, Изобретение касается электрических измерений и может быть использовано для
определения вторичных комплексных параметров четырехполюсников: характеристического
сопротивления и постоянной передачи.
Цель изобретения состоит в повышении
точности.
На фиг.1 представлены принципиальные
схемы определения входных сопротивлений четырехполюсников в режимах XX и
КЗ при прямом и обратном включениях: на фиг.2 - принципиальная схема Т-звена, где
Zij или YIJ - двухполюсник, эквивалентный сопротивлению или проводимости входной
цепи исследуемого четырехполюсника; на фиг.З - прямое и обратное включение исследуемого
четырехполюсника в Т-звено; на фиг.4 - возможные комбинации режимов XX
и КЗ Т-звена, а также исследуемого четырехполюсника при прямом включении и измеряемые
при этом напряжения и тока; на фиг.5 - то же, что фиг.4 при обратном включении
исследуемого четырехполюсника.
Сущность способа состоит в следующем .
Комплексный четырехполюсник в режимах XX и КЗ, со стороны входных или выходных
зажимов, можно рассматривать как некий двухполюсник, полное сопротивление
которого равно Zij, где I 1. 2 j - х, k. Вместо комплексного входного сопротивления
может рассматриваться комплексная
входная проводимость YIJ - . Опуская
.z i далее нижние индексы ij, можем записать:
Y ye-«Pгдеу
VG 2 + в 2 ,
G-JB
Л:
G
tgy (i)
(2)
ICO
ел о
самосогласования, связывающие произвольный параметр R с измеряемыми величинами
М и N
(M-1) GR, N -BR(14) Из (18а-б) следует, что
G Re(Y)-.-B lm(Y) (15)
При любом другом произвольном значении
R получатся другие значения измеряемых токов и напряжений XX или КЗ по
фиг.4э-г Также вычисляются другие значения К1, Т-Д М1, N1 по (6)-(10). но уравнение
самосогласования сохранят свою силу, а расчетные значения G и В по(15) не изменяются
. Это определяется тем, что значения G и В зависят только от внутренней структуры
измеряемого четырехполюсника, но не зависят от величины R,
Далее по (1)-(5) находятся искомые входные комплексные сопротивления исследуемого
четырехполюсника в режимах XX и КЗ при прямом включении (фиг.За).
Zix Zixejy 1x -- - f16) 1х Yix Gix-jBix ( Ь)
1 1,R (17)
Yik Gik-j Bik
По этим входным сопротивлениям и
формулам для симметричного четырехполюсника находятся модуль и аргумент ха-.
рактеристического сопротивления Zc симметричного четырехполюсника.
Если исследуемый четырехполюсник несимметричный (An A22), то измерения
проводятся еще раз по фиг.5а-г, соответствующей фиг.Зб.
Для определения входных сопротивлений Z2x и Z2K исследуемого четырехполюсника при его обратном включении
применяется также процедура, что и выше, с соответствующей заменой индексов по фиг.5 а-г.
Изложенное выше позволяет, по аналогии со способом-прототипом,
найти характеристические сопротивления исследуемого четырехполюсника
- для симметричного четырехполюсника
yik-ty1x Т
Zc VZik Zix
(18) - для несимметричного четырехполюсника
(19) yzk-b/72
ZC2 - k Z2x &Z2x e 7
Zc2 (20) Здесь Га, b относится только к исследуемому четырехполюснику.
Введем обозначения
f ,fl . /----
,0
thr TejC7 VZlk/Zlxe
где Т mod (th Г) --
- Ј-
(thr)
Т, в - относятся к исследуемому четырехполюснику .
Подставляя постоянную передачи Г а + jB в (21) и производя разделение модулей и аргументов получим:
+ sinzb
у
ch2a-sln2 b
(22)
0
5
0
5
0
5
0
5
. д sin2bf0o4 tg f -r-ri- (to) sh2a
Из (22, 23) следует, что составляющие Г равны:
12 Т cos в ,„..,
- arctg ---sr - (24)
а
arctg
1+т2
2 Т sin в
(25)
1-.Г2
где а - постоянная ослабления, b - постоянная
фазы исследуемого четырехполюсника.
Для несимметричных взаимных четырехполюсников
значение Г не изменяется при прямом и обратном включениях.
По физическим соображениям и из (24) очевидно, что всегда для пассивных четырехполюсников а 0.
Из (25) следует, что знак b однозначно определяется соотношением
(1-Т2) О,
которое, в свою очередь зависит от отношения модулей Zik и Zix.
Способ реализуется следующей временной последовательностью операций с
помощью материальных объектов (вольтметра , амперметра и ключей) над другим
материальным объектом (измеряемым четырехполюсником ).
Для симметричных четырехполюсников:
1. Собирается Т-образная схема из двух
одинаковых резисторов R. сопротивление которых известно, и входной цепи исследуемого
четырехполюсника, выходная цепь которого присоединяется к ключу К2:
2. Т-звено по п.1, присоединяется входными зажимами к источнику гармонического
напряжения, а выходными - к ключу Ki;
3. Ключ Ki - размыкается;
4. Ключ К2 - размыкается:
5. Измеряются напряжения и токи Т-
звена в режиме XX - Uix1, hx1; U2x :
6. Ключ Ki - замыкается.
