RU2092861C1 - Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization - Google Patents
Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092861C1 RU2092861C1 RU94038819A RU94038819A RU2092861C1 RU 2092861 C1 RU2092861 C1 RU 2092861C1 RU 94038819 A RU94038819 A RU 94038819A RU 94038819 A RU94038819 A RU 94038819A RU 2092861 C1 RU2092861 C1 RU 2092861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- impedance
- voltage
- measuring
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к измерению и контролю составляющих полного сопротивления, в том числе изобретение пригодно для измерения полного сопротивления объектов, содержащих электролиты. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the measurement and control of components of the impedance, including the invention is suitable for measuring the impedance of objects containing electrolytes.
Известен способ определения комплексного сопротивления (авт.св. СССР N712777, кл. МКИ GО1-R27/00, 27/02, 1980). Этот способ заключается в том, что производят измерение напряжения на зажимах цепи делителя, состоящего из последовательно соединенных образцового и измеряемого сопротивлений, а также на образцовом и измеряемом сопротивлениях. Определяют по их значениям модуль и угол измеряемого комплексного сопротивления, причем напряжение на образцовом сопротивлении измеряют, предварительно подключив параллельно ему вспомогательную цепь с активным входом, а угол искомого комплексного сопротивления вычисляют по формуле:
где V суммарное напряжение на зажимах цепи делителя;
Vo падение напряжения на образцовом сопротивлении;
Roбр величина образцового сопротивления;
Rg входное сопротивление вспомогательной измерительной цепи;
модуль искомого комплексного сопротивления.A known method for determining the complex resistance (ed. St. USSR N712777, class MKI GO1-R27 / 00, 27/02, 1980). This method consists in the fact that the voltage is measured at the terminals of the divider circuit, consisting of series-connected reference and measured resistances, as well as at the reference and measured resistances. The module and the angle of the measured complex resistance are determined by their values, and the voltage at the model resistance is measured by pre-connecting an auxiliary circuit with an active input parallel to it, and the angle of the desired complex resistance is calculated by the formula:
where V is the total voltage at the terminals of the divider circuit;
V o the voltage drop across the model resistance;
R is the magnitude of the model resistance;
R g input resistance of the auxiliary measuring circuit;
the module of the desired complex resistance.
Известный способ определения комплексного сопротивления реализован в схеме, которая содержит источник 1 переменного напряжения, последовательно соединенные образцовой резистор 2 и искомое комплексное сопротивление 3, измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных активных сопротивлений 4 и 5 делителя, а также вольтметр 6. Сопротивление 4 и 5 измерительной цепи параллельно подключены к малому по величине сопротивлению 4 цепи делителя. The known method for determining the complex resistance is implemented in a circuit that contains an
Недостатками известного способа определения комплексного сопротивления и схемы для его реализации являются:
низкое быстродействие;
невозможность проведения оперативных измерений;
невозможность измерения комплексных сопротивлений объектов, содержащих электролиты.The disadvantages of the known method for determining the complex resistance and circuitry for its implementation are:
low speed;
the impossibility of carrying out operational measurements;
the impossibility of measuring the complex resistances of objects containing electrolytes.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются способ и схема для измерения импеданса датчика (заявка ЕПВ N 0065675, кл. МКИ4 GO1 R27/02, 27/26, 27/22, 1982). Этот способ заключается в том, что синхронно формируют первое синусоидальное напряжение U1 и прямоугольное напряжение U2, затем первое синусоидальное напряжение U1 подают на измерительную схему, имеющую измеряемый импеданс Zx, на выходе которой появляется второе, пропорциональное импедансу Zx синусоидальное напряжение U3. Это напряжение отфильтровывают и так сдвигают по фазе, чтобы полученное в результате этой операции напряжение U5 проходило через нуль одновременно с прямоугольным напряжением U2. После этого напряжение U5 детектируют в течение положительного полупериода, а в течение отрицательного полупериода закорачивают на землю, синхронизируют этот процесс прямоугольным напряжением U2. В результате перечисленных выше операций получают пропорциональное измеряемому импедансу Zx постоянное напряжение Udc.Closest to the technical nature of the present invention are a method and a circuit for measuring the impedance of the sensor (application EPO N 0065675, class MKI GO1 R27 / 02, 27/26, 27/22, 1982). This method consists in the fact that the first sinusoidal voltage U1 and the rectangular voltage U2 are synchronously generated, then the first sinusoidal voltage U1 is supplied to a measuring circuit having a measured impedance Z x , the output of which appears a second sinusoidal voltage U3 proportional to the impedance Z x . This voltage is filtered off and phase shifted so that the voltage U5 obtained as a result of this operation passes through zero simultaneously with the rectangular voltage U2. After that, the voltage U5 is detected during the positive half-cycle, and during the negative half-cycle it is shorted to ground, this process is synchronized by the rectangular voltage U2. As a result of the above operations, a constant voltage U dc proportional to the measured impedance Z x is obtained.
