(рис. 2-2, б) применяется для измерения параметров объектов в прямоуцольной системе координат. Два из трех токов, притекающих к суммирующему узлу, например /2 и /3, являются , образцовыми и сдвинуты относительно друг друга на угол я/2. Примеры устройств, построенных по этой схеме, содержатся в [2-47, 2-57, 2-60]. Прямоугольно-координатная схема может иметь и структуру, изображенную на рис. 2-2, в. Напряжения последовательно включенных источников f/i и U2 должны быть сдвинуты взаимно на угол п/2. Во всех трех схемах измеряемый объект может быть включен в любую из ветвей.

ХхТ------ Л-ОЗ i>

1, . . li,.

Рис. 2-2. Основные структуры токовых компенсационных цепей

/ - источник синусоидального напряжения; 2 - система уравновешивания

Регулируемые источники напряжения чаще строят на базе усилителей, охваченных параллельной ООС, называемых (по аналогии с вычислительной техникой) операционными. Операционный усилитель [2-1] использован, например, в измерительном узле (имеющем структуру рис. 2-2, в) цифрового прибора МЦЕ-7А. Компенсационная схема (рис. 2-2, б) использована в цифровом приборе МЦЕ-9А, схема которого изображена на рис. 2-3, а, б [2-30, а]. Ток, протекающий через измеряемый конденсатор емкостью Сх с проводимостью активных потерь gx, уравновешивается емкостным h и активным Ig токами, нормируемыми образцовыми элементами Со и go. В качестве управляемых источников напряжения в компенсирующих ветвях использованы операционные усилители с фоторезисторами во входных цепях. Процессом уравновешивания управляет астатическая следящая система, подобная описанной в [2-47, 2-57]. Условия равновесия схемы: 8=-eoCJCo; eg=-eogjgo, где напряжения ее и eg приложены к образцовым мерам соответ-

2 с. л. Эпштейн . ., 17

ственно емкости и активной проводимости. Напряжения eo,eg и вс попарно подводятся ко входам цифрового логометра (измерителя отношения напряжений), последовательно выполняющего операции:

где Мс, Mg и Mig - цифровые отсчеты величин С, gx и tg 6. Подключение необходимых пар напряжений ко входам лого-

Рис. 2-3. Схемы цифровых приборов ria основе компенсации токов i - генератор синусоидального измерительного напряжения; 2 - усилитель; 3 - делитель напряжения; 4 - система дискретного уравновешивания; 5 - цифровое отсчетное устройство; 6 - система аналогового уравновешивания; 7 - коммутатор; 8 - цифровой ло-гометр; 9 - центральное устройство управления

метра Производится через коммутатор; координацию работы блоков прибора осуществляет центральное устройство управления.

В компенсационных схемах нашли применение активные линейные преобразователи параметров комплексного объекта в комплексное напряжение; укажем на работы [2-31, 2-52]. Характерно, что предлагаемые в них схемы приводятся к структуре компенсатора напряжения, которая в чисто пассивных измерительных узлах реализуется довольно редко. Такую же структуру имеют и схемы рис. 2-4, содержащие оригинальные решения компенсирующих ветвейФункции преобразователя параметр-напряжение в обеиз*; схемах выполняет операционный усилитель 2а с активным сопротивлением Ro в цепи обратной связи.

Формулы для отсчетов по емкости и тангенсу угла потерь имеют вид: Cc=Cxgo2Ro; Ctg = {tg&x)goi/(u. Элементы Сс и Ctg в устройстве рис. 2-4, а выполнены реально по схеме дискретного параллельного делителя тока [2-29], поэтому нагрузки на

* Схемы предложены В. Г. Давидовичем и Р. Г. Файнгольдом.

трансформатор Tpl в пределах выбранного режима (вида схемы замещения) остаются неизменными. Однако поскольку эти нагрузки отличаются друг от друга, при изменении режима в отсчеты вносится дополнительная погрешность, вызванная неидеальностью трансформатора. Этот недостаток уст-

к, Ctg

Поспешу

Сс 1}-а

J

* Рис. 2-4. Схемы приборов на основе компенсации напряжений / - генератор синусоидального измерительного напряжения; 2а, 26, 2в - усилители; 3 - система дискретного уравновешивания; 4 -цифровое отсчетное устройство

ранен В более совершенной схеме (рис. 2-4, б), где нагрузка на трансформатор и способ его включения остаются неизменными в обоих режимах.

2-2. Характеристики приборов

Основные характеристики приборов с ЦО для измерения С и tg6 приведены в табл. 2-1. В таблицу сведены такие важные параметры, как рабочая частота, диапазоны измерения по емкости и тангенсу угла потерь, погрешности измерения, быстродействие, величина измерительного напряжения и др. Пропуск в той или другой графе таблицы указывает на отсутствие данных по величине параметра, прочерк означает, что параметр прибором не измеряется. Приборы, параметры которых сведены в таблицу, разработаны в различных институтах, производственных объединениях и фирмах. Многие из них выпускаются 2* . 19