7. Измеряются напряжение и ток Т-зве- на в режиме КЗ Uik , hk ,
8. Ключ К2 - замыкается;
9. Ключ Ki - размыкается;
10. Измеряются напряжения и токи Т- звена в режиме XX Uix, 11х,
11. Ключ Ki - замыкается;
12. Измеряются напряжение и ток Т-
звена в режиме КЗ Uik,
13. Вычисляются вспомогательные параметры по формулам:
Ki
Uix TTI U2x T Uix1 Ilk1
а также
Тт
М - по формуле (9); - по формуле (10);
14. Те же вычисления делаются для К11, М , и N по измеренным величинам;
15. Вычисляются составляющие входных проводимостей в режимах XX и КЗ
G, Re(Yx)
Bx Im (Yx) -
Л R
Gk Re (Yk) - -BK-lm(YO
М -
R
R
16. Вычисляются модули входных сопротивлений
в режимах XX и КЗ по формулам
Zij I Zy I 17т-1 77;--ГЕГТ YIJ I Gj - j BJ I
i 1, 2; j x. k:
17. Вычисляются аргументы (фазовые
углы) входных проводимостей или сопротивлений в режимах XX и КЗ
ВхВ|(
C/TX arctg -- pk arctg -
Ьхok
18. По комплексным входным сопротивлениям при XX и КЗ вычисляются характеристическое
сопротивление Zc до формуле (3) и постоянная передачи Г исследуемого
четырехполюсника по формулам (21), (22), (23), (8а).
Для несимметричных четырехполюсников;
19. Исследуемый четырехполюсник
включается -в Т-звено выходными зажимами , а ключ К2 включается к его входным зажимам;
20. Повторяются операции по пп.1-18.
Формула изобретения
Способ измерения комплексных параметров четырехполюсника, включающий
подачу на вход вспомогательного четырехполюсника в виде Т-звена гармонического
напряжения, измерение действующих значений напряжения и тока в режимах холостого
хода (XX) и короткого замыкания при прямом и обратном включениях, расчет комплексных
параметров четырехполюсника,
отличающийся тем, что. с целью
повышения точности, гармоническое напряжение подают на вход Т-звена при прямом
и обратном его включениях, на зажимах Т- звена измеряют действующие значения напряжений
и токов при его холостом ходе и при холостом ходе исследуемого четырехполюсника
, при холостом ходе Т-звена и коротком замыкании исследуемого четырехполюсника
, при коротком замыкании Т-звена и исследуемого четырехполюсника, при
коротком замыкании Т-звена и холостом ходе исследуемого четырехполюсника, а определение
комплексного характеристического сопротивления и постоянной передачи исследуемого
четырехполюсника производят по формулам
. j 5ЈlL±Ji Jx
Zc Zik Zix Zik Zix e - Zc e
th Г 7zix Zik/Zix e2
Те
в.
r-a.Jb-larthil + ji;
. 2 Т sin в xarcth x---1
-Т2
1 +Т
35
40
45
50
Zix
1xox
Ub
U2x
. т II - , IT -
Uix
55
M
11 - I V(K )2 |2 + К )2 1 - (TT ) + 1 ;
((TT)
M
R
B,
- -- .
Y ik- Gik-J Bk:
Zik -L ZikeV k;
Yik
Bk
tg у ik
Gk
где Uix1 , lix1, U2x -действующие значения
напряжений и токов на зажимах Т-звена при его XX и при XX исследуемого четырехполюсника;
Uix. lix, U2x, Uik, Ilk - то же. при XX и КЗ Т-звена и при КЗ исследуемого четырехполюсника:
Uik1 , Hk - то же при КЗ Т-звена и при XX исследуемого четырехполюсника;
Позиция ключей
фиг. 4а
фиг. 46
фиг. 4в
фиг. 4г
ztt
#
Г
г
S)
0
5
0
Zix. Zik - модули входных сопротивлений исследуемого четырехпопюсника в режимах XX и КЗ соответственно:
К1, IT , M1, N1 - вспомогательные параметры , соответствующие XX исследуемого
четырехполюсника;
к.Тт.м.м -тожеегоКЗ:
GJ, Bj (где j x, k) - активная и реактивная составляющие входной проводимости
fi исследуемого четырехполюсника, i- 1.2: j x, k;
Zij - входное сопротивление, обратное Yi j;
Zc, Г - характеристическое сопротивление
и постоянная передачи.исследуемого четырехполюсника;
Т. О- вспомогательные параметры;
R - известное сопротивление каждого
из двух резисторов, образующих продольные плечи вспомогательного Т-звена.
Измеряемые величины UlxTllx . U2x
Uik . Ilk
II II I II 11 II
Uix , Их . U2x
Uik. Hk
z,
f)
Ъг.
б/г. г
-;