Схема, реализующая этот способ, содержит генератор 1, первый выход которого подключен ко входу измерительной схемы 2, последовательно соединенной с фильтром 4, выход которого подключен к первому входу выпрямительной схемы 3, второй вход которой соединен со вторым выходом генератора 1, а выход является выходом устройства. The circuit implementing this method includes a
Недостатками наиболее близких по технической сущности к предлагаемому изобретению способа и схемы являются:
измерение только модуля активной составляющей полного сопротивления;
низкое быстродействие из-за необходимости выделения постоянной составляющей и как следствие невозможность измерения полного сопротивления, меняющегося во времени со скоростью, сравнимой с постоянной времени выпрямительной схемы 3.The disadvantages of the closest in technical essence to the proposed invention method and scheme are:
measuring only the module of the active component of the impedance;
low speed due to the need to isolate a constant component and, as a consequence, the impossibility of measuring the impedance, changing in time with a speed comparable to the time constant of the
При создании предлагаемого способа измерения параметров полного сопротивления и устройства для его реализации решались следующие задачи:
одновременное (со сдвигом в один-два периода рабочей частоты) измерение активной и реактивной составляющих полного сопротивления, в том числе двухполюсников, имеющих между полюсами ЭДС, постоянную или медленно меняющуюся во времени, а так же объектов, содержащих электролиты;
повышение скорости измерения по сравнению с известными способами, что позволяет осуществить измерение полного сопротивления медленно меняющегося во времени (медленно по сравнению с периодом сигнала, с помощью которого производятся измерения).When creating the proposed method for measuring the parameters of the impedance and the device for its implementation, the following tasks were solved:
simultaneous (with a shift of one or two periods of the operating frequency) measurement of the active and reactive components of the impedance, including dvukhpolosnykh having between the poles of the EMF, constant or slowly changing in time, as well as objects containing electrolytes;
an increase in the measurement speed compared with known methods, which allows the measurement of the impedance slowly varying in time (slowly compared to the period of the signal with which measurements are made).
Решение задач осуществляется следующим образом. На выходах генератора синхронно вырабатывают синусоидальное и прямоугольное напряжения, синусоидальное подают на измерительную схему, содержащую измеряемое полное сопротивление Zx. На выходе измерительной схемы получают напряжение, пропорциональное модулю полного сопротивления Zx и со сдвигом фазы относительно синусоидального напряжения, сформированного на выходе генератора, равным фазовому сдвигу полного сопротивления (сдвигу фазы между напряжением и током в цепи, полное сопротивление которой измеряют), которое затем фильтруют и подают на управляемый интегратор, где его интегрируют в течение периода, причем в течение одного полупериода процесс интегрирования осуществляют без изменения знака интегрируемого напряжения, а в течение другого с изменением его знака на противоположный, при этом для измерения активной составляющей полного сопротивления процесс интегрирования начинают в момент перехода через нуль синусоидального напряжения на выходе генератора, а для измерения реактивной составляющей в момент достижения максимального по абсолютной величине значения того же напряжения. В результате интегрирования на выходе управляемого интегратора поочередно (очередность может быть любой) формируют сигналы, пропорциональные значениям активной и реактивной составляющих измеряемого полного сопротивления (под сигналами на выходе интегратора понимается совокупность измерений состояния любых физических носителей информации, напряжение, ток, кодированные наборы импульсов, потенциалов и т.д.), которые затем запоминают.Problem solving is as follows. At the outputs of the generator, sinusoidal and rectangular voltages are simultaneously generated, and a sinusoidal voltage is supplied to a measuring circuit containing the measured impedance Z x . The output of the measuring circuit receives a voltage proportional to the impedance module Z x and with a phase shift relative to the sinusoidal voltage generated at the generator output equal to the phase shift of the impedance (phase shift between voltage and current in the circuit whose total resistance is measured), which is then filtered and served on a controlled integrator, where it is integrated over a period, and during one half-cycle, the integration process is carried out without changing the sign of the integrable tension, and during the other with a change in its sign to the opposite, in this case, to measure the active component of the impedance, the integration process begins at the moment the sinusoidal voltage at the output of the generator passes through zero, and to measure the reactive component when the absolute value reaches its maximum value voltage. As a result of integration at the output of the controlled integrator, alternately (the sequence can be any), signals proportional to the values of the active and reactive components of the measured impedance are formed (signals at the integrator output mean a set of measurements of the state of any physical information carriers, voltage, current, encoded sets of pulses, potentials etc.) which are then remembered.
