Ю. (гл. 10.4). На основе этих методов разработана и выпускается ПО «Точэлектроприбор» серия цифровых мостов переменного тока типов Р5058, Р5079, Р5084,Р5016, Р5058 и др. (табл. 38).

На основе принципа экстремального регулирования разработаны цифровые мосты типов Р570, Р589, Р591, Р5079, Р5084.

Высокие метрологические характеристики мостов обусловлены применением измерительных цепей на основе-трансформаторных узлов с тесной индуктивной



и измерители R, L, С-параметров

диапазоны измерения

проводимость. См

fg<P

Погрешность, %

Режим работы

Габаритные размеры, мм; масса, кг

10-10... 1

10-»..-1

10-«.-.10

10-5...1

2 • 10-5...1 10-*...I

1 io-<...f

10-4--l 10-4.••! I0-4---1

10-4-.-I

10-4...I

10-4...1

io-«...i

-180°

±180°

0,05. .0,01 0,02 0,2

0,5 0,1 0,3 0,1

Поиск, повторные измерения, слежения

Поиск, процентное отклонение

Поиск, слежение Поиск

Число частот 801

Тест-сигиал IV и 50

Число частот 701

Тест-сигнал IV и 20

490Х130Х X4I0 15

490X 2I0X Х495 35

490 X 2I0X X5I0

34IX88X Х265 3,5

490 X 2I6X Х430 30

480XI20X

Х555 20

425XI88X Х422 8,5

425X188X Х422 8,5

связью и экстремальных систем уравновешивания по двум параметрам [9). Одни йз параметров кратковременно изменяют на небольшое значение, при этом выходное напряжение модулируется. На основании различий в форме огибающей осуществляют формирование регулирующих воздействий, которые управляют уравновешивающими элементами и регулируют параметр в нужную сторону. Для уравновешивания измерительной цепи по двум параметрам применяется поочередная модуляция.их по определенной программе. В приборе использован принцип следящего уравновешивания. В качестве устройства сравнения в мосте использовано устройство с тесной индуктивной связью для сравнения двух переменных магнитных потоков. Такие мосты называются мостами с тесной индуктивной связью, или трансформаторными. Трансформаторные мостовые измерительные цепи уравновешивают измеиеиием числа витков обмоток. Это позволяет создавать мосты высокого класса точности (0,01 %), определяемого в основном погрешностью примененных образцовых мер комплексного сопротивления. Их число удается свести к минимуму благодаря тому, что используемые узлы с тесной индуктивной связью выступают в качестве многозначных регулируемых мер отношения переменных напряжений (токов). Еще одним важным достоинством является высокая помехоустойчивость мостовых измерительных цепей, позволяющая, в частности, обеспечивать дистанционность измерения. Объект измерения может быть удален от прибора на десятки метров.

Экстремальная система уравновешивания, которая инвариантна, в отличие от систем с фазовым детектором, к фазовым набегам в усилителе сигнала нерав-



новесия, позволяет вводить в последний значительную избирательность. Это повышает помехоустойчивость системы уравновешивания и способствует достижению высокой точности уравновешивания.

Устройства сравнения автоматического цифрового моста Р50.79 (рис. 9.9) состоит из образцовых мер е.чкости Со и активной проводимости Gq, трансформатора напряжения (ТН), с подключенным к нему генератором переменного напряжения, и компаратора токов (КТ).

Трансформатор напряжения и компаратор токов собраны на тороидальных ферритовых сердечниках с магнитной проницаемостью 10 ООО. Для обеспечения тесной индуктивной связи обмотки выполнены в виде свитых жгутов с соответствующим последовательным соединением проводников.

Если не учитывать влияние вторичных параметров обмотки, ток 1, протекающий через измеряемый объект,

(9.4)


Рис. 9.9. Устройство сравнения цифрового моста PS079.

Ток 1, протекающий через образцовую ветвь моста, /, = «„U7,(r,C,/r.-f toC„)/U7,.

(9.5)

Равновесие измерительной цепи определяется при сравнении магнитных потоков, протекающих по и индуктивного компаратора токов, включенного на выходе измерительной цепи.

Условие равновесия определяется равенством ампер-витков обмотки, включенной последовательно с измеряемым объектом, и обмотки, включенной последовательно с образцовыми мерами и С,

1x4 = 1оь. (9.6) После подстановки соответствующих значений токов и преобразований

Wili* (G + тСх) = ir.ir5 (WJWo + i<oCo). (9.7) После разделения на составляющие

Cx-WW,CJWiW,: . (9.8)

• - GWW.WJW,: . (9.9)

tg 6 x.W,GJW,mC. (9.10)

Уравновешивание по емкости происходит за счет числа витков обмотки W2, а по тангенсу угла потерь - обмотки W7. Изменение пределов измерения выполняют автоматическим переключением числа витков обмоток W1 и W4.

В процессе уравновешивания из напряжения разбаланса методом параметрической модуляции в схеме управления прибором (рис. 9.10) формируются два сигнала: первый ДИср; уравновешивания по емкости и второй ДИ(дбх

уравновешивания по tg6;. Эти сигналы управляют ключами SW\ и SV172 на входах реверсивных счетчиков CTl и СТ2. Кодовые сигналы на выходе СТ1 используются для подекадного следящего уравновешивания схемы по емкости путем изменения числа витков W2 переключателем SWS, а кодовые сигналы иа выходе СТ2 используются для уравновешивания приборов по tg6 путем изменения числа витков W7 переключателем SW4. Уравновешивание схемы происходит до тех пор, пока выходное напряжение измерительной цепи не будет равно нулю. Коды Л и ltgBx используются для управления цифровыми отсчетными

устройствами ЦОУ1 и ЦОУ2. Мост Р5079 предназначен для измерения емкости





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