Процессом интегрирования и запоминанием управляют следующим образом. Прямоугольное и синусоидальное напряжения на выходах генератора синхронизируют таким образом, чтобы фронты и срезы прямоугольного напряжения совпадали с моментами перехода синусоиды через нуль, и подают на блок формирования управляющих сигналов, формирующий сигналы разрешения и знака интегрирования, а также сигнал записи результатов интегрирования в блок памяти. Все выходные сигналы блока формирования управляющих сигналов синхронны с синусоидальным напряжением генератора, т.к. формируются из прямоугольного. Сигнал разрешения интегрирования по длительности равен периоду напряжения генератора и его начало совпадает в режиме измерения активной составляющей полного сопротивления с переходом синусоидального напряжения генератора через нуль, в режиме измерения реактивной составляющей полного сопротивления с максимальным по абсолютной величине значением того же напряжения (т.е. со сдвигом на 90 или 90 o по фазе относительно предыдущего).The integration process and memorization are controlled as follows. The rectangular and sinusoidal voltages at the generator outputs are synchronized in such a way that the edges and slices of the rectangular voltage coincide with the moments when the sinusoid passes through zero and is fed to the control signal generation unit, which generates resolution and integration sign signals, as well as a signal to record the integration results into the memory unit. All output signals of the control signal generating unit are synchronous with the sinusoidal voltage of the generator, since formed from rectangular. The integration enable signal in duration is equal to the generator voltage period and its beginning coincides in the mode of measuring the active component of the impedance with the transition of the sinusoidal voltage of the generator through zero, in the mode of measuring the reactive component of the impedance with the maximum absolute value of the same voltage (i.e., with a shift of 90 or 90 o in phase relative to the previous one).
Сигнал знака интегрирования начинается и заканчивается одновременно с сигналом разрешения интегрирования, причем в первую половину своей длительности он устанавливает в управляемом интеграторе режим интегрирования без изменения знака интегрируемого напряжения, а в течениe другого с изменением его знака на противоположный (или наоборот). The signal of the integration sign starts and ends simultaneously with the integration enable signal, and in the first half of its duration, it sets the integration mode in the controlled integrator without changing the sign of the integrated voltage, and during the other with the opposite sign (or vice versa).
Сигналом разрешения интегрирования управляемый интегратор поочередно включают в режим измерения активной и реактивной составляющих. При этом на его выходе в режиме измерения реактивной составляющей формируется сигнал, пропорциональный
Um•sinΦ,
а в режиме измерения активной составляющей сигнал, пропорциональный
Um•cosΦ,
где Um амплитуда напряжения на выходе измерительной схемы, пропорциональная модулю измеряемого полного сопротивления;
Φ сдвиг фазы измеряемого полного сопротивления, т.е. эти сигналы пропорциональны составляющим измеряемого полного сопротивления.The integration enable signal, the controlled integrator is alternately included in the measurement mode of the active and reactive components. At the same time, a signal proportional to
U m • sinΦ,
and in the active component measurement mode, the signal is proportional
U m • cosΦ,
where U m the amplitude of the voltage at the output of the measuring circuit, proportional to the module of the measured impedance;
Φ phase shift of the measured impedance, i.e. these signals are proportional to the components of the measured impedance.
После окончания каждого из режимов интегрирования сигналы с выхода интегратора по сигналу записи из формирователя управляющих сигналов записываются в блок памяти. After the end of each of the integration modes, the signals from the output of the integrator are recorded in the memory block by the recording signal from the shaper of control signals.
Сущность предлагаемого способа измерения полного сопротивления подтверждается следующим расчетом. По определению синусоидальные напряжения на выходе генератора (U1) и на выходе фильтра (U4) имеют вид
U1 = U1m•sinΦ и U4 = U4m•sin(Φ-Φx),
где Φ = ωt;
ω угловая частота;
t время
Fx сдвиг по фазе напряжения U4 относительно U1.The essence of the proposed method for measuring the impedance is confirmed by the following calculation. By definition, the sinusoidal voltages at the output of the generator (U1) and at the output of the filter (U4) are of the form
U 1 = U 1m • sinΦ and U 4 = U 4m • sin (Φ-Φ x ),
where Φ = ωt;
ω angular frequency;
t time
F x phase shift of voltage U4 relative to U1.
Интегрируют напряжение U4. Сигнал разрешения интегрирования, включая и выключая процесс интегрирования, тем самым задает его пределы 0.2n или n.3n в режиме измерения активной составляющей и n/2 5n/2 или 3n/27n/2 в режиме измерения реактивной составляющей. Так как сигналом знак интегрирования изменяют знак интегрируемого напряжения, то интеграл может быть представлен в виде двух слагаемых
где а1.а3 пределы интегрирования.Integrate voltage U4. The integration enable signal, turning the integration process on and off, thereby sets its limits 0.2n or n.3n in the active component measurement mode and n / 2 5n / 2 or 3n / 27n / 2 in the reactive component measurement mode. Since the sign of the integration sign changes the sign of the integrated voltage, the integral can be represented in the form of two terms
where a1.a3 integration limits.
Здесь в вычисления введена постоянная составляющая Uo, которая в общем случае может присутствовать на выходе измерительной схемы одно- временно с основным синусоидальным сигналом. Поскольку интервалы (а2-а1) и (а3-а2) равны и интегрирование в них производится с противоположным знаком (по исходному определению), ее присутствие не влияет на результат. Очевидно, что подстановка пределов в интеграл дает следующие результаты интегрирования: в режиме измерения активной составляющей Ua = 4•U4m•cosΦx, в режиме измерения реактивной составляющей Ur = 4•U4m•sinΦx. Но, т.к. U4m пропорционально модулю полного сопротивления, а Фx равен фазовому сдвигу полного сопротивления, результаты интегрирования Ua и Ur пропорциональны активной и реактивной составляющим полного сопротивления соответственно. Таким образом, на выходе управляемого интегратора появляются сигналы: Ua, пропорциональный активной составляющей полного сопротивления Zx, и Ur, пропорциональный реактивной составляющей полного сопротивления Zx, в зависимости от режима интегрирования.Here, a constant component U o is introduced into the calculations, which in the general case may be present at the output of the measuring circuit simultaneously with the main sinusoidal signal. Since the intervals (a2-a1) and (a3-a2) are equal and integration into them is performed with the opposite sign (by the initial definition), its presence does not affect the result. Obviously, substituting the limits into the integral gives the following integration results: in the measurement mode of the active component U a = 4 • U 4m • cosΦ x , in the measurement mode of the reactive component U r = 4 • U 4m • sinΦ x . But, because U4 m is proportional to the modulus of the impedance, and Ф x is equal to the phase shift of the impedance, the integration results U a and U r are proportional to the active and reactive components of the impedance, respectively. Thus, the following signals appear at the output of the controlled integrator: U a proportional to the active component of the impedance Z x , and U r proportional to the reactive component of the impedance Z x , depending on the integration mode.
Использование управляемого интегрирования в течение периода синусоидального напряжения на выходе генератора со сдвигом его начала позволяет измерять как активную, так и реактивную составляющие полного сопротивления и, кроме того, сокращает минимально необходимое "чистое" время измерения каждой из составляющих до одного периода напряжения генератора, т.е. увеличивает быстродействие измерителей, использующих предлагаемый способ. Смена знака интегрирования в середине интервала компенсирует в выходном сигнале составляющие, мало меняющиеся за период синусоидального напряжения генератора и, следовательно, исключает влияние такого рода воздействий на входах измеряемого двухполюсного и на результаты измерений. В частности, это относится к наводимым ЭДС от помех и от различных электрохимических процессов, если они имеют место в устройствах, входящих в измеряемую цепь. The use of controlled integration during the period of the sinusoidal voltage at the generator output with a shift in its beginning allows us to measure both the active and reactive components of the impedance and, in addition, reduces the minimum necessary “pure” measurement time of each of the components to one generator voltage period, t. e. increases the performance of meters using the proposed method. A change in the sign of integration in the middle of the interval compensates for the components in the output signal that change little during the period of the sinusoidal voltage of the generator and, therefore, excludes the influence of such effects on the inputs of the measured bipolar and on the measurement results. In particular, this applies to induced EMF from interference and from various electrochemical processes, if they occur in devices included in the measured circuit.
На фиг.1 дана схема устройства измерения полного сопротивления; на фиг.2 временная диаграмма работы устройства измерения полного сопротивления на фиг. 3 схема аналогового управляемого интегратора; на фиг.4 схема широкодиапазонного мультиплексора; на фиг.5 схема трехрежимного интегратора; на фиг. 6 временная диаграмма работы аналогового управляемого интегратора. Figure 1 is a diagram of a device for measuring the impedance; FIG. 2 is a timing diagram of the operation of the impedance measuring device of FIG. 3 circuit analog controlled integrator; figure 4 diagram of a wide-range multiplexer; figure 5 diagram of a three-mode integrator; in FIG. 6 is a timing diagram of the operation of an analogue controlled integrator.
Схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения полного сопротивления, содержит генератор 1, первый выход которого соединен со входом измерительной схемы 2, содержащей измеряемое полное сопротивление Zx, выход которой последовательно соединен через фильтр нижних частот 3 с первым входом управляемого интегратора 4, второй и третий входы которого соединены с одноименными выходами блока формирования управляющих сигналов 6, подключенного своим входом ко второму выходу генератора 1, а первым выходом ко второму входу блока памяти 5, первый вход которого соединен с выходом управляемого интегратора 4, а выход является выходом схемы.The circuit of the device that implements the proposed method of measuring the impedance contains a
Измерение полного сопротивления предлагаемым способом осуществляют следующим образом. На выходах генератора 1 синхронно вырабатывают синусоидальное (U1) и прямоугольное напряжения (U2) (фиг.2). Эти напряжения синхронизируют таким образом, чтобы фронты и срезы прямоугольного напряжения (U2) совпадали с моментами перехода синусоидального напряжения (U1) через нуль. Синусоидальное напряжение подают на измерительную схему 2, содержащую измеряемое полное сопротивление Zx. На выходе измерительной схемы 2 получают напряжение (U3), пропорциональное модулю измеряемого полного сопротивления Zx и со сдвигом фазы относительно синусоидального напряжения U1, равным фазовому сдвигу измеряемого полного сопротивления Zx (сдвигу фазы между напряжением и током в цепи, полное сопротивление которой измеряют). Напряжение U3 затем фильтруют и получают синусоидальное напряжение U4 (фиг.2). Это напряжение подают на управляемый интегратор 4, где его интегрируют в течении периода, причем процесс интегрирования разделяют на две равные части и в течение одной из них интегрируют без изменения знака интегрируемого напряжения, а в течение другой, изменяя на противоположный. При этом интегрирование начинают в момент перехода через нуль напряжения U1 для измерения активной составляющей и в момент достижения максимального значения по абсолютной величине того же напряжения (т.е. со сдвигом на 90 или 90o по фазе относительно напряжения U1) для измерения реактивной составляющей полного сопротивления Zx. В результате интегрирования на выходе управляемого интегратора 4 поочередно (очередность может быть любой) получают сигналы, пропорциональные значениям активной и реактивной составляющих измеряемого полного сопротивления Zx (под сигналами на выходе интегратора понимается совокупность изменений состояния любых физических носителей информации:напряжение, ток, кодированные наборы импульсов, потенциалов и т.д.), которые затем запоминают в блоке памяти 5.The measurement of the impedance of the proposed method is as follows. The outputs of the
Процессом интегрирования синусоидального напряжения U4 и запоминанием сигналов, полученных в результате интегрирования, управляют следующим образом. Прямоугольное напряжение U2 с выхода генератора 1 подают на блок формирования управляющих сигналов 6, формирующий сигналы разрешения и знака интегрирования, а также сигнал записи результатов интегрирования в блок памяти. Все выходные сигналы блока формирования управляющих сигналов 6 синхронны с синусоидальным напряжением U1, т.к. формируются из прямоугольного напряжения U2. Сигнал разрешения интегрирования по длительности равен периоду напряжения U1 и его начало совпадает в режиме измерения активной составляющей полного сопротивления с переходом синусоидального напряжения генератора через нуль, в режиме измерения реактивной составляющей полного сопротивления с максимальным по абсолютной величине значением того же напряжения (т.е. со сдвигом на 90 или 90o по фазе относительно предыдущего).The process of integrating the sinusoidal voltage U4 and storing the signals obtained as a result of integration is controlled as follows. The rectangular voltage U2 from the output of the
Сигнал знака интегрирования начинается и заканчивается одновременно с сигналом разрешения интегрирования, причем в первую половину своей длительности он устанавливает в управляемом интеграторе режим интегрирования без изменения знака интегрируемого напряжения, а в течениt другого с изменением его знака на противоположный или наоборот. The signal of the integration sign begins and ends simultaneously with the integration enable signal, and in the first half of its duration, it sets the integration mode in the controlled integrator without changing the sign of the integrated voltage, and during the other with the opposite sign or vice versa.
Сигналом разрешения интегрирования управляемый интегратор 4 поочередно включают в режим измерения активной и реактивной составляющих. При этом на его выходе в режиме измерения реактивной составляющей формируется сигнал Ur, пропорциональный
Um•sinΦ,
а в режиме измерения активной составляющей сигнал Ua, пропорциональный
Um•cosΦ,
где Um амплитуда напряжения на выходе измерительной схемы, пропорциональная модулю измеряемого полного сопротивления;
Φ сдвиг фазы измеряемого импеданса;
т. е. эти сигналы пропорциональны составляющим измеряемого полного сопротивления.The integration enable signal controlled by the
U m • sinΦ,
and in the measurement mode of the active component, the signal U a proportional to
U m • cosΦ,
where U m the amplitude of the voltage at the output of the measuring circuit, proportional to the module of the measured impedance;
Φ phase shift of the measured impedance;
i.e., these signals are proportional to the components of the measured impedance.
После окончания каждого из режимов интегрирования сигналы с выхода интегратора по сигналу записи из формирователя управляющих сигналов 6 записывают в блок памяти 5. After the end of each of the integration modes, the signals from the output of the integrator by the recording signal from the shaper of the control signals 6 are recorded in the memory unit 5.
Значения сигналов Ua и Ur, хранящиеся в блоке памяти 5, могут быть использованы для индикации значений активной и реактивной составляющих измеряемого полного сопротивления, дальнейшей обработки в ЭВМ, микропроцессоре или как управляющие сигналы.The values of the signals U a and U r stored in the memory unit 5 can be used to indicate the values of the active and reactive components of the measured impedance, further processing in a computer, microprocessor, or as control signals.
Схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения параметров полного сопротивления (фиг.1), содержит генератор 1, измерительную схему 2, содержащую измеряемое полное сопротивление Zx, фильтр нижних частот 3, управляемый интегратор 4, блок памяти 5 и блок формирования управляющих сигналов 6. Первый выход генератора 1, предназначенный для формирования синусоидального напряжения U1, подключен ко входу измерительной схемы 2, выход которой последовательно соединен через фильтр нижних частот 3 с первым входом управляемого интегратора 4, служащим для подачи интегрируемого напряжения. Второй и третий входы управляемого интегратора 4, являющиеся управляющими входами, подключены к одноименным выходам блока формирования управляющих сигналов 6, из которых второй предназначен для формирования сигнала разрешения интегрирования (Up), а третий для формирования сигнала знака интегрирования (Us). Вход блока формирования управляющих сигналов 6 соединен со вторым выходом генератора 1, служащим для формирования прямоугольного напряжения U2, а первый выход со вторым (управляющим) входом блока памяти 5. Первый вход блока памяти 5 подключен к выходу управляемого интегратора 4, а выход является выходом устройства.A diagram of a device that implements the proposed method for measuring the impedance parameters (Fig. 1) contains a
Управляемый интеграл 4 может быть реализован как цифровым, так и аналоговым способами. Пример построения аналогового управляемого интегратора 4 показан на схеме фиг. 3. Схема аналогового управляемого интегратора 4 содержит широкодиапазонный мультиплексор 7 [1,с.283] изображенный на фиг.4 трехрежимный интегратор 8 [там же, с.143] изображенный на фиг.5, линию задержки 9 и одновибратор 10. Первый и второй входы широкодиапазонного мультиплексора 7 соединены и подключены к первому входу аналогового управляемого интегратора 4. Управляющий вход широкодиапазонного мультиплексора 7 (обозначенный на схеме фиг. 3 Uупр.) является третьим входом аналогового управляемого интегратора 4, а его третий и четвертый входы заземлены. Второй вход аналогового управляемого интегратора 4 подключен ко входу S1 трехрежимного интегратора 8 и последовательно через линию задержки 9 ко входу одновибратора 10, выход которого соединен со входом S2 трехрежимного интегратора 8. Первый вход трехрежимного интегратора 8 подключен к выходу широкодиапазонного мультиплексора 7, а его выход является выходом аналогового управляемого интегратора 4.Managed integral 4 can be implemented both digitally and analogously. An example of constructing an analogue controlled
Блок формирования управляющих сигналов 6 может быть построен, например, на цифровых логических микросхемах. Block forming control signals 6 can be built, for example, on digital logic circuits.
Блок памяти 5 может быть построен, например, на регистрах, ОЗУ и т.п. если используется цифровой управляемый интегратор, или на схемах выборки-хранения, если используется аналоговый управляемый интегратор. The memory unit 5 can be built, for example, on registers, RAM, etc. if a digital controlled integrator is used, or on sampling-storage schemes, if an analog controlled integrator is used.
Схема, реализующая предлагаемый способ измерения параметров полного сопротивления, работает следующим образом. На первом выходе генератора 1 (фиг. 1) формируется синусоидальное напряжение U1 и синхронно с ним на втором выходе прямоугольное напряжение U2 (временная диаграмма, фиг.2). Напряжение U1 с первого выхода генератора 1 поступает на вход измерительной схемы 2, имеющей измеряемое полное сопротивление Zx. На выходе измерительной схемы 2 появляется напряжение U3, пропорциональное измеряемому полному сопротивлению Zx, которое отфильтровывается в фильтре 3. Выходное напряжение фильтра 3 U4 подается на первый вход управляемого интегратора 4. Блок формирования управляющих сигналов 6 синхронно с напряжением U2 формирует сигналы Up, Us и U3, управляющие работой управляемого интегратора 4 и блока памяти 5 (фиг.2): Up сигнал разрешения интегрирования Us - сигнал задающий знак интегрируемого напряжения; U3 сигнал записи информации блоком памяти 6, которая поступает на него с выхода управляемого интегратора 4.A circuit that implements the proposed method for measuring the impedance parameters works as follows. At the first output of the generator 1 (Fig. 1), a sinusoidal voltage U1 is formed and, simultaneously with it, at the second output, a rectangular voltage U2 (timing diagram, Fig.2). The voltage U1 from the first output of the
Аналоговый управляемый интегратор 4, схема которого изображена на фиг.3, работает следующим образом. Напряжение U4 поступает на первый вход аналогового управляемого интегратора 4 и с него на первый и второй входы широкодиапазонного мультиплексора 7, схема которого изображена на фиг.4. Сигнал Us поступает на третий вход аналогового управляемого интегратора 4 и с него на управляющий вход широкодиапазонного мультиплексора 7, работа которого описана в [1, с.283,284] На выходе широкодиапазонного мультиплексора 7 формируется напряжение Uвых..Analog controlled
Uвых.=U4 при Us=1B;
Uвых.=U4 при Us=-1B.U out. = U4 at U s = 1B;
U out. = U4 at U s = -1B.
Напряжение Uвых. с выхода широкодиапазонного мультиплексора 7 поступает на первый вход трехрежимного интегратора 8, схема которого изображена на фиг. 5, а работа описана в [1, с.143] Управление трехрежимным интегратором 8 осуществляется сигналом Up, поступающим на второй вход аналогового управляемого интегратора 4, и с него на вход S1 трехрежимного интегратора 8, и сигналом Uуст., поступающим на вход S2 трехрежимного интегратора 8 с выхода одновибратора 10. Одновибратор 10 запускается срезом сигнала Up, задержанным в линии задержки 9 на время до появления среза сигнала U3 (время t1 на временной диаграмме, фиг. 6) и вырабатывает на своем выходе сигнал Uуст. согласно временной диаграмме на фиг.6. Длительность сигнала Uуст. определяется временем, необходимым для сброса трехрежимного интегратора 8.Voltage U o from the output of the wide-range multiplexer 7, it is supplied to the first input of the
Сигнал Up управляет ключом S1 трехрежимного интегратора 8, а сигнал Uуст. ключом S2, причем высокому уровню управляющего сигнала соответствует замкнутое положение ключа. Сигнал Up устанавливает трехрежимный интегратор 8 в режим интегрирования (время t0 на временной диаграмме на фиг.6), а сигнал Uуст. в режим сброса (время t2 на временной диаграмме на фиг.6). Во время отсутствия сигналов U3 и Uуст. трехрежимный интегратор 8 находится в режиме хранения (ключи S1 и S2 разомкнуты, время t1 на временной диаграмме на фиг. 6).The signal U p controls the key S1 of the three-
Таким образом на выходе трехрежимного интегратора 8, который является выходом аналогового управляемого интегратора 4, формируются сигналы, Ua, пропорциональный активной составляющей полного сопротивления Zx и Ur, пропорциональный реактивной составляющей, в зависимости от режима интегрирования.Thus, at the output of the three-
Режим интегрирования устанавливается формирователем управляющих сигналов 6, при этом очередность установки режимов определяется конкретной задачей и может быть любой. Мы рассматриваем случай поочередной установки режимов интегрирования (фиг.2). The integration mode is set by the shaper of control signals 6, and the sequence of setting modes is determined by a specific task and can be any. We are considering the case of alternately setting the integration modes (figure 2).
Сигналы Ua и Ur записываются в блок памяти 5 и там хранятся. Управление записью осуществляется сигналом U3, поступающим на второй вход блока памяти 5 с первого выхода формирователя управляющих сигналов 6.The signals U a and U r are recorded in the memory unit 5 and stored there. The recording is controlled by the signal U 3 supplied to the second input of the memory unit 5 from the first output of the shaper control signals 6.
Список литературы:
1. У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника.-М. Мир, 1982.List of references:
1. W. Titze, K. Schenk. Semiconductor circuitry.-M. World, 1982.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94038819A RU2092861C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94038819A RU2092861C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94038819A RU94038819A (en) | 1996-07-20 |
RU2092861C1 true RU2092861C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20161770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94038819A RU2092861C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2092861C1 (en) |
-
1994
- 1994-09-29 RU RU94038819A patent/RU2092861C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, авторское свидетельство, 712777, кл. G 01R 27/02,1990. EР, патент, 0065675, кл. G 01R 27/02, 1982. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94038819A (en) | 1996-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3398664B2 (en) | Method for evaluating the signal of a magnetoresistive sensor and an apparatus for implementing the method | |
US4210022A (en) | Method for the inductive measurement of fluid flow | |
JPS6025745B2 (en) | Power measurement method | |
FR1576123A (en) | ||
RU2092861C1 (en) | Method of measuring the impedance parameters and device intended for its realization | |
JPS5920860A (en) | Digital output type integration circuit | |
US4546441A (en) | Method and apparatus for time based measurement of impedance | |
RU2154834C2 (en) | Method of measurement of components of impedance and device for its implementation | |
US3775687A (en) | Capacitance difference measuring circuit | |
JP2589817Y2 (en) | LCR tester | |
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 | |
RU2127867C1 (en) | Method of dynamic measurement of angular displacements | |
US3532972A (en) | Detector apparatus including digitally operable bridge rebalancing means | |
SU661360A1 (en) | Ac bridge balancing method | |
SU508745A1 (en) | The method of the decadal-follow equilibrium-hanging of digital automatic bridges of alternating current | |
SU386345A1 (en) | PHASE METHOD FOR SEPARATE EQUALIZATION OF AC VOLTAGE BRIDGE | |
RU1817033C (en) | Active power meter | |
SU875309A1 (en) | Meter of symmetrical voltage components in industral three-phase network | |
SU702317A1 (en) | Digital device for measuring rlc-parameters | |
SU796764A1 (en) | Device for discriminating variable and constant components of electric signal | |
RU2196998C2 (en) | Procedure measuring constant component of harmonic signal | |
SU756315A1 (en) | Capacitive measuring device | |
SU1320762A1 (en) | Semi-balanced bridge for separate measurement of four-element resonance two-terminal networks parameters | |
SU408238A1 (en) | METHOD OF MEASURING THE RESISTANCE OF ISOLATION | |
SU924621A1 (en) | Device for measuring non-linear element parameters |